浅谈探究性实验及其中教师的指导作用.doc

浅谈探究性实验及其中教师的指导作用镇江市丹徒区石马中学 陶 胜摘要：探究性实验是研究和学习生物学的一种科学的方法。所谓探究就是探索和研究，即对某一问题通过深入探索和研究得出科学的结论。在教师的启发诱导下，学生运用已学过的知识和技能，以新知识的探索者和发现者的姿态，通过观察、问题、假设、验证、思考等一系列探索活动来发现问题、探索问题和解决问题；学会观察现象、记录和整理数据及分析实验结果，形成知识体系。这是以教师为主导，以学生为主体，以教材为主线的一种学习生物学的方法。它有利于学生形成敏锐的观察能力、准确的操作能力和敏捷的思维能力，有利于创造性人才的培养。关键词：探究性实验 科学探究精神 教师指导作用1 探究性实验的界定实验是科学探究的基础，任何实验都或多或少的具有一定的验证性和探究性，两者不能也不可能孤立的存在，那么如何来界定探究性实验呢？1.1 从实验目的上看探究性实验既重视规律的验证，实验技能的培训，又强调让学生通过实验在科学的学习和研究方法上获得感性体会。简单的说，探究性实验更加关注学生的学习过程和对结论的解释。1.2 从教学理念和教师作用上看探究性实验给学生提供一个通过亲自探究来学习科学知识的途径，教师只作为一个咨询者、引导者、帮助者和促进者，把学生看作是天生的探究者，类似科学家那样的学习方式去学习科学知识，从而培养学生科学的学习方法、创新意识以及价值观念等。1.3 从探究性实验的内容和形式上看探究性实验内容的选定一般有两个渠道：第一，可以将书本的一些演示实验、学生实验改变为具有可探究性的学生实验；可以将书本上的具有可延伸的知识点或某一领域的学习内容推向深处。例如,“光合作用中气体变化的探究”等，这种途径的选题，最能体现生物学科的特点，增强学生学习生物的兴趣，甚至影响到学生以后的发展。第二，也可以选用书本以外的与人类自身紧密相联的问题等等。1.4 从教学模式上看探究性实验开放性比较大，实验的设计、数据分析以及实验结果评价等都离不开学生自己，完全不同于那种：“己知生物原理验证应用”的“照方抓药”模式。探究性实验教学一般采取小组合作的方式，充分展现出师生互动、生生互动的特点，既拓展了学生的思路又能激发学生探究的热情。1.5 从认知顺序上看学生对所提出的问题，首先要认真分析、处理相关的信息和材料，然后自己设计方案，动手实验。实验产生的现象和提供的数据为学生形成理性认识打下了感性认识基础，最后通过抽象和逻辑思维，自己概括、归纳得出结论，上升为理性认识。探究性实验是实验在前，知识概念的形成、规律性的认识在后，前者是后者在认识上的感性基础，后者是前者发展的必然结果。这种实验能够使学生尝试到探索的乐趣，无疑会激发学生的学习积极性，同时实验又为学生提供印象深刻的感性知识，使得理性知识变得容易理解和掌握。因此，这种实验教学从心理学角度上说更加符合学生的认知规律。基于上述五个方面，以及探究性实验的教学思想、实验功能等，一般认为，探究性实验是由老师或学生提出实验课题，学生自己设计方案，然后根据方案进行探索研究，正确处理实验结论的一类实验形式。2 探究性实验的理性探讨探究性实验可以根据生物教学的内容或日常生活中遇到的问题，通过实验加以探究，从而达到获得知识，形成理念，掌握技能，优化思维，培养情趣，提高能力的目的。它主要通过科学的思维方法，主动探索，发现和创新的实践过程实施研究性学习。学生可以在老师的指导下，根据生物教学中某一个知识点或日常生活相关的问题以及社会生活中热点问题用科学的研究方法，主动地探索和解决问题。探究型实验的研究过程比实验内容本身更有价值。