田明月

生物學學科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任4個方面。觀察和實驗是科學探究最基本的方法，實驗設(shè)計是實驗目標得以實現(xiàn)的重要保證，也是實驗具體操作的指南，對學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有不可替代的作用?！陡呖伎季V》中也明確提出，高中生應具備一定的實驗與探究能力。目前每年的高考題中都會涉及實驗設(shè)計的大題，對學生實驗設(shè)計能力提出了很高的要求。因此，無論學生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，還是高考成績的提高，提升學生的實驗設(shè)計能力都是生物學教學的一個重點。在傳統(tǒng)的實驗設(shè)計教學中，教師往往通過幾節(jié)課的時間，將實驗設(shè)計的方法講授給學生，再配以大量的習題幫助學生去理解和鞏固。這種教學模式確實能在短時間內(nèi)提升學生的實驗題分數(shù)，但對學生實驗設(shè)計能力和探究能力的提高卻收效甚微

課堂教學是指在有一定的教學設(shè)備設(shè)施的條件下，在可穩(wěn)定持續(xù)使用的場所進行的教學。課堂是教學的主戰(zhàn)場，是素質(zhì)教育的主陣地。將實驗設(shè)計的培養(yǎng)融入到日常的課堂教學中，使實驗能力培養(yǎng)常態(tài)化才能從根本上提升學生的探究和設(shè)計能力。下面主要對將實驗設(shè)計融入課堂教學的教學方法進行總結(jié)和歸納。

1以實驗設(shè)計導入課堂，激發(fā)學生的興趣和積極性

精彩的課堂導入是課堂教學必不可少的重要環(huán)節(jié)。生物作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，實驗是生物學科的精髓。筆者嘗試以實驗設(shè)計導入新課，變“教”為“導”，不僅能激發(fā)學生的學習興趣和積極性;而且還培養(yǎng)了學生的探究思維和實驗設(shè)計能力。

實驗設(shè)計導入的流程大致為：創(chuàng)建實驗情境→激發(fā)思維探究→設(shè)計實驗過程→引出相關(guān)結(jié)論。優(yōu)秀的實驗設(shè)計導入方案應做到以下幾點：創(chuàng)建情境和諧;課題意識明確;引導思考積極;知識銜接自然;時間把握得當?shù)取?/p>

例如，在“細胞的能量‘通貨——ATP”的新課導入中，教師可采用螢火蟲發(fā)光的視頻創(chuàng)設(shè)實驗情境，引導學生通過自主設(shè)計實驗去探究哪種物質(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，教師以窗臺放置的盆栽植物為導入點，在學生對向光性有直觀認識的基礎(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)計實驗證明你的結(jié)論？從而促進學生思考，培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力。

2對教材內(nèi)容進行深入探究，引導學生進行思考和探究

現(xiàn)行教材內(nèi)容中有很多值得深入探究的地方。教師在教學中要抓好教材這塊基石，深挖教材內(nèi)容，從中找尋閃光點，引導學生進行思考和探究，從中培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力。

例如，在“基因位于染色體上”一節(jié)中，摩爾根的果蠅雜交實驗過程并不完整。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，師生通過推導會發(fā)現(xiàn)，果蠅的白眼基因位于XY的同源區(qū)域時也可以解釋摩爾根的果蠅雜交實驗。因此，教師可在該堂課上讓學生分小組進行自主討論、提出假說，并設(shè)計實驗驗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)。這種以實驗探究為主體的教學課堂不僅幫助學生深刻理解了課堂內(nèi)容，使學生掌握了假說——演繹法的研究方法，而且大大激發(fā)學生的學習興趣，培養(yǎng)學生自主探究和實驗設(shè)計能力。

3利用課堂生成性問題，培養(yǎng)學生的探究和設(shè)計能力

以上兩個方面都是教師在備課時就對整個教學過程就進行了精心的編排，對整節(jié)課的內(nèi)容和環(huán)節(jié)進行了大致的預設(shè)。但是，真正的課堂是在一個預設(shè)框架下動態(tài)生成的過程。在課堂教學情境中通過積極的師生互動、生生互動，會產(chǎn)生很多超出教案設(shè)計的生成性問題。這些問題有些來自生活;有些來自于不懂的習題;有些源于對某一問題的進一步探討，具有即時性、動態(tài)性和偶然性。若教師在課堂上能夠準確、敏銳地捕捉放大課堂即時生成的問題，將探究活動安排在學生產(chǎn)生的問題之后，不僅能夠幫助學生解決疑惑，使學生產(chǎn)生積極的情感體驗，產(chǎn)生進一步實驗的強烈要求，同時極大地鍛煉了學生的探究和實驗設(shè)計能力。

例如，在“生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)中，達爾文在胚芽鞘向光性實驗后提出：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。有學生針對這一結(jié)論，提出問題：“達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)學生提出的問題，進一步提出問題：“達爾文的實驗確實沒有證明生長部位是伸長區(qū)?！闭埻瑢W們自己設(shè)計實驗，證明生長部位是伸長區(qū)。學生經(jīng)過討論交流，設(shè)計出：在胚芽鞘尖端和下方用細記號筆畫出等距的線條，單側(cè)光照射一段時間后，通過測量線條之間的距離來判斷生長部位。

將實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)融入到日常的課堂教學中才能從根本上提升學生實驗設(shè)計能力。筆者嘗試了在課堂教學的多個環(huán)節(jié)，利用多種方法去培養(yǎng)學生的實驗設(shè)計能力。當然，在課堂中進行實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)，教師應著重于借實驗設(shè)計幫助學生更好地了解知識點，而不是將整節(jié)課內(nèi)容全部轉(zhuǎn)變成實驗設(shè)計課。因此，教師對于實驗設(shè)計參與度的把握尤為重要。

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