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1、探究实验教学初中生物实验教学（下） 李泽允 各位老师，大家好！非常高兴今天有机会通过远程教育研修和老师们一起研讨关于初中生物实验教学这个主题。上半讲我们就探究性实验的一般步骤和方法，从两个环节，第一是提出问题，第二是对于提出的问题做出假设。下半段我们主要就探究性实验一般步骤的设计探究计划并实施计划。通过观察、调查和实验收集数据并得出结论、能够撰写实验探究报告和他人进行交流，还有探究性实验的评价和老师们一起交流。 对于这个环节，课标上是这样要求的：1、能够制定探究计划；2、列出所需要的材料和用具；3、选出控制变量；4、设计对照试验。根据课标的要求，老师们在设计探究实验的方案的时候，要注意的一个问
2、题是：设计探究实验方案在探究的整个过程中是最繁琐，也是难度最大的。科学、巧妙、合理的设计探究实验方案，不仅对学生创新思维的训练，也是创新能力的一个培养过程。初中教材的探究实验，其结果对学生来讲是未知的，但对老师来说是已知的。如何帮助学生理解并设计探究实验的基本原则，如：对照原则、单一变量原则和重复性原则对发展学生的探究能力是非常重要的。下面我们就通过一个案例具体和老师交流在制定引导学生的探究计划的时候，怎么对帮助学生掌握实验设计的这三个原则。这节课是北京市京源学校的吴春萍老师执教的一节，这节课的题目是：探究光对种子萌发的影响。我先把这节课的一个简单的背景是给老师们介绍一下，种子萌发的这样一个实
3、验在初中学生来讲是初一刚刚接触探究性实验的第一个实验。对于这个实验来说，要求的实验材料非常简单，只需要简单的种子、水杯还有简单的棉絮就可以，所以对于这个实验，老师们在教学中应该给予足够的关注。这节课中吴春萍老师把班里边的学生分成了八组来探究不同的因素对种子萌发的影响，比如：光对种子萌发有没有影响？温度有没有影响？水分有什么影响？她给学生的实验设计和实验的时间是一周，在这一周的过程中间，她要求学生亲自去做这个实验。在分组的时候，可以是两个人一组，也可以学生个人独立去做。在实验的过程中她要求学生记录实验的一个现象，比如，用相机来拍摄你的实验的一个进展。一周以后，老师把这八组学生所做得这个实验的一个
4、过程，让同学通过演示文稿的形式交给老师。老师从中选择一些有代表性的在班上做交流。在这个过程中，吴老师选择了三位学生。我们先来看第一个同学她是如何汇报她的探究方案的？我们先一起来看一下这个视频： 这个学生探究的是光对种子的萌发有影响吗？很显然，这个学生的设计方案是非常正确的。那么吴老师通过这个学生的汇报引导学生掌握了实验设计的第一个原则：对照原则。那么在学生汇报的过程中，我们老师是选择什么样的学生？一定是选择那些做得好的学生吗？我们现在来看一下吴春萍老师通过后边两个学生的汇报，这两个学生在实验设计的过程中是有一些明显的问题的。吴老师通过这两个学生的汇报在课堂上引导同学们修正他们的答案，从中领会了
5、实验设计的另外两个原则，就是单一变量原则，还有重复性原则。通过这两个视频我们能够看出来，实验设计是科学探究的一个非常重要的环节，学生实验设计的能力，也是逐步提高的。在这个地方我想跟老师交流一个问题是什么呢？对于我们实验方案的设计，比如探究光对种子的萌发的影响还是水。对于不同学校的老师来说，可以选择不同的方法。比如，如果您所在的学校，学生的生源比较差，学生在理解科学探究这样的环节上，掌握起来比较困难。那么，在实验设计的过程中，您就可以先让学生来设计探究实验的方案，这是在课堂上来完成的，设计完以后先不实验。刚才吴春萍老师所在的学校应该是一个比较好的学校，她是让学生独立设计，然后回家去做实验。我们学
