论文部分内容阅读
实验能力包括实验的思维能力和实验的操作能力。思维能力是实验的核心能力,体现了学生对本门学科及相关学科知识的理解、综合及其运用。问题是从初中到高中,学生学习了几十个生物实验,但面对实验问题时还缺乏自信,实验能力的培养仍然是教学的薄弱环节之一。究其原因,最根本的是学生在学习中根据教材实验依葫芦画瓢,缺失了主动思维的意识,没有建立起实验思维的基本方法。为此,笔者在教学中将实验划分为四个板块:目的、原理、方法、结论,并从概念入手沟通四者之间的逻辑关系, 培养学生对实验的综合思维能力。 同时,采用明确关系,立足教材,专项训练的教学策略,在小步前进,步步成功的体验中培养兴趣,树立信心,收到了预期的教学效果。
一、目的
目的是想追求的目标、想达到的境地。目的是旗帜,目的是方向,目的不明,南辕北辙。因此,实验的首要问题是目的是什么的问题。自变量明确、具体、可操作是实验目的呈现的特点。初中生物教材(人教版)中的十个验证性实验,体现了编者对实验学习的最基本要求,目的直观、明了,实验的标题就是实验的目的。需要强调指出的是,由于学习资源的时空差异,实验设计的个性化要求,实验目的具有多样化的特点。或隐或现,需要根据实验目的的构成特点选择、提炼。
二、原理
原理是带有普遍性的、最基本的、可以作为其他规律的基础的规律;是具有普遍意义的道理。科学原理是以大量实践为基础的,故其正确性为实践所检验与确定。目的和原理的关系是:目的支配原理,原理服务目的。如果目的是实验的旗帜,原理就是实验的灵魂,是它牵引着实验的车轮走向终点。任何科学实验必须遵循最基本的规律才能实现目的。
三、方法
简单地说,方法就是解决问题的程序。实验最终要通过一定的程序来完成,确定实验程序是实验的核心问题。方法是建立在一定的原理基础之上的,方法和原理之间的关系是:原理孕育方法,方法体现原理。因此,实验方法就是在实验目的的统领下落实实验原理的程序。
1.材料用具欲善其事,必先利其器。实验程序中要解决的第一个问题就是材料用具。材料用具不仅是实验成败的关键,而且是指引着实验原理落实的步骤,昭示着实验结果呈现的形式,是试验方法中的重要内容之一。不重视材料用具的学习,忽略他们与实验原理、方案及步骤、实验结果之间的逻辑关系,是学生实验思维难以深入的重要原因。教学中不仅应明确树立材料用具意识,同时要教给学生学习材料用具的方法。感觉材料用具繁杂,无处下手是学习的第一个障碍,这表明学生缺乏实验的最基本思维。分组的方法是学习材料用具的基本方法,很多实验仪器是以仪器组的形式出现的,如显微镜、载玻片、盖玻片等,既体现了仪器之间的基本联系,同时也预示了实验方案的基本组成,如装片制作、化学反应、加热等。其次,要力求探寻材料用具之间的整体联系,这是能否完整建立实验思维的关键,而关键是实验试剂的作用,这是材料用具的核心。第三,随着学习水平的提高,应该给学生提出更高的要求,即在一定的目的、原理指导下,自主确立实验的材料用具,实现由模仿到创新的转换提升思维水平。
2.实验的方案和步骤
实验方案是落实实验步骤的计划。在中学生物学实验中,实验方案通常包括生物材料的选择、处理和观察三个部分。实验步骤即实验操作的程序,是实验方案的具体化。毫无疑问,实验方案的确立和实验步骤的落实是试验方法的主题部分,不仅要求明确实验原理和材料用具,同时也要求实验者具备一定的操作能力,但就实验步骤设计的是思维过程而言,有两个问题必须解决,这就是对照的设计和实验结果的构建。
对照本质上是堵塞实验设计中可能存在的漏洞,使实验科学化的过程,因而实验必有对照。有些与已知标准进行对照的实验可不设计对照组,但并不表示不需要对照。对照的核心是处理三个边的关系,关键是区分实验组和对照组。三个变量指自变量(操作变量)、因变量(反应变量)和无关变量(干扰变量)。自变量是实验目的要求的对实验材料进行处理的因素,其代表的组是实验组,如《比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率》,用肝脏研磨液和氯化铁溶液分别处理过氧化氢溶液的两个组均为实验组,实验组之间的对照为相互对照。无关变量是实验目的不要求研究的因素,但可能对实验因变量造成影响。对照一方面要控制无关变量对实验的干扰,如《温度对酶活性的影响》,要求各实验组的pH值适宜且相同;另一方面要证明施加的无关变量对实验的因变量无影响,这就是条件对照,无关变量处理的组为对照组。空白对照指不给对照组任何处理因素。因变量是自变量引起的必然或预期结果,是实验观察、测量的对象。需特别强调指出的是:因变量必须要求可感、可测,这就是实验结果的构建问题。学生常见的错误有两种,一是将实验结果的最后一步表述为“观察现象”、“测量结果”等,而没有具体指出观察、测量的目标,这是不明确因变量的表现。二是忽视了因变量可感、可测的特点,确立的因变量不合理甚至错误。
