探究性實驗法在生物教學(xué)中的應(yīng)用

付靈麗 安徽省蕭縣初級中學(xué)城西校區(qū) 235200

教學(xué)方法是實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)的手段，隨著教學(xué)改革的深入，生物教學(xué)方法百花齊放，本文就“探究性實驗教學(xué)法”談?wù)勛约旱恼J(rèn)識。

探索自然不僅需要有關(guān)的科學(xué)知識，更需要有探索自然的方法和能力。以往的科學(xué)教學(xué)由于把知識本身作目的，注重科學(xué)知識的機械灌輸，忽視科學(xué)方法的訓(xùn)練，致使學(xué)生雖然掌握了某門學(xué)科的許多知識，但卻不懂得該門學(xué)科的科學(xué)方法及其價值，缺乏相應(yīng)的科學(xué)研究能力。探究教學(xué)則把科學(xué)知識與科學(xué)方法相結(jié)合，在掌握知識的基礎(chǔ)上發(fā)展學(xué)生的觀察能力、建立假設(shè)的能力、推理和預(yù)測的能力、交流結(jié)果的能力等，即增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)探究的理解，發(fā)展進(jìn)行科學(xué)探究的能力。

生物科學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)科學(xué)，它是研究生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、分類、生理、遺傳和變異、進(jìn)化、生態(tài)的科學(xué)。生物以其豐富多彩的生命活動呈現(xiàn)在我們眼前，想要了解其內(nèi)在的因素，實驗是必不可少的，同時實驗也是生物學(xué)研究的一種重要手段，通過實驗可探知生命活動的規(guī)律。學(xué)生通過實驗體驗，能夠加深對課本知識的理解和掌握，增強學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣。因此，教師在教學(xué)過程中應(yīng)重視實驗課，盡可能的為學(xué)生創(chuàng)造實驗的條件，并指導(dǎo)學(xué)生以實事求是的科學(xué)態(tài)度進(jìn)行觀察和實驗，通過實驗去探索生命的奧秘。學(xué)生在獲取新知的同時，體驗了發(fā)現(xiàn)的樂趣，這一點對開發(fā)學(xué)生的智力和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性、創(chuàng)造性以及對科學(xué)的熱愛等方面具有重要的意義。

例如，在學(xué)習(xí)了實驗法研究案例后，要求學(xué)生運用實驗探究法進(jìn)行“探究影響鼠婦分布的環(huán)境因素”的實驗，讓全體學(xué)生積極參與，依靠集體的力量進(jìn)行分工合作。

教師指導(dǎo)：本實驗包括以下幾個重要步驟：⑴發(fā)現(xiàn)并提出問題 ⑵收集與問題相關(guān)的信息 ⑶作出假設(shè) ⑷設(shè)計實驗方案 ⑸實施實驗并記錄 ⑸分析實驗現(xiàn)象 ⑹得出結(jié)論。

讓學(xué)生分組（8個小組），各組自行設(shè)計實驗探究方案，小組間交流合作，找出最佳方案，然后進(jìn)行實驗。下面是一個小組的實驗方案：

⑴提出問題

實驗前捕捉鼠婦（又稱潮蟲、西瓜蟲）。找一個深棕色或不透光的空瓶子，在瓶蓋上打兩個小孔。瓶中放一層潮濕的土壤，壓實。上課的前一天在家或?qū)W校的花盆下、石塊下或其他地方尋找鼠婦，每人捕捉10只，放入瓶中，準(zhǔn)備下一節(jié)上課用。捕捉鼠婦時會發(fā)現(xiàn)，它們經(jīng)常躲在陰暗潮濕的地方，如石塊的下面、花盆的底部，以及放置擦地墩布的角落。通過觀察會產(chǎn)生這樣一種疑惑：鼠婦為什么要躲藏在這些地方？請你從生物與環(huán)境關(guān)系的角度，用短句準(zhǔn)確表述出這個問題。這樣，你就提出了一個需要通過實驗來探究的問題。