因为通过创设学生在实验过程中自我探索和自主学习的机会，促进学生素质和能力的提高及个性的发展。从“传授式”到“探究型”，前者让学生记忆和积累知识，思维容易形成模式，而探究型实验则让学生体验知识产生过程中科学家的思维过程，使学习过程变为通过实验探究而解决问题的过程。探究型实验是在老师指导下，让学生自主地解决一些没有现存答案，也不是仅看教材就能解决的课题。学生可以通过查阅资料，分析课题背景，拟出课题目标和解决方法，之后付诸实验，总结和撰写相关结果，最后交流、评价一系列过程。从问题的产生到解决，学生都亲自经历，让学生能感受和体验研究型学习的过程，同时在一个个实验研究中得到创新能力的提高和创新思维的优化。探究型实验的主要特点之一是注重探究的过程而非研究的结果，注重知识技能的应用而非是掌握知识的数量，注重探究的实践而非别人传授的经验。其次是社会性，学生探究的视野可从自身生活作基点，放射性、发散式地扩大到自然环境和社会生活，这样学生关注的目标就是社会环境。3 实施探究性实验的目标3.1 给学生创设了关心社会，了解社会的机会。生物与社会、科技、生活、能源及食品等方面有着密不可分的联系。要让学生通过探究，拓宽视野，从而关心人类生存的三大热点环境保护，能源开发和生物技术的研发，进一步明确学习目的是承担起人类社会发展赋予我们的责任。3.2 培养学生的创新精神古人云：授人以鱼，只供一饭之需，授人以渔，终身受用不尽。教师在指导学生探究性实验过程中，应充分发挥学生的主体作用，并从多方面开发学生的思维，使学生始终处于不断探索的情境中。从而激发学生的创新思维，提高学生的创新能力。3.3 培养了学生进行科学研究的方法通过探究性实验的开展，使学生学会了如何查资料，如何进行调查等科学研究的方法，接受了一次较为完整的科学思维的训练，为今后进行创造性学习和创新思维的发展积累了经验。3.4 提高学生的学习能力和兴趣探究性实验的课题涉及范围很广，应用较普遍。可涉及生活、生产、环境、资料和能源等跨学科的社会综合问题，通过探究可以激发学生强烈的好奇心和求知欲，提高他们学习生物的兴趣。3.5 贯彻了素质教育的精神通过学生、老师、家长、社会大环境等多渠道的协作，为学生提供了更多参与社会实践的机会，起到了既培养能力，又提高兴趣的目的。4 教师在探究性实验中的指导下面，笔者就在指导学生进行探究性实验各个过程中，如何发挥教师的指导作用，谈一些粗浅的认识。4.1 悉心教导，注重养成性阶段的培养生物学是一门实验性学科，对于实验，学生往往表现出浓厚的兴趣，教师应因势利导，利用兴趣启动知识和能力的培养程序，并赋以实质内容。为做探究性实验打下基础。如实验的要求，实验室规则，实验的基本操作等，教师应向学生提出严格的要求,培养学生严谨、求实的科学态度，规范操作程序。对显微镜的使用及维护、有毒物质的使用等，教师要做好详细介绍和示范工作。总之，在学生实验知识与技能的养成性阶段，教师要循循善诱，讲清讲透，为完成探究性实验打下基础。4.2 及时指导，培养观察能力观察是人们有效地探究、认识事物的一种重要的认识能力，是进行探究性实验的第一步。教师在引导学生进行观察时，要指导他们根据观察的目的，从宏观到微观、从整体到局部，仔细看一看观察对象具有的特征和特性。例如，在学习植物与环境时，要指导学生观察身边的事物：在教室前排的柏树，阳光充足，长得很茂盛，而在后排的，由于缺少阳光，长得弱小；观察水生植物与陆生植物在外形上有什么不同；观察苔藓和蕨类植物生长的环境；观察比较花房内和室外的菊花在暴风雨袭击下的不同生长情况。通过观察，让学生懂得了植物的生长需要一定的条件，离不开其生存环境。