巧用類比推理與探究性實驗

摘 要：“類比推理”與“探究性實驗”是科學探索中獲得新知識的兩種重要的科學方法，也是進行科學思維訓練的重要方法。在本節課中主要通過類比推理的方法化解了在探究性實驗中的難點，在有限的教學時間中讓學生完成探究的一般過程，培養學生的自主學習能力，增強學習的積極性。

關鍵詞：類比推理;探究性實驗;教學設計

中圖分類號：G420 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2012）07-078-1

類比推理是根據兩類事物在一些屬性上的相似或相同，推出它們在其他屬性尤其本質屬性上也相似或相同的推理方式。探究性實驗是相對驗證性實驗而提出的一種學習方式。與驗證性實驗重視獲取知識的目標不同，探究性實驗注重過程性，體現學生在學習過程中積極主動的獲取知識，認識和解決問題的能力。在探究性實驗教學環節中如何引導學生在學習過程中發現問題，提出問題是順利展開探究性實驗的基礎，引發學生對問題進行猜想和假設是探究性實驗的關鍵，科學的探究性方案則是實驗的保障。筆者在教授“物質跨膜運輸的實例(第1課時)”這部分內容時，根據教學內容的特點，巧用類比推理的方法來達成探究性實驗目的進行了積極的嘗試。

一、教學設計思路

課前為學生提供演示實驗材料，要求學生進行觀察、記錄和思考問題，按學案要求預習；課堂上利用多媒體展示圖片、動畫，讓學生能進行直觀感知，引導學生通過類比推理提出問題，解決問題。通過探究活動培養學生的動手能力、討論和交流能力，從中培養學生的合作意識。最后通過計算機操作，讓學生模擬微觀世界的變化，評價總結形成正確的認知。

二、教學目標

1.知識目標：理解細胞在什么情況下吸水和失水

2．能力目標：

①嘗試從現實生活現象中提出問題，作出假設。

②學習進行探究問題的一般方法和步驟，形成自主學習的能力和習慣。

③通過進行“關于植物細胞吸水和失水”的實驗設計和操作，培養學生創新思維和創造力。

三、教學方法

1. 直觀教學法 本節課充分借助多媒體動畫，把有關滲透作用、質壁分離及復原直觀的展示給學生，有利于學生由感性認識上升到理性認識。

2.學案導學法 課本是知識之源，是學習之本。通過學案以問題串、重點知識填空等形式，有意識地引導學生看課本，為新授課掃清“路障”，提高課堂效率。

3.類比歸納法和點撥法 通過類比歸納法能迅速而準確地由此及彼，去認識未知概念，獲得新的知識；同時，適時得當的點撥有利于學生掌握正確的探究方法。

四、教學過程

1.課前準備：課前完成滲透作用探究實驗，預習并初步完成學案中植物細胞吸水和失水的探究方案，為課堂上理解細胞的吸水和失水做好準備，復習顯微鏡的使用。

2.課堂實施：

教學環節教師活動設計意圖和思維訓練

生活事例

導入新課1)通過多媒體創設情景：鹽拌黃瓜滲出水分

2)細胞是一個開放的系統，有很多的物質進出細胞，今天我們先來學習細胞中含量最多的化合物水分子的跨膜運輸，該處的膜是指什么膜？通過生活場景的再現，生動導入，充分調動學生的學習熱情，激活思維，引入課題

實例分析，

類比推理

滲透現象及其發生的條件請學生展示課前準備的演示實驗并說出觀察現象

動物細胞的吸水和失水（以哺乳動物紅細胞為例）

引導學生回憶“制備細胞膜”的實驗，組織學生閱讀書本P60圖4-1“水分進出哺乳動物紅細胞的狀況”圖，創設問題，組織討論分析。1）通過分析宏觀的物理滲透裝置的條件，為進入微觀領域細胞的滲透作用做鋪墊運用類比推理把物理裝置與動物細胞聯系在一起，并利用新舊知識的結合點，培養學生知識的遷移能力，學會大膽猜想。

2）細胞壁限制植物細胞的吸水，正確的認識為學習植物細胞的吸水失水打下伏筆。

分組探究，成果交流

植物細胞吸水和失水1）設計實驗 參考課本中P62的信息，引導學生考慮實驗設計上的一些細節問題，例如：

①實驗材料、取材的方法、實驗用具的選擇等“井”字為好呢？

②實驗步驟 結合動物細胞吸水和失水實驗，制備細胞膜的方法，引導學生設計實驗步驟。

2）動手實驗 規范顯微鏡的使用，小組間分工合作，及時填寫觀察現象。實驗現象模擬:細胞失水和吸水變化，提出質壁分離及復原現象。

3）引導總結： 植物細胞是一個滲透裝置：

①原生質層可看作半透膜。

②當外界溶液的濃度>細胞液的濃度時，細胞失水，出現質壁分離現象；

當外界溶液的濃度<細胞液的濃度時，細胞吸水，出現質壁分離復原現象。

1）通過問題的設置，使學生領悟到選擇合適實驗材料、方法的重要性。

2）通過類比推理，引導學生設計植物細胞吸水和失水的實驗。

總結評價引導學生對實驗成敗進行分析，提出改進方法。對本節學習進行總結，著重指出探究的一般方法和基本步驟。完成學案中“課堂檢測”。

通過探究案例的親身設計、成果交流，引導學生逐步領悟探究過程的一般方法與基本思想。

五、效果及反思

通過本節課學習，學生能嘗試根據自己提出的問題和假設，設計實驗，能領悟探究過程的一般方法與基本思想。在探究過程中理解細胞的吸水和失水的條件，理解原生質層的結構，通過實驗現象認識到水分子可以自由進出細胞膜（或原生質層），并且是順相對含量的梯度進行的，為后續學習作鋪墊。回顧整個教學過程，筆者認為本節課有以下幾個成功之處：

1.切實做好演示實驗，讓實驗道出真知，活化課堂。

2.學生具備規范熟練的顯微鏡操作技能。

3.通過類比推理的方法化解了本節課的難點。

探究性實驗突破以驗證式實驗為主的傳統實驗教學思維方式和操作模式，讓學生真正得到學習過程的體驗。因此教師在備課時要精心設計探究過程，注重知識的積累，不斷更新自己的知識結構，更新教學理念。