生物學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計論文
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1教學(xué)過程
教師在課堂上及時鼓勵學(xué)生提問，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，提出有價值的探究問題。問題對于學(xué)生來說是至關(guān)重要的，因為問題提出后的成就感是學(xué)生求知探索欲望的強(qiáng)有力的“催化劑”。問題的提出往往是學(xué)生從生活中，通過敏銳的觀察，精辟的概括，認(rèn)真的篩選，方能提出。但要注意的是學(xué)生提出的問題可能是正確的，也可能是錯誤的，甚至是荒謬可笑的，無論是怎樣的問題，教師都不能隨意否定他們，而是要多給予支持和鼓勵，讓他們獲得提出問題的成就感。有的學(xué)生假設(shè)為：螞蟻的覓食與食物的氣味有關(guān)，喜歡甜的，與顏色有關(guān)，喜歡紅的，與形狀、大小、含油量、營養(yǎng)都有關(guān)；也有不同意見的，總之假設(shè)多種多樣，真是無奇不有。當(dāng)然學(xué)生能提出的假設(shè)不一定都是合理的，這需要教師積極地引導(dǎo)學(xué)生作出初步的判斷，在作出初步判斷的過程中需要學(xué)生進(jìn)行邏輯的分析和推理，盡量能自圓其說。在學(xué)生自主設(shè)計方案時，教師不事先給出任何探究模式，完全由學(xué)生自主設(shè)計，最后由教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞生物學(xué)實驗的關(guān)鍵點(diǎn)比較優(yōu)劣、提煉方法找出規(guī)律。如實驗設(shè)計能否進(jìn)一步完善？如何較好地設(shè)置實驗組和對照組？開展探究活動時，教師巡視各組實驗進(jìn)程，提供必要的幫助，及時解難釋疑。如生物學(xué)實驗條件中無關(guān)變量有否相同且適宜？尤其是食物有否同方向、等距離擺放等？觀察記錄手段是否有效合理？繪圖、拍照、錄像等方法的特點(diǎn)有哪些？用表格記錄數(shù)據(jù)是否更好？同時，教師注意讓學(xué)生體會小組分工協(xié)作的意義。在總結(jié)探究活動時，教師要營造輕松民主的教學(xué)氣氛，激發(fā)學(xué)生參與交流的積極性，組織討論并進(jìn)行適時的引導(dǎo)。圍繞“你的生物學(xué)實驗成功與否？若成功，請總結(jié)經(jīng)驗；若失敗，請不要灰心，認(rèn)真分析失敗原因”等方面進(jìn)行總結(jié)，教師并在其中滲透情感態(tài)度和價值觀方面的教育：螞蟻的行為對你的心靈有觸動嗎？大自然蘊(yùn)藏的秘密，是否激發(fā)了你的探究興趣？活動中有何啟示？
2教學(xué)反思
本節(jié)實驗課教學(xué)獲2012年全國中學(xué)生物課堂實驗教學(xué)展示一等獎，在其教學(xué)準(zhǔn)備和教學(xué)實施過程中得到了省市多位專家和同仁們的幫助，也得到了學(xué)生們的支持。回顧這段過程，倍感辛勞和快樂，其中主要心得如下。
2.1教學(xué)困惑
困惑之一：如何在實驗室順利完成此實驗？螞蟻的行為是非常復(fù)雜多變的，將螞蟻捕捉到實驗室進(jìn)行探究實驗，發(fā)現(xiàn)螞蟻受到驚嚇、失去巢穴等因素的影響，螞蟻的行為發(fā)生了改變，常常沒有出現(xiàn)實驗設(shè)計中預(yù)料的結(jié)果。如何在實驗室模擬自然環(huán)境，探究螞蟻在最接近自然狀態(tài)下的覓食行為？在自然界中直接觀察螞蟻行為是否可行？困惑之二：如何提出有價值的探究問題？提出問題是科學(xué)研究中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，提出問題是探究的起點(diǎn)，也是產(chǎn)生智慧的萌芽。在教學(xué)中，教師常常重視解決問題，而忽視提出問題。