新课程背景下初中生物学六类探究性实验教学难点分析及教学策略，本文主要内容关键词为：生物学论文,新课程论文,难点论文,六类论文,实验教学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
生物学课程基本理念是倡导探究性学习，提高学生的生物科学素养。探究能力的培养是初中生物学教学达成的主要目标之一，而探究性实验教学是培养学生探究能力的重要途径之一。大家都知道，生物学教学中在课堂上比较难操作的就是实验教学，而有些探究性实验的教学更是难上加难。为了更好地培养学生的探究能力，为了让我们的探究性实验课能更好地开展，笔者根据实验难点的不同，将人教版初中生物学教材中的探究性实验分为六类，对它们的教学难点进行分析并提供一些策略。但愿能给大家带来一些帮助，以求抛砖引玉。 一、需要控制变量、设置对照的实验 ①探究非生物因素对某种动物的影响（七年级上册）。 ②探究种子萌发的环境条件（七年级上册）。 ③探究绿叶在光下制造有机物（七年级上册）。 ④探究二氧化碳是光合作用必需的原料（七年级上册）。 ⑤探究馒头在口腔中的变化（七年级下册）。 ⑥探究酸雨对生物的影响（七年级下册）。 ⑦探究废电池对生物的影响（七年级下册）。 ⑧探究菜青虫的取食行为（八年级上册）。 ⑨检测不同环境中的细菌和真菌（八年级上册）。 ⑩探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响（八年级下册）。 [难点分析]这是初中生物学教材中最基本也是最重要的一类实验。这一类实验的突出特点是需要控制变量、设置对照，又叫对照实验。而这类实验的难点突出表现在“制定计划”，也就是设计实验方案。对于这一类实验，教师不宜将实验方案直接告诉学生，而应引导学生积极思考，小组合作交流，共同制定切实可行的实验方案。 [策略]①探究非生物因素（如光照、温度等）对某种动物（如鼠妇、黄粉虫、金鱼等）的影响，是学生在初中阶段接触到的第一个探究实验。该实验主要目的是为了让学生体验探究的一般过程，并从中体会控制变量和设置对照在实验中的重要性。教师在讲授这节课时，不要急于切入课题，而是从与学生生活密切相关的实例入手。如让学生先设计方案探究水对花的影响，学生很容易就会想到：取两盆花，一盆浇水，一盆不浇水……这样不自觉地就做到了控制变量和设置对照，从而自然而然地解决了本实验的两个难点问题。②探究种子萌发的环境条件实验实际上是三个对照实验。1号、3号、4号装置分别与2号形成对照。一个对照实验，存在一个变量，也只能得出一个结论。所以不能把这个实验简单地看成一个实验，这是教师上课时必须让学生明确的。③探究绿叶在光下制造有机物，不仅需要设置对照实验，而且非常讲究实验的严密性，需要有较强的逻辑推理能力。关于这一部分，笔者将在第二类实验里详细分析。④探究二氧化碳是光合作用的原料，要让学生明确该实验的变量是二氧化碳，而不是氢氧化钠，氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳。⑤探究馒头在口腔中的变化，与探究种子萌发的环境条件相似，实质上也是探究了多个问题。牙齿的咀嚼、舌的搅拌及唾液均对馒头起消化作用，前两种属于物理性消化，而唾液所起的消化作用属于化学性消化。⑥探究酸雨对生物的影响，以探究酸雨对小鱼生存的影响为例。影响小鱼生存的因素有很多，也就是说，导致小鱼死亡的原因不一定只是水的酸碱度。对于这样的实验，应设置重复组。⑦探究废电池对生物的影响，要让学生明白不设置对照组是不行的。只用废电池浸出液去培养植物幼苗，不能说明幼苗不能正常生长是废电池浸出液造成的。⑧探究菜青虫的取食行为，是一个较复杂的实验。教材中的七个“讨论和完善计划”题目，对该实验是很有帮助的。⑨检测不同环境中的细菌和真菌，许多学生设计实验时只用了一组装置。其实没有打开盖的一组作为对照组，证明培养皿中的细菌确实来自于空气中，而不是培养皿中原来就有的。⑩探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响，需要配制不同浓度的酒精或烟草浸出液，不同浓度的酒精或烟草浸出液中水蚤的心率与清水中的水蚤的心率进行对照。 二、需要有严密的推理能力和分析问题能力的实验 ①探究植物对空气湿度的影响（七年级上册）。 ②探究绿叶在光下制造有机物（七年级上册）。 ③探究鸟适于飞行的形态结构特点（八年级上册）。 ④探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为（八年级上册）。 ⑤证明细菌对植物遗体的分解作用（八年级上册）。 [难点分析]有些探究性实验需要有严密的推理和较强的分析问题的能力，否则就不能设计出严密的实验方案，不能对实验结果做出科学的推断，最终无法得出正确的结论。 [策略]①探究植物对空气湿度的影响，主要是培养学生对数据的处理能力和分析能力。通过对数据的不同处理，既可以体现同一地点不同时间的空气湿度，又可以体现同一时间不同地点的空气湿度，坐标图在其中起着重要的作用。②探究绿叶在光下制造有机物，教材更多体现了“验证性实验”。但笔者认为，把这个实验作为探究性实验来开展，对于提高学生的逻辑推理能力、分析问题能力等都是非常有帮助的。让学生尝试设计实验步骤，会使学生在推理、分析、讨论中不断完善自己的设计方案，真实地体验探究的过程。该实验中不做暗处理，就不能确定植物体中的淀粉是原来就有的，还是后来光合作用制造的；不进行脱色，就不能很好地观察颜色反应；不隔水加热，酒精沸腾可能会引发危险。③探究鸟适于飞行的形态结构特点，可以通过观察家鸽或其他在花鸟市场上常见的鸟的体形、翅膀，研究鸟的骨骼标本、羽毛标本，触摸鸟胸部的肌肉，查找与鸟飞行相关的其他资料，以丰富对鸟适于飞行的生理特点的认识，再结合学生严密的推理，进而得出正确的结论。该实验充分证明了生物学中结构和功能相统一、生物与环境相适应的基本生物学观点。④探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为，小鼠、仓鼠或豚鼠用作本探究活动的实验动物比较合适。这类动物经过训练，通常会在较短的时间内形成一种新的行为。本探究适宜在家中进行，也可以在实验室里进行。每天定时训练小鼠走迷宫，训练的时间在半小时左右。一般而言，两三天左右小鼠就可以建立通过迷宫获取食物的行为，在此基础上还可以继续训练小鼠，对小鼠新形成的这个行为进行强化巩固。该探究需要有严密的推理能力，才能得出正确的结论。动物的学习行为可以让它们更好地适应复杂环境的变化，一般来说，动物越高等，学习能力越强。⑤证明细菌对植物遗体的分解作用，是教材中的评价实验方案部分。三个方案，逻辑思维能力差的学生，很难判断哪个方案更好，更不用说为什么不够好了。对于这样的问题，教师应让学生把握一个原则：控制变量、设置对照。需要指出的是，这一类型的实验最能锻炼学生的探究能力。在讲授这类实验时，教师不要怕耽误时间，不要将答案直接告诉学生，要多引导，多让学生发表自己的见解。 三、受季节影响较大的实验 ①探究根的什么部位生长最快（七年级上册）。 ②探究绿叶在光下制造有机物（七年级上册）。 ③探究二氧化碳是光合作用必需的原料（七年级上册）。 ④探究蚂蚁的通讯（八年级上册）。 [难点分析]前三个实验都是七年级上学期后半部分的学习内容。学习这些内容时，我们这个地方已进入冬季，大多数植物生命活动大大减弱。因此，如果不采取一定的措施，这三个实验是很难完成的。 [策略]我们不能因为季节的关系，该做的实验就不做了。笔者认为，针对不同的实验，可以选择不同的办法。例如：①探究根的什么部位生长最快时，若条件允许，可以将幼根放到恒温箱中培养；若天气晴朗，也可以在实验室内向阳的一面培养幼根。②探究绿叶在光下制造有机物和探究二氧化碳是光合作用必须的原料，实验材料的选用可因时、因地制宜。夏天，可以采用金莲花、凤仙花、小白菜、锦葵、玉米等；冬天，则可以采用天竺葵、彩叶草和蚕豆等，也可以选择耐寒的植物（如冬葵）代替天竺葵来做这个实验。③可以将有关实验如探究蚂蚁的通讯提到前面来讲，也就是趁着天气气温较高，动物的生命活动比较旺盛，动物活动比较频繁，既容易捕捉到实验材料，又容易进行这个实验。当然，这样做要注意知识的前后联系，不能生硬、孤立地提到前面来学习。 四、需要抽样检测的实验 ①测定种子的发芽率（七年级上册）。 ②采集和测算空气中的尘埃粒子（七年级下册）。 [难点分析]不能对检测对象逐一检测时，可以从检测对象总体中抽取少量个体作为样本。对样本进行检测的结果基本上能够反应总体的情况，这就是抽样检测。这类实验的难点是“如何保证抽样检测的结果接近真实情况”。 [策略]虽然初中生物学中只有两个这样的实验，但这种探究问题的思维很重要。①测定种子的发芽率，虽然是抽样检测，但要让学生明白为什么不能用三五粒种子测一下就行了，为什么不能人为的挑选粒大而饱满的种子。本实验应取100粒种子为宜，为了减少偶然因素的影响，应重复测定1～2次。②采集和测算空气中的尘埃粒子，不可能测算被测环境中的全部尘埃粒子，需要对被测环境进行抽样检测。