問題：鼠婦通常躲在陰暗的花盆、石塊下，光對鼠婦的分布有影響嗎？

思維都是從問題開始的，發(fā)現(xiàn)問題是解決問題的起點，也是解決問題的一種動力。問題就是矛盾，矛盾時時刻刻存在著，但因循守舊和不善于思考的人往往覺察不出矛盾和問題的存在，而勤于獨立思考的人，常常會在別人認(rèn)為沒有問題的地方發(fā)現(xiàn)重要問題，進(jìn)而取得重大的成果。比如，牛頓發(fā)現(xiàn)的萬有引力定律，瓦特發(fā)明的蒸汽機等，都是從生活的小事件入手的。同時，任何科學(xué)研究都往往有一個從無效到不可靠而被日后的事實所否定，但這些假設(shè)給后來的科學(xué)者以成功的過程，其間，研究者必須善于發(fā)現(xiàn)問題，才能從失敗的教訓(xùn)中總結(jié)出有益的經(jīng)驗，推動研究工作不斷前進(jìn)。學(xué)生的學(xué)習(xí)活動也和科學(xué)研究工作一樣，需要有啟發(fā)性的問題的導(dǎo)入才能逐步深入。

⑵作出假設(shè)：

觀察中發(fā)現(xiàn)和提出的問題，經(jīng)過查閱資料和思考以后，你會對問題作出各種嘗試性解釋，這就是假設(shè)。一個成功的假設(shè)要能夠說明相關(guān)事物之間的因果關(guān)系。我們知道，環(huán)境中的各種因素都可能影響鼠婦的分布，那么究竟是哪種環(huán)境因素影響鼠婦的分布呢？是鼠婦怕其他生物的侵?jǐn)_嗎？是鼠婦怕光嗎？是鼠婦喜濕嗎？你是否觀察過鼠婦出來活動的時間，它的活動規(guī)律對你作出假設(shè)是否有啟示？通過查閱資料，收集信息，在組內(nèi)同學(xué)的討論后，本組作出了假設(shè)。

假設(shè)：因為鼠婦怕光，所以鼠婦通常躲在陰暗處。

假設(shè)是解決問題的偵察兵，是科學(xué)發(fā)展的必經(jīng)之路。假設(shè)無論被證實還是被證偽，都具有推動認(rèn)識發(fā)展的作用。海涅說過：“誰若為我們指出了走不出的道路，那么他就像為我們指導(dǎo)了正確道路的人一樣，對我們做了一件同樣的好事”。在科學(xué)史上，一些假設(shè)由于其內(nèi)容部分正確可靠為事后的事實證實并經(jīng)過修改、補充、豐富而成為科學(xué)理論 而有些假設(shè)雖然不正確、不可靠而被日后的事實所否定，但這些假設(shè)給后來的科學(xué)者以啟發(fā)，使他們找到了另一條通往科學(xué)真理的道路。

（3）實驗程序的制定與實施。

①課前捕捉鼠婦。

②自制鼠婦實驗裝置。用硬紙板制成一個長30cm、寬10cm、高5cm的紙槽，將紙槽分成長度相等的兩部分，一端用黑紙包好形成一個黑暗的環(huán)境，另一端不做處理。

③將做好的紙槽放在課桌上，將捕捉到的鼠婦（10只）輕輕放入紙槽中。

④將有鼠婦的實驗裝置放在實驗桌上，接受由窗戶進(jìn)入的陽光，將有黑紙遮擋的一端朝向窗外。

⑤觀察并記錄。同組的同學(xué)配合，一人計時，一人計數(shù)并記錄。統(tǒng)計每分鐘未遮蓋部分有幾只鼠婦，暗處有幾只鼠婦（將放入的鼠婦總數(shù)減去亮處的即可），將數(shù)字填寫在表格中。至少統(tǒng)計10次以上。

