探究“光對(duì)鼠婦生活”的基本過程及方法

1、探究“光對(duì)鼠婦生活”的基本過程及方法探究“光對(duì)鼠婦生活影響”的基木過程及方法江蘇省無錫市港下屮學(xué)(214199)馬亞芬摘要良好的開端是成功的一半，“光對(duì)鼠婦生活的影響”是人教版初中生物教材的 第一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，更是學(xué)生進(jìn)入中學(xué)接觸的第一次探究實(shí)驗(yàn)，能把這次探究落到實(shí)處，對(duì) 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力會(huì)起到事半功倍的效果。因此，本文以“光對(duì)鼠婦生活的影響” 為例，對(duì)于如何指導(dǎo)學(xué)生怎樣設(shè)計(jì)一個(gè)科學(xué)合理、可操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)程序，既要表述準(zhǔn) 確，乂要符合實(shí)驗(yàn)原則進(jìn)行了梳理。關(guān)鍵詞探究基本過程方法科學(xué)合理作為-線教師，在實(shí)際教學(xué)屮發(fā)現(xiàn)：自課程改革以來，學(xué)生科學(xué)探究的能力與前幾年相 比，有明顯的改觀，生物科學(xué)素養(yǎng)

2、明顯提高，說明教改已見成效。但是，在實(shí)際教學(xué)過程 中，還是反映出了各種問題。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，特別對(duì)于指導(dǎo)學(xué)生如何設(shè)計(jì)一個(gè)科學(xué)合理、 可操作性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)程序，既要表述準(zhǔn)確，乂要符合實(shí)驗(yàn)原則，更是一個(gè)難題。良好的開端 是成功的一半，“光對(duì)鼠婦生活的影響”是人教版初中生物教材的第一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，更 是學(xué)生進(jìn)入中學(xué)接觸的第一次探究實(shí)驗(yàn)，假如能把這次探究落到實(shí)處，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué) 探究能力會(huì)起到事半功倍的效果。鑒于此，木文就此實(shí)驗(yàn)針対探究的基木過程進(jìn)行了梳 理。1提出問題學(xué)起于思，思緣于疑，懷碰常常是創(chuàng)新的開始，因此，提出問題是科學(xué)探究的基礎(chǔ)。因 為提出問題離不開學(xué)生的主動(dòng)性、積極性、創(chuàng)造性，需要他們用新的角

3、度去審視原有的知 識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，批判和澄清新舊知識(shí)的差異，在認(rèn)識(shí)上產(chǎn)生沖突，從而提出一個(gè)新的可能性。 問題從何而來呢？可以從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)、經(jīng)歷中來，也可以通過呈現(xiàn)的生物標(biāo)本、模 型、數(shù)據(jù)或?；瞽h(huán)境中來。在教學(xué)中，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，冇h的、冇計(jì)劃地創(chuàng)設(shè)一 些含有真實(shí)事件或真實(shí)問題的情境，使學(xué)生在探究事件或解決問題的過程中自主地產(chǎn)生問 題，并h嘗試用書而或口頭來表述這些問題。例如木實(shí)驗(yàn)，教師首先呈現(xiàn)探究課題：“環(huán)境對(duì)鼠婦?；畹挠绊憽保寣W(xué)生明確探究h 標(biāo)。再把學(xué)生分成8組，每紐在課前觀察鼠婦的生活環(huán)境，捕捉鼠婦若十只(注意，不要 破壞學(xué)?；蛏鐓^(qū)的草坪、花壇等，并j1探究結(jié)朿要把鼠婦放凹大口然)。

