浅谈中学生物探究式教学设计与实施及浅谈自主设计实验

PAGEPAGE6浅谈中学生物探究式教学设计与实施

[摘要]

新课程标准倡导探究性学习，新的《考试大纲》对学生实验与探究能力提出了明确且具体的四点要求。在教学中，怎样培养学生探究能力，弘扬学生个性是每个教师必须思考的问题。[关键词]

探究式教学

中学生物学教学

探究活动

新课程改革，不仅将科学探究作为一种学习方法，而且把探究式学习放在突出地位，探究式学习能有效地促进学生主动获取知识，发展能力，是执行新“课标”的有效途径。因此在讲授生物科学知识时，如何让学生通过探究，自己得出结论，就显得十分重要了。一、对探究式教学的理解探究式教学的渊源可追溯到20世纪初，即杜威提出的以儿童为中心，从做中学开始的主张。20世纪中叶，美国生物学家、教育家施瓦布在多年研究的基础上提出了探究式教学方法。施瓦布认为科学知识、科学结构处在不断的变化中，随着探究方法的改变，它们会不断地更新和修正。因此不能把科学知识当作绝对的真理教给学生，而应作为有证据的结论；教学内容应体现科学特有的探究方法，如解决问题的方法等；教师应当用探究方法来教授知识，学生也应通过探究活动来进行学习。探究实际存在于我们生活的各个方面，有科学领域的探究，有生活领域的探究，有课堂上的探究活动等。课堂上探究式教学实际就是，将科学领域的探究引入课堂，在学生学习科学概念、原理之前，先进行探究活动，再根据自己的探究结果，做出科学的解释。即让学生通过重复或模拟科学家的探究过程，理解科学概念、科学原理和科学的本质，并培养学生的探究能力和意识。二、生物课堂探究式教学的实践1.探究式教学的中心环节是探究。在参与探究时，学生们要能描述物体和事件，能提出问题，能作出解释，能根据现有的科学知识对所作解释加以检验，并且能把自己的看法和意思传达给别人。学生们得会提出自己的假设，会运用判断思维和逻辑思维，会考虑可能的各种解释，这是探究教学和传统的结论式教学模式的最主要区别。探究活动起始于问题的提出，教师可以根据教学内容的难易、学生的学识和能力水平，可以让学生自己发现并提出问题，也可以是教师创设一定的情境，引导学生提出问题，或者是教师利用教材提出问题。对于学生自己提出的问题，教师要帮助其归纳和分类，以便探究的顺利进行。例如，在教授初中生物叶片结构内容时，课前让同学们采集不同的叶片，观察叶的特点。在课堂上让他们以小组为单位，把观察和采集过程中，对植物的叶想要研究的问题提出来。学生提出的问题是五花八门的，象叶片为什么是绿色、叶中间的纹络是什么，有什么作用等三十多个问题。教师要充分肯定学生提出的问题，然后与学生共同将这些问题归类，指出：同学们提出的问题包括叶的结构和功能两大方面。2.探究式教学模式特别强调教师在课堂教学活动中的主导地位。在探究活动中，要求教师及时指导，发现学生们的问题，引导学生探寻解决问题的方法和进行小组之间的交流与协作，同时兼顾课堂教学的进程。课堂教学是在教师的组织与引导下，学生们就自己的问题提出假设，设计实验并实施实验，观察记录实验现象，对所记录的结果进行分析，然后通过小组间的交流、讨论等活动，由学生自己总结得出结论。如叶片结构的探究，在学生提出问题并大致分类后，教师根据教学的要求，针对学生提出的问题指出：我们在课上不一定能解决所有的问题，下面每组就叶片的结构，找出一个你们组最感兴趣的问题，提出假设和设计进行研究的方案（设计实验）或提出研究设想。让学生根据自己感兴趣的问题，设计实验，请各小组汇报自己将要研究的问题和初步设想。汇报后，让研究相同内容的组交流研究方法，引导学生从外向内逐步研究，各组讨论改进实验方法和过程，然后实施自己的实验，并观察、记录实验现象。最后综合各个小组的观察、探究的结果，得出结论，即叶片的结构组成。整个教学活动是在教师的指导下，学生在动手、动眼、动脑的探究活动中完成的。在此过程中，学生需要将他们目前所掌握的生物学知识，同他们从各种渠道获得的生物学知识联系起来，并把它们应用于新的问题里去。即通过探究学习，学生不仅可以了解叶片的结构，还能解释为什么叶片正面比背面的颜色深、一般气孔下表皮比上表皮多、落叶时为什么叶的背面向上等相关问题。