李政道先生曾說“：求學(xué)問，需學(xué)問，只求答，非學(xué)問?！苯處煈?yīng)該向美國媽媽學(xué)習(xí)：“孩子，今天上學(xué)了，給老師提兩個好問題！”如何通過教師的精心設(shè)計和巧妙指導(dǎo)，讓學(xué)生提出有價值的探究問題呢？困惑之三：如何科學(xué)評價學(xué)生探究能力？評價是一種重要的激勵手段和發(fā)展機(jī)制，同時實驗評價能力也是教學(xué)目標(biāo)的重要組成部分，但是很多教師在教學(xué)中將其遺忘了。關(guān)于本節(jié)課的教學(xué)，教師們都習(xí)慣于實驗方案的設(shè)計，其實驗方案的可行性缺乏了實踐的檢驗，實驗教學(xué)中沒有組織評價，從而失去了進(jìn)一步提升的空間。如何有效評價學(xué)生的科學(xué)探究能力，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性和主動性？這也是縈繞在心頭、揮之不去的困惑。
2.2創(chuàng)新之處
對本節(jié)課進(jìn)行創(chuàng)新的宗旨在于讓實驗教學(xué)由基于傳遞到基于發(fā)現(xiàn)、由靜態(tài)構(gòu)成到動態(tài)生成、由個體思維到集體智慧，為此需要激發(fā)內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī)、開放實驗領(lǐng)域、構(gòu)建反饋激勵機(jī)制、提供集體學(xué)習(xí)支持。
2.2.1在實驗方法上進(jìn)行了創(chuàng)新選擇實驗場所：筆者經(jīng)過反復(fù)實驗后認(rèn)為，本實驗在實驗室中進(jìn)行難以得到可靠可信的科學(xué)數(shù)據(jù)，因為螞蟻從野外被捕捉到實驗室由于受到驚嚇而逃生或首先忙于筑巢等過程，根本無暇顧及覓食。學(xué)生按小組分別在實驗室內(nèi)和室外進(jìn)行探究實驗，在實驗過程和數(shù)據(jù)對比中得出結(jié)論，即螞蟻在自然狀態(tài)下的覓食行為更真實，效果更明顯。最終本實驗的實驗過程選擇在校園內(nèi)進(jìn)行，其余過程在實驗室進(jìn)行，既保證了實驗的真實性，又確保了實驗的有效性。開放生物學(xué)實驗內(nèi)容：教材上提供的實驗方法是在實驗室內(nèi)完成本實驗，教師沒有按照教材上內(nèi)容進(jìn)行。根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)精神，倡導(dǎo)學(xué)生開展開放性、自主性的探究學(xué)習(xí)，力求將課堂還給學(xué)生，讓學(xué)生成為學(xué)習(xí)的主人。如利用螞蟻工坊觀察日本弓背蟻的行為和探究它們的覓食行為，實驗的自變量并拘泥于食物的顏色倡導(dǎo)合作探究：啟發(fā)學(xué)生相互學(xué)習(xí)，如食物同方向、等距離擺放在蟻穴洞口；每種食物要有一定的距離且邊界要清晰；不同的實驗處理應(yīng)貼上標(biāo)簽，以利于觀察和記錄；食物進(jìn)行特殊處理：設(shè)置對照組和實驗組；配備繪圖員、拍照員等，帶上記時秒表，用表格記錄數(shù)據(jù)結(jié)果。其實，科學(xué)探究的過程、技能、方法等，通過學(xué)生之間的學(xué)習(xí)與實踐來獲得，比起教師的刻板說教更有趣、有效。
2.2.2在實驗評價上進(jìn)行了創(chuàng)新為評價而教學(xué)，還是為教學(xué)而評價？在設(shè)計實驗評價時必須對此做出抉擇。為教學(xué)的評價，關(guān)注的是評價如何生成教學(xué)價值，而不是教學(xué)如何應(yīng)對評價。為此，筆者將主體性、激勵性和發(fā)展性作為實驗評價的價值取向。學(xué)生完成本探究實驗的熱情較高，教師通過課題研究，明確科學(xué)探究能力的主要能力結(jié)構(gòu)，依據(jù)具體的科學(xué)探究任務(wù)，確定相對應(yīng)的科學(xué)探究能力評價細(xì)則，統(tǒng)計和分析學(xué)生在探究中的各種能力的現(xiàn)狀，對學(xué)生科學(xué)探究能力的過程性評價研究。