時間 1min 2min 3min 4min 5min 6min 7min 8min 9min 10min亮處暗處

⑥將每次亮處的鼠婦總數(shù)累加起來，除以實驗鼠婦的數(shù)目與觀察次數(shù)的積。

⑦將全班各實驗小組的比例累加起來，求平均值。

⑧根據(jù)實驗得出的數(shù)據(jù)，判斷鼠婦喜歡亮處還是暗處，檢驗假設(shè)是否成立。如果鼠婦分布在光下的平均值小于50﹪，即支持假設(shè)，鼠婦喜歡黑暗的環(huán)境。

⑨分析實驗過程是否有誤差，討論產(chǎn)生誤差的原因和減少誤差的方法。

（4）回顧探究活動的一般過程，作出總結(jié)

實驗完成后，組織學(xué)生交流。

①請學(xué)生回答為什么不能用一只鼠婦，而且每個組都要十只。

②請學(xué)生回答為什么要計算全班的平均值。

③組織學(xué)生比較本組的數(shù)據(jù)和結(jié)論與全班的平均數(shù)據(jù)和結(jié)論有無異同，并自我分析或其他組幫助分析。

學(xué)生紛紛討論交流，作出以下回答：①思考回答：是因為一只或少數(shù)幾只的偶然性太大，如果數(shù)目較多，可以減少誤差，使實驗結(jié)果更科學(xué)。每組都用10只是便于最后統(tǒng)計全班結(jié)果。

②討論回答：因為每個小組只能實驗一次，誤差較大，如果算出全班的平均值，就相當(dāng)于做了8次重復(fù)實驗，全班得出的結(jié)論就更加科學(xué)。

③分析原因有：實驗裝置的顏色干擾 實驗裝置的設(shè)計不合理 實驗時同學(xué)的聲音干擾等。

實驗?zāi)康牟粏问菍W(xué)習(xí)有關(guān)鼠婦的生活習(xí)性，而是要求學(xué)生在真實的實驗經(jīng)歷中體現(xiàn)實驗法研究的過程和方法。教學(xué)中，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生收集有助于他們評定方案是否有效的資料，或指導(dǎo)學(xué)生自己動手來驗證方案。在學(xué)生驗證方案的過程中，教師應(yīng)該以“指導(dǎo)者”的身份出現(xiàn)，鼓勵學(xué)生依靠自己的力量來完成對整個方案的驗證。在學(xué)生遇到困難且經(jīng)過努力仍無法克服時，教師應(yīng)該給予必要的引導(dǎo)，幫助學(xué)生克服困難，使學(xué)生順利進(jìn)入下一個的驗證。

研究性學(xué)習(xí)注重培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、自主學(xué)習(xí)的能力，課程要有較大的靈活性，通過教與學(xué)傳統(tǒng)方式的改變，師生共同建立起平等、民主、教學(xué)相長的教學(xué)過程，有效提高學(xué)生分析、解決實際問題的能力，使教與學(xué)的重心不再僅僅放在獲取知識上，而是轉(zhuǎn)到學(xué)會學(xué)習(xí)，掌握學(xué)習(xí)方法上，使被動的接受式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向主動的探索式學(xué)習(xí)。研究性學(xué)習(xí)的評價關(guān)注的不是研究成果、學(xué)術(shù)水平的高低，而是學(xué)習(xí)內(nèi)容的豐富性和研究方法的多樣性，強調(diào)學(xué)生學(xué)會收集、分析、歸納、整理資料，學(xué)會處理反饋信息，更加注重研究過程。

總之，只有關(guān)注學(xué)生，以學(xué)生的發(fā)展為本，教師多反思多鉆研，靈活運用各種有效的方法，將課堂時間用在“刀口”上，講學(xué)生之所需，解學(xué)生之所疑，我想在生物課堂的有效教學(xué)中一定會取得更大的成績，學(xué)生會學(xué)得更好。

溫馨提示：

本次試驗觀察后，要特別提醒學(xué)生把鼠婦放歸大自然。教育學(xué)生愛護(hù)動物，對野生動植物，不宜大量采集，這既是愛護(hù)生物的資源，也是一種情感教育。