6、校如果稍微薄弱一点的话，老师可以引导学生在课堂上分组设计。比如，一个组来设计光对于种子的萌发有没有影响，另外一个组设计其他因素。设计完了以后，课堂上组织学生交流实验设计的方案，在这个过程中，我们就可以对学生的实验设计的这个方案进行修正，修正完了以后，再让学生回去实验。这也是一种解决的方法。所以在实验方案的这样的一个设计的过程中，不同的学校应该有所区别，目的都是为了提高学生科学探究的能力。还有，在教学进程的安排上，老师们可以先选择一些相对简单的实验让学生设计。比如，来探究种子萌发的因素，这就是一个非常简单的实验，也是初一学生进入生物学学习后接触的第一个探究实验。在这个实验的过程中，老师们一定要安
7、排一定的时间，让学生能够充分的对这个实验活动展开上述的过程，当他对探究实验设计的基本技能有了一定的了解，实验设计的能力有了提高以后，再安排一些相对复杂的一些实验。比如，我们初中生物的探究实验很多，当学生完成影响种子萌发因素的试验以后，我们还可以做影响植物蒸腾作用的因素是什么？，这个实验比前边那个实验就要稍微复杂一些。初中生物是两年一个轮回，希望老师们能够加强教学的计划性，确定不同学年段的教学重点以提高学生的实验设计能力。 下面一个环节，我们是实验数据的收集和处理。实验设计完成后，老师们要安排时间让学生具体实施，在实验的过程中科学、真实地记录实验现象、收集实验数据，得出实验结果。这个环节在科学探
8、究的整个过程中起着至关重要的作用对于提高学生的科学探究能力也是非常的重要。在这个环节中也能够培养学生的科学态度。比如，在试验中观察到的什么现象，就要真实把它记录下来，而不是别人看到的跟你不一样，你就参考别人的意见，或者看到的这个实验现象跟书上讲的不一样，那是记录还是不记录呢？收集实验数据的过程中也能够培养学生认真、仔细的科学态度。所以，这个环节在科学探究的这个过程中也是一个难度比较大的环节。我们先通过一个视频来看一下，这个视频是北京市的特级教师林子荣老师，他上的关于植物细胞的吸水和失水的一节课。在这节课上，我们来看一下林老师是如何引导学生设计一个表格，来记录实验数据的。 好了，通过这个视频，我
9、们能够看出来，在这个实验中林老师是引导学生在课堂上来设计一个表格。通过表格来记录数据，是初中生物探究过程中一个比较简单的方法。当同学们掌握了一定的收集数据、记录数据技能以后，我们还可以发展学生，通过曲线来表示这样的一个结果。因为通过曲线来绘制结果的话，应该对于实验的解释会更直观。比如，我们刚才在第一讲的时候，我们给大家放了一个学生观察豌豆这样的一个生长过程.在豌豆的生长过程中，他想到了一个问题。例如，豌豆在生长的过程中，茎的生长和叶的生长有什么关系？是同时长呢？还是哪个先长，还是哪个后长？他把种子播到这个花盆里边以后，当长出了第一组叶片，他记录了时间；接着又长出了第二组叶片。那么，他就进行了茎
10、的生长和叶的生长有什么关系呢？这个实验。他选择了三盆豌豆，然后通过了二十多天的观察，每一天他都要进行记录，比如记录它的茎是多长，叶是多长。在这个过程中间能够看到，学生经过了二十多天，每天都认真、仔细地来记录植株的茎长还是叶长，这对培养学生的科学的态度是非常的重要。在这个过程中间他要付出自己的辛苦。这是他通过表格记录的数据，但是我们通过这个表格，大家来看一下，只能够看出来它的生长的状况，但是得不出来什么规律。然后，这个同学就做了一个曲线图，我们来看一下，对这个曲线图，他也做了解释。三株绿豆从第一组叶片长出开始记录，叶片是粉红色的和茎是深蓝色的。通过这个生长曲线，他发现，在第一组叶片长的同时，茎也
11、在生长。在开始的四五天里边，茎和叶都长得很快，但是随后都长得很慢。我们来看一下，我们设计了一个表格记录了实验数据，还要对数据做一个分析，通过这样的一个曲线，他做了分析以后，能够对于他所提出的问题做一个解释。那么，他从中也能够感受到实验过程中，记录了这些数据，最后得出来的什么样的结果。也可以做成这样的图。通过这样的案例，我们能够知道，在处理这样一个环节，老师应该注意这样两个问题，1、教师应该引导学生真实、客观的记录实验数据，这是一个最基本的一个要求。学生不要带着对实验结果的预期，来影响实验数据的一个收集。在通常情况下，一次实验数据并不能代表实验结束，通常情况我们实验必须要重复多次，当每次都获得相