一方面可以促進(jìn)教師反思教學(xué)設(shè)計，提高教學(xué)目標(biāo)的針對性；另一方面可以客觀記錄學(xué)生在探究活動中的表現(xiàn)，利用評價和交流促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。通過定性和定量評價，評出最佳生物學(xué)實驗小組，評價每一位學(xué)生的探究能力。創(chuàng)新之一:學(xué)生評委進(jìn)行評價。為了在實驗評價上實現(xiàn)多元化、多主體，我們還組織了促進(jìn)學(xué)生之間的他評與互評?？紤]到初中學(xué)生的認(rèn)知水平和評價能力有限，加上實驗評價的復(fù)雜性，教師選取了部分優(yōu)秀生擔(dān)任評委，并對學(xué)生評委進(jìn)行適度指導(dǎo)和培訓(xùn)。事后發(fā)現(xiàn)，對學(xué)生評委培訓(xùn)非常重要，同時在培訓(xùn)中也促進(jìn)了優(yōu)秀學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展，因為培訓(xùn)的過程也是一次分層教學(xué)與學(xué)習(xí)的過程。創(chuàng)新之二：教師進(jìn)行延時評價。實驗教學(xué)完成后，教師可以實施延時評價,對學(xué)生評價采用工作單的形式。教師延時評價的主要依據(jù)是學(xué)生填寫的工作單和學(xué)生評委意見，有效解決克服了教師一人無法現(xiàn)場觀察全班學(xué)生實驗行為表現(xiàn)的問題。學(xué)生評委和教師延時評價指南。
2.2.3在實驗拓展上進(jìn)行了創(chuàng)新
①拓展了實驗內(nèi)容、激發(fā)了探究欲望。學(xué)生在探究螞蟻的覓食行為過程中，不斷出現(xiàn)新現(xiàn)象、提出新問題：如螞蟻喜歡吃什么？螞蟻的覓食與食物的氣味、顏色和形狀有關(guān)嗎？如何通過實驗證明螞蟻覓食行為與某種因素有關(guān)？螞蟻喜歡肥肉還是精肉？螞蟻通過眼睛還是觸角覓食？螞蟻將食物存放在蟻穴的什么位置？在覓食過程中螞蟻怎樣交流信息？螞蟻為什么要爭斗呢？螞蟻繁殖期會出現(xiàn)哪些繁殖行為呢？螞蟻社群生活是一幅什么樣的場景呢？不同螞蟻之間又有哪些不同的行為表現(xiàn)呢？在生物學(xué)實驗設(shè)計上如何減少實驗誤差？上述問題是實驗后學(xué)生提出的問題，這些問題必然點(diǎn)燃學(xué)生智慧的火花。
②培養(yǎng)了學(xué)習(xí)志趣、提升了實驗?zāi)芰?。一實驗小組觀察后做了如下記錄“：我們剛把白糖放到蟻穴旁，便有幾只螞蟻出來搬運(yùn)糖粒，螞蟻越聚越多。后來，有螞蟻發(fā)現(xiàn)了一只蜘蛛尸體，并扯下蜘蛛一條腿。雖有大多數(shù)螞蟻都在搬蜘蛛尸體，但也有在搬運(yùn)糖粒的?？墒窍佈谔?，因此螞蟻怎么拖都無法將尸體搬進(jìn)去。但它們?nèi)圆环艞墸^了好長時間后又將尸體往草叢中搬，由于草叢很密，結(jié)果還是沒有成功。第二天早晨，白糖被夜間的雨水溶化了。過了一天，水分蒸發(fā)干后，白糖變成固體又析出，螞蟻又在忙于搬運(yùn)了。”通過這篇觀察日記，我們仿佛看到了法布爾的《昆蟲記》。因此，讓學(xué)生在做中學(xué)，在大自然中接受熏陶，既順應(yīng)了學(xué)生的天性，又啟迪了學(xué)生智性。
③展示了研究成果、倡導(dǎo)了合作精神。實驗的過程本身就是一個合作共進(jìn)的過程，再通過成果來倡導(dǎo)合作、激勵合作。通過實驗的過程，學(xué)生們體會到合作的重要和必然，做到了個體思維和集體思維的融匯。在最后階段，通過制作PPT、設(shè)計小報、撰寫實驗報告、觀察日記、科技小論文等多種形式，由學(xué)生展示所在實驗小組的研究歷程和研究成果，讓他們分享過程中的思索和歡樂。
作者：趙敏慧 單位：江蘇省常州市第二十四中學(xué)
