巧用課堂教學(xué)，有效提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力

田明月

生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任4個(gè)方面。觀察和實(shí)驗(yàn)是科學(xué)探究最基本的方法，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)得以實(shí)現(xiàn)的重要保證，也是實(shí)驗(yàn)具體操作的指南，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有不可替代的作用。《高考考綱》中也明確提出，高中生應(yīng)具備一定的實(shí)驗(yàn)與探究能力。目前每年的高考題中都會(huì)涉及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的大題，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力提出了很高的要求。因此，無論學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，還是高考成績的提高，提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力都是生物學(xué)教學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)。在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師往往通過幾節(jié)課的時(shí)間，將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法講授給學(xué)生，再配以大量的習(xí)題幫助學(xué)生去理解和鞏固。這種教學(xué)模式確實(shí)能在短時(shí)間內(nèi)提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)題分?jǐn)?shù)，但對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力和探究能力的提高卻收效甚微

課堂教學(xué)是指在有一定的教學(xué)設(shè)備設(shè)施的條件下，在可穩(wěn)定持續(xù)使用的場所進(jìn)行的教學(xué)。課堂是教學(xué)的主戰(zhàn)場，是素質(zhì)教育的主陣地。將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的培養(yǎng)融入到日常的課堂教學(xué)中，使實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ε囵B(yǎng)常態(tài)化才能從根本上提升學(xué)生的探究和設(shè)計(jì)能力。下面主要對(duì)將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)融入課堂教學(xué)的教學(xué)方法進(jìn)行總結(jié)和歸納。

1以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)導(dǎo)入課堂，激發(fā)學(xué)生的興趣和積極性

精彩的課堂導(dǎo)入是課堂教學(xué)必不可少的重要環(huán)節(jié)。生物作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)科的精髓。筆者嘗試以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)導(dǎo)入新課，變“教”為“導(dǎo)”，不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性;而且還培養(yǎng)了學(xué)生的探究思維和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)導(dǎo)入的流程大致為：創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)情境→激發(fā)思維探究→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程→引出相關(guān)結(jié)論。優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)導(dǎo)入方案應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：創(chuàng)建情境和諧;課題意識(shí)明確;引導(dǎo)思考積極;知識(shí)銜接自然;時(shí)間把握得當(dāng)?shù)取?/p>

例如，在“細(xì)胞的能量‘通貨——ATP”的新課導(dǎo)入中，教師可采用螢火蟲發(fā)光的視頻創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生通過自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)去探究哪種物質(zhì)為螢火蟲發(fā)光直接提供能量，從而引出ATP這一概念。又如，在“生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)中，教師以窗臺(tái)放置的盆栽植物為導(dǎo)入點(diǎn)，在學(xué)生對(duì)向光性有直觀認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，提出問題：什么原因引發(fā)了這株植物的生長方向的改變？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明你的結(jié)論？從而促進(jìn)學(xué)生思考，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

2對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行深入探究，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和探究

現(xiàn)行教材內(nèi)容中有很多值得深入探究的地方。教師在教學(xué)中要抓好教材這塊基石，深挖教材內(nèi)容，從中找尋閃光點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考和探究，從中培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

例如，在“基因位于染色體上”一節(jié)中，摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)過程并不完整。教科書上的描述為：由于白眼的遺傳和性別相聯(lián)系，而且與X染色體的遺傳相似，于是，摩爾根及其同事設(shè)想，控制白眼的基因在X染色體上，而Y上不含有它的等位基因。但是，師生通過推導(dǎo)會(huì)發(fā)現(xiàn)，果蠅的白眼基因位于XY的同源區(qū)域時(shí)也可以解釋摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)。因此，教師可在該堂課上讓學(xué)生分小組進(jìn)行自主討論、提出假說，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證控制眼色的基因在XY染色體的非同源區(qū)還是位于XY染色體的同源區(qū)。這種以實(shí)驗(yàn)探究為主體的教學(xué)課堂不僅幫助學(xué)生深刻理解了課堂內(nèi)容，使學(xué)生掌握了假說——演繹法的研究方法，而且大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生自主探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

3利用課堂生成性問題，培養(yǎng)學(xué)生的探究和設(shè)計(jì)能力

以上兩個(gè)方面都是教師在備課時(shí)就對(duì)整個(gè)教學(xué)過程就進(jìn)行了精心的編排，對(duì)整節(jié)課的內(nèi)容和環(huán)節(jié)進(jìn)行了大致的預(yù)設(shè)。但是，真正的課堂是在一個(gè)預(yù)設(shè)框架下動(dòng)態(tài)生成的過程。在課堂教學(xué)情境中通過積極的師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，會(huì)產(chǎn)生很多超出教案設(shè)計(jì)的生成性問題。這些問題有些來自生活;有些來自于不懂的習(xí)題;有些源于對(duì)某一問題的進(jìn)一步探討，具有即時(shí)性、動(dòng)態(tài)性和偶然性。若教師在課堂上能夠準(zhǔn)確、敏銳地捕捉放大課堂即時(shí)生成的問題，將探究活動(dòng)安排在學(xué)生產(chǎn)生的問題之后，不僅能夠幫助學(xué)生解決疑惑，使學(xué)生產(chǎn)生積極的情感體驗(yàn)，產(chǎn)生進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)烈要求，同時(shí)極大地鍛煉了學(xué)生的探究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。

例如，在“生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)中，達(dá)爾文在胚芽鞘向光性實(shí)驗(yàn)后提出：胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激后，就向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，造成伸長區(qū)背光面比向光面生長快，從而使胚芽鞘出現(xiàn)向光性彎曲。有學(xué)生針對(duì)這一結(jié)論，提出問題：“達(dá)爾文的向光性只證明了感光部位和產(chǎn)生影響的部位是尖端，如何證明產(chǎn)生的影響向下傳遞到伸長區(qū)，引起伸長區(qū)生長不均勻呢？”教師根據(jù)學(xué)生提出的問題，進(jìn)一步提出問題：“達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)確實(shí)沒有證明生長部位是伸長區(qū)。”請(qǐng)同學(xué)們自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，證明生長部位是伸長區(qū)。學(xué)生經(jīng)過討論交流，設(shè)計(jì)出：在胚芽鞘尖端和下方用細(xì)記號(hào)筆畫出等距的線條，單側(cè)光照射一段時(shí)間后，通過測量線條之間的距離來判斷生長部位。

將實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)融入到日常的課堂教學(xué)中才能從根本上提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。筆者嘗試了在課堂教學(xué)的多個(gè)環(huán)節(jié)，利用多種方法去培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。當(dāng)然，在課堂中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)，教師應(yīng)著重于借實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)幫助學(xué)生更好地了解知識(shí)點(diǎn)，而不是將整節(jié)課內(nèi)容全部轉(zhuǎn)變成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)課。因此，教師對(duì)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參與度的把握尤為重要。

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