杜維波 劉穎飛
【摘要】新教材倡導探究式學習,實驗探究貫穿在整個高中生物教材之中。本文通過實例分析,引導學生學會探究,學會分析,學會評價實驗,對培養(yǎng)學生的實驗思想,提高學生的探究能力,具有十分重要的作用。
【關鍵詞】探究式學習 ; 實驗探究 ; 評價實驗
【基金項目】陜西省基礎教育“十二五”教育技術研究規(guī)劃課題《高中生物學科主題學習資源的設計與開發(fā)研究》課題研究成果,課題立項號[12511068]。
【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089(2017)08-0272-02
生物學作為一門實驗科學,在新教材中得到了充分體現。作為生物老師,不僅要給學生傳授生物學知識,還要傳授解決問題、分析問題的方法,更重要的是讓學生學會用實驗的思想去學習,去探究,從而真正提高學生的學習能力。在科學知識的探索過程中,評價實驗設計和結論就顯得極為重要。
一、評價的意義
評價實驗設計和結論,側重于訓練學生在實驗設計和得出結論時邏輯思維的嚴密性,使學生認識到科學發(fā)現是承前啟后,繼往開來的,從而使學生養(yǎng)成善于思考,不斷進取的學習習慣。
通過“評價實驗設計和結論”,能夠訓練學生“根據已知的知識和題目給定的事實和條件,抽象、歸納相關信息,對自然科學問題進行邏輯推理和論證,得出正確的結論或作出正確的判斷,并能把推理過程正確的表達出來的推理能力?!边@也是考綱中所要求達到的能力,也是新課改的一個亮點,注重探究性學習,使學生在主動探究中獲得知識。
在實驗設計的改進上,應鼓勵學生依據科學實驗的要素分析實驗設計的嚴密性,提出改進意見等。要開放思路,不搞唯一答案和“一刀切”,給予學生充分的思考空間,在老師的指導下,盡可能的鼓勵學生創(chuàng)新。
二、實例展示
在新教材人教版必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第3章《植物的激素調節(jié)》第1節(jié)《植物生長素的發(fā)現》課后的技能訓練中,第一次出現評價實驗——探究生長素的極性運輸,以此實驗為例,淺談一下如何評價實驗。
請分析以下實驗和結論之間的邏輯關系。
(一)實驗
取一段玉米胚芽鞘,切去頂端2mm,使胚芽鞘不再產生生長素。在上端放一塊有生長素的瓊脂,下端放一塊不含生長素的瓊脂(如圖1所示,胚芽鞘形態(tài)學上端朝上)。過一段時間檢測,發(fā)現下端的瓊脂塊逐漸有了生長素(圖2所示)。
(二)結論
1.下端瓊脂塊的生長素來自上端的瓊脂塊。
2.生長素在胚芽鞘內只能由形態(tài)學的上端運輸到形態(tài)學的下端。
(三)討論
1.這個實驗的設計是否嚴密?
2.從實驗結果到結論之間的邏輯推理是否嚴謹?
3.如果要證明上述結論的正確性,應該對實驗方案如何改進?
(四)答案
1.提示:不嚴密,沒有考慮將胚芽鞘倒過來放置時的情況。
2.提示:結論2不嚴謹,沒有實驗證明生長素不能從形態(tài)學下端運輸到形態(tài)學上端。
3.提示:應該增加一組胚芽鞘形態(tài)學上端朝下的實驗,以研究生長素能不能從形態(tài)學下端運輸到形態(tài)學上端。
三、拓展改進
(一)實驗說明
實驗設計的總體思路,模擬了溫特的設計思想,而溫特的實驗又是建立在詹森和拜爾的實驗設計上的,而達爾文又為植物激素調節(jié)的探究實驗提供了經典的實驗材料——胚芽鞘和獨特的設計理念,對后面其他科學家的實驗探究起到了十分重要的指導作用。
(二)實驗方案
(三)引發(fā)思考
1.瓊脂塊b和d一樣嗎?
2.需要在暗箱中完成嗎?
3.實驗中所涉及的瓊脂塊都含生長素嗎?含量有差異嗎?
4.改進實驗還能說明什么問題呢?還能得出什么結果呢?
(四)分析闡述
通過該改進實驗:
1.直接說明:瓊脂塊b中的生長素來自上端的含生長素的瓊脂塊,瓊脂塊d中是不含生長素的。
2.最終說明:生長素在胚芽鞘內只能由形態(tài)學的上端運輸到形態(tài)學的下端,即生長素的運輸為極性運輸。
3.特別注意:在這個改進實驗中,生長素能夠從瓊脂塊經胚芽鞘運輸的原因是擴散作用(被動運輸),而不是主動運輸,是從生長素含量多的瓊脂塊經胚芽鞘的形態(tài)學上端到下端的不經過處理的瓊脂塊,這點尤為重要。
(五)解決疑問
1.瓊脂塊b和d是不同的,b中含生長素,d中不含生長素。
2.整個實驗需要在暗箱中完成,可以排除光照對實驗造成的影響。
3.實驗中所涉及的瓊脂塊,a、c、d中是不含生長素的,b中含有生長素,是由于上方含生長素的瓊脂塊通過擴散作用導致的,所以,其生長素含量相對上方的瓊脂塊而言要少一些。
4.改進實驗,還能說明:(1)生長素有促進生長的作用。(2)產生生長素的部位是胚芽鞘頂尖(形態(tài)學上端)。(3)彎曲部位是胚芽鞘頂尖下面一段(形態(tài)學下端)。(4)胚芽鞘彎曲原因是生長素在形態(tài)學下端分布不均勻。
(六)繼續(xù)思考
還有其它設計思路嗎?
評價實驗設計和結論,在整個高中生物教材中,就只有這個地方出現過,而且滲透在了技能訓練中,很容易被忽視,同時,這也是考綱中明確要求達到的能力。因此,只有認真分析教材,鉆研教材,勤于思考,不搞經驗主義,徹底清楚新教材的知識體系和章節(jié)間的聯系,才能在教學上有所創(chuàng)新,才會在新課改的道路上越走越遠,才能實現新課改的教學理念。
作者簡介:杜維波,男,1981年出生,陜西西安人,一級教師,咸陽市教學能手,陜西省“春筍計劃”“優(yōu)秀高中指導教師”,陜西省“十二五”教育技術研究規(guī)劃課題“先進個人”,主持的省“十二五”研究規(guī)劃課題被陜西省電教館評為“優(yōu)秀”課題。主要研究方向:中學生物教學,模型建構法等。endprint