12、似的结果的时候，这个实验结果才真实可靠。2、数据我们可以采用用文字描述，初一的学生最开始当他还不会设计表格，不会绘制曲线的时候，我们可以采用这种方法.经过一段时间的训练以后，再引导学生用图表来表示。对于实验数据的收集和处理，应该是本着从易到难的过程，逐步培养学生收集数据的能力。还有一点我们要注意的是，实验数据只能放映实验的结果，它并不等于探究的结论，探究的结论是在数据的基础上分析、论证出的具有普遍意义的规律。比如，在探究光对种子的萌发的影响这个课题的时候，实验的结果是：有光的一组萌发了二十粒，黑暗的一组也萌发了二十粒。这是一个实验的结果，我们通过这样的几个实验的结果得出了结论是什么，光对待种子
13、的萌发没有影响。通过这个案例我们就能够知道，结果和结论还是有区别的。老师们在这次学的过程中间应该引起注意。 下面一个环节我们来研讨交流和表达。在这个环节里面，老师们要注意的一个问题是什么呢？在交流和表达时，比如刚才我们看的吴春萍老师的课堂教学，她就是一个引导学生交流和表达她的实验的设计。在这个过程中间我们要注意两点：1、精心挑选学生的作业，选择与哪些学生交流，我们的原则是选择有代表性的，不是选择最好的。2、要巧妙的安排展示的顺序。比如，刚才吴春萍老师的那个课，她先安排了一个学生，是要说明让学生理解实验设计的第一个原则，对照原则，也是最基本的原则。安排后边的两个同学，是要安排学生通过这样的一个展
14、示，让学生通过展评理解实验设计的另外两个原则。所以说，交流和表达的这个环节也是非常的重要。通常这个环节会花费一定的时间，老师在教学过程中一定要舍得花时间安排我们学生来汇报他的整个探究实验的方案，或者是汇报他的整个实验设计。我们在探究实验的课堂上也应该把更多的话语权教给学生，不要只是老师在课堂上讲。学生只有在亲自做的过程中，亲自在交流的过程中间，才能更好地理解科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。 下面我们来看一下第六个环节：撰写实验报告。实验结束以后，老师们都要组织学生撰写实验报告。实验报告的形式有很多种，我们现在选一个来看一下。一个最基本的实验报告应该包括这样几个部分，比如：你探究实验的题
15、目、时间、班级，那么在下面还要写出实验的目的，还有实验的步骤，包括实验数据的记录，最后要有老师的评语并给出这个报告的一个成绩。在撰写实验报告的过程中，老师要注意以下几个问题：1、教师要熟悉实验报告的一个基本要求。实验报告的格式没有统一，可以多样化，也可以根据自己的喜好或者学生的情况来自己设计；2、教师要及时收取学生的实验报告并且在两周内批完，按时发给学生。如果时间太长了，学生对于我们本次实验的印象就不深了。3、老师要客观的给出实验报告的一个成绩。很重要的一点是，在错误的地方应该给以指出，并且写出简明的指导意见。比如有的老师在这个实验报告上说，“你的设计非常好”或者“你的实验数据的收集非常仔细”
16、。写上这样的一些话语，对于我们学生来讲是非常好的。4、在实验报告的成绩下面要签上老师的一个姓名和批改的日期，最好的实验报告是全批全改。 最后一个环节，我们来看一下，探究性实验的一个评价。对于探究性实验的评价，比较复杂。我们总体掌握的原则是什么呢？对于探究性实验的评价不仅要注重结果，更加注重过程。对于探究性实验的几个环节，比如在提出问题、假设还有实验方案的设计，我们都可以做一个简单的评价。例如，在实验方案的设计环节，要有相应的实物、要有相应的照片，不应该只有一个简单的文字。下边，我们来给老师看几个作业，这也是最开始放的吴老师的那个课，她所收集的她的学生实验室设计的一个方案。我们先来看一下这个同学的，他这个方案目的是要探究水对种子的萌发有没有影响？我们先不评价他的问题，他得到假设都是会有一些问题。他在这个过程中，