生长环境一旦改变，植物就不能很好地生长，甚至还会死亡。再比如，在学习动物的觅食行为时，可指导学生仔细观察蚂蚁的觅食行为，明确观察的目的：蚂蚁觅食是单个的行为还是群体行为？蚂蚁在下雨前和不下雨时觅食行为有何不同？蚂蚁的食性如何？它是利用什么来进行觅食的？这样带有目的观察，有利于问题的提出和假设的建立，为探究性实验准备了基础。4.3 及时诱导，提出问题及时诱导，提出问题是进行探究性实验的前提。在哈佛大学师生中流传着一句名言“教育的真正目的就是让人不断提出问题，思考问题。”在进行探索性实验时，教师应根据教学的目的、任务，结合学生已有的知识，诱导学生设计出具有科学性、探索性和趣味性的问题。例如，在学习细菌和真菌时，教师可拿出发霉的馒头，学生自然会想“馒头上长的是什么？”通过讨论后知道上面长的是霉菌，进而引导学生提出“怎样才能使我们的日用品、食品保存时间更长、更完善？”再如，在学习细胞吸水原理时，诱导学生从日常生活中观察，提出“青菜放久了为什么会萎焉？怎样让它恢复原状？说明了什么问题？用什么样的实验来验证？”这样问题的提出既有探究的环节又有探究的内容，而且与教学内容紧密衔接，它是激发学生热情的求知欲，调动学生积极主动进行探索的内在因素。4.4 科学引导，建立假设假设是在观察的基础上，通过反复思考，针对问题提出的一种答案，用来解释观察的现象。即针对未知事实或规律提出的一种推测性说明，它要以已有的科学理论知识和事实为依据，假设不是胡思乱想的主观臆测，不是无根据的猜想、幻想。对要解决的问题建立假设，这一假设就是我们要探究的方向和预期的结果。如探究种子萌发的条件，教师要引导学生通过日常生活中见到种子萌发情况，提出问题：种子可以随时随地萌发吗？种子萌发需要什么外界条件？无论什么样的种子都能萌发吗？然后由此展开讨论，分析原因，得出假设：具有活性胚的种子，如果具备适宜的温度，充足的空气和水分时，种子便能萌发。再如，上述提到的蚂蚁的觅食行为，通过观察，可诱导学生提出假设：蚂蚁是通过食物的气味或颜色来寻觅食物的。蚂蚁是利用它的触角来寻觅食物的。又如，在探究光对植物茎生长的影响时，我们可以假设：光影响植物茎的生长或植物茎的生长不受光的影响。4.5 精心编导，设计实验格思说“单凭观察所得的经验，是决不能充分证明必然性的”创新意识和实践能力的最佳结合点就是实验设计能力。学生通过观察，提出了假设，那么假设是否正确呢？需要用实验来加以验证, 实验一定要有正确的方法和步骤才能验证假设，这是探究的核心，其任务在于通过学生一系列活动，使学生对某一知识不断深化、拓展，不但知其然，而且知其所以然，达到培养学生的思维能力以及创造能力的目的。教师的主导作用必须以发挥学生的主体作用为原则，不能包办代替，主要表现在以下几个方面：4.5.1 提供探究材料.为使学生在最短的时间内完成教学目标，教师把依据教学内容而设计的能启发学生思维的相关材料呈现给学生。学生获得了这些材料，就为他们在教师的指导下的探究活动创造了先决条件。4.5.2 指导设计实验.要求学生根据教材中相关探究内容、原理和目的要求，结合实际可行性情况，确立研究目标。4.5.3 根据实验所提出的问题，运用已具备的知识或实验技能，设计解决问题的方案，包括材料用具的选择，具体的实验步骤，实施计划过程作观察记录的内容，实验结果呈现形式，并提示学生设计对照实验，控制实验条件只能有一个变量等。4.5.4 引导学生进行总结，组织实验小组进行讨论，确定最佳方案，提高设计水平，指导学生从方案的科学合理性、设计简捷性、效果明显性和联系实际原则展开评价。鼓励新颍巧妙、有创意