在被测环境中放置三五个载玻片，虽然每一个载玻片的面积很小，但要数出一个载玻片上的全部尘埃粒子，也是非常困难的，这就用到五点取样法。我在讲授这节课时，跟学生说“我们要用五点取样法来采集和测算空气中的尘埃粒子”，即被测环境取五点和载玻片上取五点。 五、不能或不便实际完成而需要进行模拟实验的实验 ①探究酸雨对生物的影响（七年级下册）。 ②探究鱼鳍在游泳中的作用（八年级上册）。 ③探究模拟保护色的形成过程（八年级下册）。 [难点分析]模拟实验与直接实验法相比，它的优点是：①可以解决不能或不便用直接实验方法解决的难题；②模拟实验将模拟实验结果类推到实验对象，以揭示有关的事实或规律，可以提高效率，节约资源、资金和时间。但这类实验的突出难点是“模拟”。 [策略]对于这一类试验，教学目的并不仅仅限于实验本身，更重要的是要让学生学会这种探究问题的方法。①探究酸雨对生物的影响，不方便用真实的酸雨去做实验，需要用醋和清水来配制模拟酸雨。配制时，pH值应控制在4左右，这样才能“接近”酸雨。②探究鱼鳍在游泳中的作用，可以制作实验模型，这样既节约了成本，还减少了对小鱼的伤害。但模型的制作并不简单：气球内加水要适量，躯干部和尾部的比例要适当，还要有较好的手艺——动手能力。教师在讲授这节课时，要让学生自己制作实验模型，亲自体验模拟实验的探究过程。③探究模拟保护色的形成过程，道理看似很简单，但具体操作起来特别是表格数据的分析是很有意义的。在讲授这节课时，一定要让学生亲自体验，让学生体会到保护色在动物觅食和逃避敌害中的作用。当然，对于这一类试验，我们既要让学生认同“模拟实验”，又要让学生认识到模拟实验的不足。 六、可操作性不强的实验 ①测定某种食物中的能量（七年级下册）。 ②探究菜青虫的取食行为（八年级上册）。 ③探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响（八年级下册）。 [难点分析]对于这一类实验，不同地区、不同学校、不同教师，会有不同的看法，但不论哪位教师，都会感觉到有些实验的可操作性不强。 所谓的“可操作性不强”，不是指实验本身不能做。一类是从学生的操作能力来看，个别实验学生很难完成；一类是受条件的限制，因材料的不便或没有合适的环境条件，也可导致实验很难完成；还有一类不是学生没有能力做，也不是没有材料或合适的环境条件，而是教师自身的原因，有的教师自己就嫌这个实验太麻烦，不愿带领学生去做。 [策略]①对于学生很难完成的实验，我们教师不要急于求成。例如，探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响，这个实验在理论上比较简单，但操作起来相当麻烦，课堂上学生做起来显得比较乱。有许多细节值得注意和重视，如配制不同浓度的酒精或烟草浸出液、水蚤的选择、水蚤心脏的位置、心率的计数、实验组和对照组的设置，一只水蚤只能做两次实验，数据的分析等等，即便是不让学生动手做，只让学生知道注意哪些问题、应该怎样做，一节课的时间也不够用。因此，许多教师在讲授这节课时，只是理论上讲解。笔者的观点是，一定不要嫌麻烦，不要怕耽误时间，就是花三节课的时间，也一定让学生做，讲上千遍，不如动手一遍。②对于受实验材料或环境条件限制的实验，不同地区、不同学校有不同的情况。遇到这种情况，我有时会自己或发动学生去制作实验器材。如测定某种食物中的能量时，生物实验室中没有实验用的“燃烧炉”，我就发动学生课下用空易拉罐制作，实验课上学生用自己制作的器材做实验，积极性很高，效果也很好。③对于那些认为确实无法完成的，用最后一招：下载相关实验视频给学生观看。这是在迫不得已的情况下才使用的。之所以采用最后一招，这是教师长期受应试教育或其他因素的影响，不能很好地开展探究性实验课，这也是生物教师最大的不负责任。比如，探究菜青虫的取食行为，我在网上看到许多人在抱怨这个实验。其实这个实验做起来并不难，主要是这个实验用时较长，要采集菜青虫的虫卵，还要对菜青虫的虫卵进行隔离饲养，需要几天甚至十几天的时间，而不是一节课就能完成。总之，我们要创造性地、有所创新地开展好探究实验，提高学生的生物科学素养，以图达成教学目标。这也是我们生物教师义不容辞的责任。 七、结束语 探究性实验是培养学生探究能力的重要途径。作为一名生物教师，在进行探究实验教学时，在课堂上要尽可能地让学生亲身参与，亲自动手，并引导学生思考、分析、推理，让学生踊跃发言，并进行讨论、辩论，充分完善探究实验方案，让学生体验探究的过程，享受成功的快乐。切忌把“生物课”上成“死物课”。