4、學(xué)牛會(huì)根據(jù)所觀 察到的“鼠婦的生活環(huán)境”提出各種各樣的問題。如有的學(xué)生是在陰暗的地方找到鼠婦， 明亮的地方?jīng)]發(fā)現(xiàn)，就會(huì)提出問題：鼠婦喜歡在什么樣的光照條件下生活呢？但環(huán)境因素 很多，有光、土壤、濕度、溫度、空氣、食物、天敵等，所以針對(duì)其他的環(huán)境因索學(xué)生也 提出了各種各樣的問題。這時(shí)，教師要不失時(shí)機(jī)地鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象，積極提問，充分激 發(fā)學(xué)生的求知欲，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。2作出假設(shè)解決問題常常需要作出假設(shè)，假設(shè)是依據(jù)已發(fā)現(xiàn)的事實(shí)材料和己知的科學(xué)原理，通過創(chuàng) 造性思維，針対所提出的問題設(shè)想可能的答案，這種答案是你的推理，假定性結(jié)論。因 為學(xué)生對(duì)鼠婦的采集環(huán)境以及知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的差杲，對(duì)自己所提出的問題產(chǎn)

5、生了形形色色的假設(shè)。如，學(xué)生是在陰暗處采集到標(biāo)木，明亮處沒采到，就會(huì)針對(duì)自己所提岀的問題“鼠婦 喜歡在什么樣的光照條件卞生活？”作出假設(shè)：“鼠婦喜歡生活在陰暗處，光會(huì)影響鼠婦 的生活”。3制訂計(jì)劃假設(shè)是否止確是一個(gè)疑問，必須設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行論證，論證的結(jié)果是你的假設(shè)或被證 實(shí)，或被推翻，也有可能需要修正。例如本實(shí)驗(yàn)提出的問題是：鼠婦喜歡在什么樣的光照 條件下生活？假設(shè)是：鼠婦喜歡生活在陰暗處，光會(huì)影響鼠婦的生活。但也力同學(xué)會(huì)說， 把花盆搬開后鼠婦爬走，不一定是光的影響，因?yàn)榘釀?dòng)花盆本身就是對(duì)鼠婦的外來刺激。 看來，檢驗(yàn)假設(shè)是否正確，還需要通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。如何設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案？要根據(jù)探究?jī)械模?/p>

6、緊緊圍繞你所提出的問題，進(jìn)行分析比較， 選擇方法和器材，制訂實(shí)驗(yàn)方案。一個(gè)科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)方案，不僅僅是理論上可行，還應(yīng) 該在操作上有可行性。所謂可行性指所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案在現(xiàn)在的實(shí)驗(yàn)條件下能滿足實(shí)驗(yàn)要 求，實(shí)驗(yàn)的材料盡量能就地取材而且比較便宜，實(shí)驗(yàn)的裝置簡(jiǎn)單且操作簡(jiǎn)便，實(shí)驗(yàn)步驟簡(jiǎn) 潔口操作時(shí)間較短。要使別人照著方案去做，也能夠得到預(yù)期的結(jié)呆?？刂茊我蛔兞亢驮O(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的兩個(gè)基本原則。在研究一種條件對(duì)研究對(duì)彖的影響時(shí)，所進(jìn)行的除了這種條件不同以外，其它條件都相 同的實(shí)驗(yàn)，叫做對(duì)照實(shí)驗(yàn)。這里的"一種條件”是實(shí)驗(yàn)過程中為實(shí)驗(yàn)者所操縱給疋的，稱 為實(shí)驗(yàn)變量；實(shí)驗(yàn)過程中除了實(shí)驗(yàn)變量以外

7、，影響實(shí)驗(yàn)變化和結(jié)果的“其他條件”稱為無 關(guān)變量。設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)的u的在于消除無關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響，叮以增加實(shí)驗(yàn)結(jié)果的 可信度和說服力。通常，把接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組作為實(shí)驗(yàn)組；把相對(duì)實(shí)驗(yàn)假設(shè)而言 不接受實(shí)驗(yàn)變量處理的對(duì)象組作為對(duì)照組。從理論上說，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組受無關(guān)變量的影 響是和等的，實(shí)驗(yàn)組和対照組只冇一個(gè)變量（即實(shí)驗(yàn)變量）。因此，當(dāng)兩組出現(xiàn)不同的結(jié) 杲時(shí)，可認(rèn)為是由實(shí)驗(yàn)變量的效杲造成的。例，本實(shí)驗(yàn)研究的是光對(duì)鼠婦生活的影響，作出的假設(shè)是鼠婦適于生活在陰暗的壞境 屮，光會(huì)影響鼠婦的生活。這就需耍設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，給鼠婦提供陰暗和明亮的兩種壞境，觀 察鼠婦對(duì)環(huán)境的選擇。我們可以把明亮的作為實(shí)驗(yàn)