四、结论
结论是从前提推理出来的判断。
(责任编辑 罗 艳)
一、目的
目的是想追求的目标、想达到的境地。目的是旗帜,目的是方向,目的不明,南辕北辙。因此,实验的首要问题是目的是什么的问题。自变量明确、具体、可操作是实验目的呈现的特点。初中生物教材(人教版)中的十个验证性实验,体现了编者对实验学习的最基本要求,目的直观、明了,实验的标题就是实验的目的。需要强调指出的是,由于学习资源的时空差异,实验设计的个性化要求,实验目的具有多样化的特点。或隐或现,需要根据实验目的的构成特点选择、提炼。
二、原理
原理是带有普遍性的、最基本的、可以作为其他规律的基础的规律;是具有普遍意义的道理。科学原理是以大量实践为基础的,故其正确性为实践所检验与确定。目的和原理的关系是:目的支配原理,原理服务目的。如果目的是实验的旗帜,原理就是实验的灵魂,是它牵引着实验的车轮走向终点。任何科学实验必须遵循最基本的规律才能实现目的。
三、方法
简单地说,方法就是解决问题的程序。实验最终要通过一定的程序来完成,确定实验程序是实验的核心问题。方法是建立在一定的原理基础之上的,方法和原理之间的关系是:原理孕育方法,方法体现原理。因此,实验方法就是在实验目的的统领下落实实验原理的程序。
1.材料用具欲善其事,必先利其器。实验程序中要解决的第一个问题就是材料用具。材料用具不仅是实验成败的关键,而且是指引着实验原理落实的步骤,昭示着实验结果呈现的形式,是试验方法中的重要内容之一。不重视材料用具的学习,忽略他们与实验原理、方案及步骤、实验结果之间的逻辑关系,是学生实验思维难以深入的重要原因。教学中不仅应明确树立材料用具意识,同时要教给学生学习材料用具的方法。感觉材料用具繁杂,无处下手是学习的第一个障碍,这表明学生缺乏实验的最基本思维。分组的方法是学习材料用具的基本方法,很多实验仪器是以仪器组的形式出现的,如显微镜、载玻片、盖玻片等,既体现了仪器之间的基本联系,同时也预示了实验方案的基本组成,如装片制作、化学反应、加热等。其次,要力求探寻材料用具之间的整体联系,这是能否完整建立实验思维的关键,而关键是实验试剂的作用,这是材料用具的核心。第三,随着学习水平的提高,应该给学生提出更高的要求,即在一定的目的、原理指导下,自主确立实验的材料用具,实现由模仿到创新的转换提升思维水平。
2.实验的方案和步骤
实验方案是落实实验步骤的计划。在中学生物学实验中,实验方案通常包括生物材料的选择、处理和观察三个部分。实验步骤即实验操作的程序,是实验方案的具体化。毫无疑问,实验方案的确立和实验步骤的落实是试验方法的主题部分,不仅要求明确实验原理和材料用具,同时也要求实验者具备一定的操作能力,但就实验步骤设计的是思维过程而言,有两个问题必须解决,这就是对照的设计和实验结果的构建。
对照本质上是堵塞实验设计中可能存在的漏洞,使实验科学化的过程,因而实验必有对照。有些与已知标准进行对照的实验可不设计对照组,但并不表示不需要对照。对照的核心是处理三个边的关系,关键是区分实验组和对照组。三个变量指自变量(操作变量)、因变量(反应变量)和无关变量(干扰变量)。自变量是实验目的要求的对实验材料进行处理的因素,其代表的组是实验组,如《比较过氧化氢酶和Fe3 的催化效率》,用肝脏研磨液和氯化铁溶液分别处理过氧化氢溶液的两个组均为实验组,实验组之间的对照为相互对照。无关变量是实验目的不要求研究的因素,但可能对实验因变量造成影响。对照一方面要控制无关变量对实验的干扰,如《温度对酶活性的影响》,要求各实验组的pH值适宜且相同;另一方面要证明施加的无关变量对实验的因变量无影响,这就是条件对照,无关变量处理的组为对照组。空白对照指不给对照组任何处理因素。因变量是自变量引起的必然或预期结果,是实验观察、测量的对象。需特别强调指出的是:因变量必须要求可感、可测,这就是实验结果的构建问题。学生常见的错误有两种,一是将实验结果的最后一步表述为“观察现象”、“测量结果”等,而没有具体指出观察、测量的目标,这是不明确因变量的表现。二是忽视了因变量可感、可测的特点,确立的因变量不合理甚至错误。
四、结论
结论是从前提推理出来的判断。
(责任编辑 罗 艳)