因此，通过探究学习，学生们不仅能学到生物知识，还能受到实验技能和科学方法的训练，同时可以培养学生不断探究、团结协作的科学精神，实事求是的科学态度，更重要的是可以提高他们解决问题、参与决策的能力。三、生物课堂进行探究式教学的思考1.更新育人观念，从教学实际出发，营造有利于探究教学的环境教师作为探究活动的主导，要激起学生们强烈的求知欲望。因此进行探究式教学，教师首先要更新观念，把育人观放在培养学生的科学素养、科学研究和创新能力及创新意识上，而不是教给学生多少知识。要通过探究式教学，教给学生获取知识的能力方法。其次，要从自己学校的教学实际和学生的实际出发，采用多种教学方法，设计探究教学活动。例如在初中，可以很好地利用教材中的实验，按照探索式教学的需要进行改造，把验证性实验变为探索性实验，注重实验设计、动手、动脑能力的培养，让学生在实验探索的过程中学习生物学知识。高中生物课，有关生物学实质和微观的内容较多，此时探究式教学可以利用多媒体或模拟实验，以讲述或讨论的方式，引导学生提出研究的方法、建议或实验设计的思路，让学生了解生物学结论形成的过程，重在培养学生的思维能力、创新能力和创新意识。但教学安排不要为了探究而探究。中学生物课内容中，可探究的内容有很多，但有些内容不适宜进行探究，因此探究式教学一定要符合教师和学生的实际。例如：在讲授性别决定和伴性遗传时，教学中教师可采用课件模拟情景，画面中出现18世纪英国著名的化学家兼物理学家道尔顿在圣诞节时买了一双自认为是“棕灰色”的袜子送给母亲，母亲看到后感到袜子的颜色过于鲜艳，告诉他：我这么大岁数怎么能穿樱桃红色的袜子呢？他感到很纳闷！于是他就去问他的弟弟和周围的人，只有弟弟和他认为是“棕灰色”。学生看后心里同样感到奇怪，疑惑不解，顿生疑问，为什么道尔顿和他的弟弟把鲜艳的樱桃红色认为是“棕灰色”呢？这样就达到了引发学生思考，激发学生探究欲望的目的，学生经过探究、互动讨论，既了解了伴性遗传的实质，又学会了应用基因分离定律解释伴性遗传现象。2.如何延伸课堂探究式教学活动教学活动是师生双边互动的过程，学生在教学活动中占有主体地位。教学既然以学生为中心，探究就应是主动学习的核心。实践表明：探究式的教学活动，把求知和发现统一起来，能改变学生的学习观念，有利于科学素质的培养。教师要善于促进学生思考，善于捕捉学生的不同想法，善于引导学生通过对事物或现象的观察与探究，建立起自己的新理解。例如，我在教“植物的激素调节”内容时，用一首古诗中的诗句：“满园春色关不住，一枝红杏出墙来”引入新课，随手在黑板上写出“这枝红杏是出南墙还是出北墙？为什么？”激发学生的兴趣，学生立刻对这个问题发生了争执，这时我因势利导，组织了一次互动探究。师：现在我们来辩论“这枝红杏是出南墙还是出北墙？”这个问题，请认为是出南墙的正方阐述自己的观点，认为是出北墙的反方准备驳斥理由。正方、反方各抒己见，学生把生物学知识和地理学知识等都应用到辩论中。美国一位著名的科学教育者路特福认为：科学是一种探究的过程，也是一种开放的、积极的研究过程。我们的探究式教学活动仅局限于课堂教学上，适合于学习概念和原理，是一种指导性的探究活动，还未达到开放性的探究。开放性的探究是指一个探究活动，从提出问题，制定探究计划，搜集和分析处理证据，到交流总结结果，都是学生自己完成的。开放性的探究是课堂探究式教学活动的延伸，更有利于培养学生的研究能力和创新能力，是我们教学中追求的更高层次的目标。3.配合课堂探究式教学活动，改进评价方法。在生物课堂探究式教学活动中，教师选择和设计的教学活动都是以学生为出发点和归宿，把学生作为教育的主体，尽可能多地给学生提供探究和实践的机会，使学生在课堂中有开展探索性活动的广阔空间和时间，主动投入到学习的过程中。因此对学生进行评价的方式也应有所改变。除学期末的终结评价外，在探究过程中阶段评价更为重要。结合探究过程，对学生学习的态度、方法和过程给予评价，有利于对学生进行全面、综合的考查，也有利于提高学生学习的效率。总之，要提高探究能力，就要让学生成为学习和发展的主人。通过激发探究性学习的内在需求，从根本上促进学生认知、能力、个性的发展，乃至完美人格的形成。探究能力的培养非一日之寒。在教学中，教师要善于挖掘培养探究能力的途径，在潜移默化中让学生习惯于探究性思维，学生探究能力提高才能水到渠成。