8、組，陰暗處的作為刈照組。但是，除了 光照情況以外，土壤的潮濕程度、溫度等因素也可能對(duì)鼠婦有影響。為了確保實(shí)驗(yàn)結(jié)杲只 是由光照不同而引起的，就應(yīng)當(dāng)使這兩種環(huán)境中，除光照以外，溫度、濕度等其他條件都 相同，也就是說，光是這個(gè)實(shí)驗(yàn)中唯一的變量，即實(shí)驗(yàn)變量。根據(jù)上述，木實(shí)驗(yàn)所選材料用具：每個(gè)小組10只鼠婦，濕土，鐵盤（或樓料盤、紙 盒），紙板，玻璃板。實(shí)驗(yàn)裝置：在鐵盤內(nèi)放上一層濕土，以橫軸中線為界，一側(cè)蓋上紙板，另一側(cè)蓋上玻璃 板。這樣在盤內(nèi)就形成了陰暗和明亮兩種環(huán)境。方法步驟：1、全班分成8組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；2、將鼠婦放入實(shí)驗(yàn)裝置，兩側(cè)中央放同樣數(shù) li，靜置2分鐘；3、每分鐘統(tǒng)計(jì)一次明亮處和陰暗處的鼠婦

9、數(shù)統(tǒng)計(jì)10次；4、設(shè)計(jì) 個(gè)類似下表的表格，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不同時(shí)間、不同壞境下的鼠婦數(shù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)操作才能得出止確而冃可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。因此有必要組織學(xué)生討論：按照以 上實(shí)驗(yàn)方案，怎么做才能實(shí)現(xiàn)探究標(biāo)？增加“操作前討論”這一環(huán)節(jié)，不僅強(qiáng)化了探究 過程，而且培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S方式、h主介作的學(xué)習(xí)精神，使他們迅速發(fā)現(xiàn)解決問題 的方法。實(shí)踐證明，如果缺乏這一環(huán)節(jié)，學(xué)生會(huì)邊做邊想，探究成功的幾率降低。生物實(shí) 驗(yàn)材料的準(zhǔn)備有的需很長(zhǎng)時(shí)間，例如探究“綠葉在光卜-制造有機(jī)物”，葉片必須饑餓處理 一晝夜，然后移到陽光下兒個(gè)小時(shí)，假如因草率而失敗在課堂上就沒有重做的可能，不能 體現(xiàn)“解決問題”這-過程。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)過學(xué)生

10、操作前的討論，會(huì)發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)屮有必要消除其他的t擾因素，如實(shí)驗(yàn)臺(tái) 的抖動(dòng)，實(shí)驗(yàn)臺(tái)傾斜角度、鼠婦假死、遮光是否符合實(shí)驗(yàn)耍求等。每一小組按照實(shí)驗(yàn)方 案，分工合作，通過觀察和實(shí)驗(yàn)收集數(shù)據(jù)，記錄不同光照強(qiáng)度、環(huán)境中鼠婦的數(shù)量。觀察 記錄實(shí)驗(yàn)屮的現(xiàn)象、數(shù)據(jù)一定要實(shí)事求是，盡可能反映客觀事物的木來frfu,不能憑主觀 臆造。5得出結(jié)論從對(duì)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，然后比較、分析，進(jìn)行簡(jiǎn)單的因杲推理，形成一般性的結(jié) 論，而論證假設(shè)。本實(shí)驗(yàn)每一組學(xué)生觀察到在不同光照環(huán)境屮鼠婦的數(shù)量并計(jì)算占鼠婦總量的百分比，從 而得出自c小組的結(jié)論。有的結(jié)論與假設(shè)一致，有的卻相反。該結(jié)論從科學(xué)概念來看是不 完善的，但是從學(xué)生所做的實(shí)驗(yàn)

