初中生物探究實(shí)驗(yàn)的一般過程和設(shè)計(jì)

李寶娟

摘 要：生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是教師指導(dǎo)學(xué)生利用一定的生物材料、藥品、儀器設(shè)備，按照指定的條件去進(jìn)行的生物實(shí)踐活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，是提高生物教學(xué)質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，而探究性實(shí)驗(yàn)是生物實(shí)驗(yàn)的重要組成部分，也是學(xué)生獲取知識(shí)的重要手段。

關(guān)鍵詞：探究性實(shí)驗(yàn)；過程；設(shè)計(jì)思路

探究性實(shí)驗(yàn)是指學(xué)生在教師的指導(dǎo)下按照探究實(shí)驗(yàn)的六個(gè)步驟，針對(duì)某一問題，獨(dú)立或分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，然后按照步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中去探究、發(fā)現(xiàn)、解決問題并獲得生物學(xué)知識(shí)。下面我將分別論述探究實(shí)驗(yàn)的六個(gè)過程及每個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)思路。

一、提出問題

發(fā)現(xiàn)和提出問題是探究實(shí)驗(yàn)的第一要素，提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要。因此，教師在教學(xué)中要善于創(chuàng)設(shè)問題情境，提出開放性、富有挑戰(zhàn)性的問題，讓學(xué)生在已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自己去發(fā)現(xiàn)問題，引導(dǎo)他們展開思維的翅膀，從而提出有探究?jī)r(jià)值的問題。

例如，在“節(jié)肢動(dòng)物”一節(jié)中，教材中提到蝗蟲腹部體表有氣門，用于呼吸。我們的常識(shí)是動(dòng)物的呼吸器官在頭部，學(xué)生可能會(huì)問：蝗蟲的呼吸器官是在頭部還是在腹部？蝗蟲的呼吸器官是在腹部嗎？另外，提出問題離不開科學(xué)觀察，觀察角度不同，提出的問題就會(huì)有所不同。如探究“鳥適于飛行的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)”時(shí)，有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)鳥的胸骨很突出，有的學(xué)生觀察到鳥的體形呈流線

型。這就要求教師在觀察的過程中提示學(xué)生，及時(shí)對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行評(píng)價(jià)，指導(dǎo)學(xué)生提出合理的問題。

二、作出假設(shè)

在學(xué)生提出要解決的問題后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生大膽做出假設(shè)，從而指導(dǎo)學(xué)生正確設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐能力。

在初中生物探究實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)往往是所提問題的肯定或否定回答。如七年級(jí)上冊(cè)中“探究非生物因素對(duì)某種生物的影響”的實(shí)驗(yàn)中，探究光對(duì)鼠婦的影響時(shí)，問題是“光會(huì)影響鼠婦的分布嗎？”它的假設(shè)就是“光會(huì)（不會(huì)）影響鼠婦的分布”。當(dāng)有的問題中沒有提到探究因素即變量時(shí)，就要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行假設(shè)。如七年級(jí)下冊(cè)中“測(cè)定某種食物中的能量”，就不需要做假設(shè)。再如七年級(jí)上冊(cè)中探究“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”時(shí)，教材中提出“在什么樣的環(huán)境條件下種子才能萌發(fā)呢？”這時(shí)我們就可以根據(jù)已有的知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)作出假設(shè)，也可根據(jù)相關(guān)資料進(jìn)行假設(shè)。如很多農(nóng)作物在春天播種，天寒地凍不適于播種，這里的關(guān)鍵是溫度，我們就可以假設(shè)“種子的萌發(fā)需要適宜的溫度”。

三、制訂計(jì)劃

初中生物探究實(shí)驗(yàn)中往往要控制變量，如八年級(jí)上冊(cè)中“檢測(cè)不同環(huán)境中的細(xì)菌和真菌”這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)過配制培養(yǎng)基和高溫滅菌后，實(shí)驗(yàn)組接種某環(huán)境中的菌種，對(duì)照組不做任何處理，這時(shí)該實(shí)驗(yàn)的變量就是環(huán)境中的細(xì)菌和真菌。問題不同，探究方案的設(shè)計(jì)當(dāng)然也要不同。教師要指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)要探究的變量設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

在制訂計(jì)劃時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生利用身邊熟悉的材料來設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如探究植物的呼吸作用可以選擇萌發(fā)的大豆種子，新鮮的豆苗、蘿卜等；觀察葉片結(jié)構(gòu)可以選擇身邊常見的樹葉。探究實(shí)驗(yàn)中也可以設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)，如模擬魚鰭的作用時(shí)就用到了氣球、小紙板等物品。實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)計(jì)的多樣化，一方面可以提高學(xué)生的興趣，另一方面學(xué)生的探究自主性可以得到最大程度的發(fā)揮。

四、實(shí)施計(jì)劃

實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)計(jì)好了，就要指導(dǎo)學(xué)生按照所制訂的計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程中，如果有不合適的地方，教師要及時(shí)指正，幫助學(xué)生改進(jìn)。

五、得出結(jié)論

結(jié)論是對(duì)假設(shè)的肯定或否定。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與分析，驗(yàn)證自己的猜想，從而驗(yàn)證之前的假設(shè)是否成立。如七年級(jí)下冊(cè)中的“饅頭在口腔中的變化”這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)1號(hào)試管中由于加了唾液、充分?jǐn)嚢杓?7度水浴加熱，滴加碘液后沒有變藍(lán)，說明此時(shí)試管中已經(jīng)沒有了淀粉，淀粉已經(jīng)被唾液淀粉酶消化了。因此得出的結(jié)論是：饅頭變甜與牙齒的咀嚼、舌的攪拌及淀粉酶都有關(guān)。

六、表達(dá)和交流

探究實(shí)驗(yàn)重視學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的分析，從而提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)性和有效性。由于各組學(xué)生存在差異，同一個(gè)實(shí)驗(yàn)中各組的結(jié)果會(huì)不同，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論也會(huì)不同。這時(shí)，小組之間進(jìn)行討論交流就變得非常有必要。全班分組實(shí)驗(yàn)實(shí)質(zhì)上是進(jìn)行了重復(fù)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)大多數(shù)學(xué)生的現(xiàn)象或結(jié)論相同時(shí)，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論也就如此。因此表達(dá)和交流這個(gè)環(huán)節(jié)是至關(guān)重要的，小組之間不僅交流了實(shí)驗(yàn)思路，也大大增加了實(shí)驗(yàn)的可靠性。

綜上所述，生物探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是學(xué)生掌握生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、形成生物學(xué)基本技能的一種重要手段，更是激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、發(fā)展學(xué)生智力、培養(yǎng)學(xué)生思維能力和提高綜合素養(yǎng)的舞臺(tái)。這就要求教師課前充分研究教材，創(chuàng)設(shè)本實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的各種問題情境，在教學(xué)中不斷更新教學(xué)理念，為學(xué)生營(yíng)造探究學(xué)習(xí)的氛圍和條件，讓學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中提高生物科學(xué)素養(yǎng)，提高綜合能力。

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編輯 李琴芳