参考文献

1

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谢春风,时俊勤.新课程下的教育研究方法与策略[M].北京:首都师范大学出版社,2004.

浅谈自主设计实验[摘要]物理实验教学过程中培养学生运用已学过的物理理论，实验方法，实验仪器等迁移到新的情景问题中自主设计实验，解决问题，有助于培养学生主动探索精神，创新能力，提高学生的综合素质。本文从迁移已学过的实验方法，自主设计实验解决问题、从树立“转换”思想，开拓自主设计实验的思路、从灵活运用实验仪器，完成自主性设计实验等几方面阐述培养学生的自主设计实验能力。[关键词]物理实验自主设计

传统的物理实验教学模式是“背实验”，从实验目的、原理、步骤到实验的注意事项等内容一遍遍重复，死记硬背。但是做实验不是培养熟练操作的“技工”，而是要培养学生的综合能力，提高学生的综合素质。正如爱因斯坦所说：“对真理的探索比占有更加宝贵”。和过去实验教学的要求相比，新课标下对实验的要求，除了要求学生能独立完成大纲所规定的实验以外，还要求学生能灵活运用已经学过的物理理论，实验方法和实验仪器迁移到新的情景问题中自主设计实验，解决问题，发现问题，培养学生的探索精神，创新能力，从而达到培养学生的综合能力，提高学生的综合素质。在中学阶段，物理实验教学如何展开，才能真正达到实验教学的目的，这一直是中学物理老师的探索课题。下面，我来谈一谈自主设计实验常用的几种方法。1、迁移已学过的实验方法，自主设计实验解决问题在进行实验时，首先要弄明白实验的目的、题目或课题要求测定什么物理量，或要求验证、探索什么规律，这是实验的目的，是实验设计的出发点。实验目的明确后，应用所学的知识，广泛联系，看看该物理量或该物理规律在那些物理内容中出现过，与那些物理现象有关，与那些物理量有直接的联系，从而迁移已经学过的物理知识，实验方法进行实验设计、改造和创新，从而解决问题。例如：电表（电压表或电流表）是电学中重要的仪表。在实际使用中，电压表的电阻很大但不是无穷大，电流表的内阻很小但不是零，因此不是理想的电表。非理想的电表对电路的影响不能忽略，这就需要知道电表的内阻，那么怎样才知道电表的内阻呢？教才中只介绍测量电流表内阻的方法（即半偏法），实际上我们可以用测量电流表内阻的方法迁移到测量电压表的内阻。所以在用半偏法测电流表内阻的实验教学过程中，要引导学生会用此方法测量电压表的内阻等一些问题。分析：用半偏法测量电压表的内阻，就同测量电流表的内阻一样，首先要让电压表满偏：在电动势大于电压表的情况下，可以利用滑动变阻器分压接法达到满偏的目的；然后在让其半偏：可以利用电阻箱和电压表串联，通过调节电阻箱达到半偏的目的。E，E，rS（乙）VR2S’R02PQE，rS（甲）AR01R1S’I图1实验：用半偏法测电流表内阻和测电压表内阻，电路图如图1所示。甲图实验时先断开开关S’，闭合S，调整滑动变阻器R01（限流法连接），使电流表A满度（即指针指满刻度处）；再闭合S’，调整电阻箱R1，使电流表A的指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值R，则电流表A的电阻rA=R。乙图实验时先闭合开关S’及S，调整滑动变阻器R02（分压法连接），使电压表V满度；再断开S’，调整电阻箱R2，使电压表V的指针恰好指到半满度处，读出此时电阻箱的阻值R，则电压表V的电阻rV=R。说明：甲图因R1与电流表并联后电阻减小，总电流增大，故测量结果偏小，乙图因断开后电阻增大，总电流减小，PQ两端电压增大，测量结果偏大。2、树立“转换”思想，开拓自主设计实验的思路要提高实验设计能力，必须认真体会物理教材上的实验思路，其实物理教材蕴含着大量的实验设计实验方法，将某些不易显示、不易测量的物理量转化为易于显示、易于测量的物理量的方法称为转换法（简接测量法）。例如，测力计是把力的大小转换为弹簧的伸长量；打点计时器是把流逝的时间转换为震针的周期震动；电流表是利用电流在磁场中受力，把电流转化为指针的偏转角；用单摆测重力加速度是通过公式，把g的测量转换为T和l的测量；验证碰撞中的动量守恒，采用了转化的方法把中的“v”转化为中能直接测量的长度，物理中的转化思想是设计性实验的一个基本思想。例如：如图2所示，水平桌面上固定着斜面体A，有小块B。斜面体的斜面是曲面，由其截面图可以看出曲线下端刚好在桌子边沿，并且其切线是水平的。现提供的实验的测量工具只有：天平，直尺。其他的实验器材可根据实验需要自选。先要设计一个实验，测出小铁块B自斜面顶端由静止下滑到底端的过程中，摩擦力对小铁块B做的功，请回答下面的问题：除提供的器材外，还需选用什么器材？简要说明要测量的物理量及表示符号。写出实验结果的表达式（重力加速度已知）。解析物理由曲面顶端下滑到底端的过程中，只有重力和摩擦力做功，二力做功的代数和等于物体动能的变化量，因此只要测出物体下滑过程中重力的功，利用平抛运动的有关知识测出物体滑到曲面底端时的速度为v，可得，再利用动能定理：，即可求出摩擦力做的功：，因此本题的答案如下：白纸，复写纸，重锤斜面高度