11、出發(fā)，得出這樣的結(jié)論是符合邏轎的，因此應(yīng)對(duì)學(xué)生的 結(jié)論予以高度的贊揚(yáng)。6表達(dá)與交流并不是所有的小組通過一次探究都能得出正確的結(jié)論，因此，各組必須交流實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 分析小組和全班的數(shù)據(jù)，討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是否支持假設(shè)。有時(shí)，由于探究的方法不夠完善， 會(huì)得出錯(cuò)誤結(jié)論，老師不要急于否定其錯(cuò)誤的結(jié)論，而是啟發(fā)他們從選擇材料、實(shí)驗(yàn)處理 操作、收集數(shù)據(jù)等方而查找產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差的可能原因，力求從中發(fā)現(xiàn)問題，找出重新解決 問題的辦法。并進(jìn)一步誘導(dǎo)他們認(rèn)識(shí)小小的失誤會(huì)影響到小組其至全班實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，應(yīng) 該最大限度的減少誤差。學(xué)牛通過討論，可以領(lǐng)悟到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集的越多，結(jié)論會(huì)越準(zhǔn) 確。木實(shí)驗(yàn)全班分8組，所用的實(shí)驗(yàn)材料一樣，

12、每一小組向全班進(jìn)行匯報(bào)交流小組探究的過 程和結(jié)果。學(xué)生通過討論能夠從鼠婦個(gè)體差異與生活力、記時(shí)和記數(shù)的準(zhǔn)確性等方而查找 產(chǎn)生誤差的具體原因。并計(jì)算岀全班各組第10次數(shù)據(jù)的平均值。對(duì)全班平均值進(jìn)行分析 后發(fā)現(xiàn)：陰暗處鼠婦比冇光處明顯多，所以得出結(jié)論：鼠婦喜歡陰暗的地方，光對(duì)鼠婦生 活有影響。討論結(jié)朿，應(yīng)該寫出科學(xué)探究報(bào)告。撰寫一篇報(bào)告的過程，是科學(xué)探究活動(dòng)的繼續(xù)，可 以鍛煉辨證的邏輯、嚴(yán)密的推理。報(bào)告的形式很多，可以用文字描述、數(shù)字表格、示意 圖、曲線圖等，假如有條件還可以攝影、攝像。老師還應(yīng)該創(chuàng)造各種條件來展出學(xué)綸的報(bào)告，如墻報(bào)、展覽、制作網(wǎng)頁等。7實(shí)驗(yàn)再設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)至此已告一段落，為了打破思

13、維定勢(shì)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維和形成嚴(yán)謹(jǐn) 的實(shí)驗(yàn)作風(fēng)，在肯定學(xué)生取得的成績(jī)后，應(yīng)不失時(shí)機(jī)的鼓勵(lì)學(xué)生在不受實(shí)驗(yàn)所給出的器材 影響下，自行設(shè)計(jì)方案。因此在課堂教學(xué)過程中我又增加了最后一個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)驗(yàn)再設(shè) 計(jì)。鼓勵(lì)學(xué)生多問幾個(gè)為什么，有沒有更好的設(shè)計(jì)方法，結(jié)果會(huì)怎樣。這樣對(duì)學(xué)生的思維 是一個(gè)極大的促進(jìn)，也體現(xiàn)出課程改革對(duì)學(xué)生能力培養(yǎng)的要求。如木實(shí)驗(yàn)：除上述方法外，還有哪些方法可以做？怎樣做的效果更好？鼠婦的生活是否 還受其它因素(如土壤、潮濕程度、溫度等)的影響呢？受上述實(shí)驗(yàn)方案的啟發(fā)，你能不 能完成一個(gè)類似的探究方案？在制訂計(jì)劃z前，請(qǐng)認(rèn)真想一-想，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的變量是什么？ 設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)時(shí)是否還耍分成明亮和黑暗兩組呢？探究結(jié)束后，完成一個(gè)探究報(bào)告，內(nèi)容 包活：探究的問題、假設(shè)、設(shè)計(jì)思路、材料用具、方法步驟、結(jié)果、結(jié)論。通過實(shí)驗(yàn)再設(shè)計(jì)，真正