例談提升探究能力的定量實(shí)驗(yàn)

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1、例談提升探究能力的定量實(shí)驗(yàn)　　文件編號(hào)：1003-7586（2016）06-0045-03　　初中生物課程的核心目標(biāo)是提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探究能力，增進(jìn)學(xué)生對科學(xué)探究的理解。《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》中，在“教學(xué)建議”中明確指出：在重視定性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也應(yīng)重視定量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在量的變化中了解事物的本質(zhì)。教師應(yīng)向?qū)W生提供機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)量的測定，實(shí)事求是地記錄、整理和分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、定量表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。下面結(jié)合探究性教學(xué)的實(shí)踐案例，淺談開發(fā)和利用“定量實(shí)驗(yàn)”，促進(jìn)探究能力多層次的發(fā)展?！　?重視“定量實(shí)驗(yàn)”思維意識(shí)的培養(yǎng)　　生物學(xué)新課標(biāo)中共

2、建議了9個(gè)探究實(shí)驗(yàn)：①探究影響鼠婦（或蚯蚓等）分布的環(huán)境因素；②探究種子萌發(fā)的外界條件；③探究光合作用的條件、原料和產(chǎn)物；④探究饅頭在口腔中的化學(xué)性消化；⑤探究幾種食物熱價(jià)的差異；⑥探究螞蟻或其他動(dòng)物的行為；⑦探究食品保存的方法；⑧探究“酸雨”的危害；⑨探究酒精對水蚤心率的影響。不同的探究實(shí)驗(yàn)對培養(yǎng)科學(xué)探究能力所起的作用不同，但從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的性質(zhì)上可以分為定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)，其中“探究幾種食物熱價(jià)的差異”是典型的定量實(shí)驗(yàn)。在初中階段，定性實(shí)驗(yàn)較多，定量實(shí)驗(yàn)較少，符合初中生的認(rèn)知特點(diǎn)和思維能力層次?！　〉趯?shí)際教學(xué)中，因“探究幾種食物熱價(jià)的差異”6的實(shí)驗(yàn)

3、操作復(fù)雜，如“天平”的使用、“量筒”的使用等，教師因畏難情緒而放棄對該實(shí)驗(yàn)的實(shí)際探究。這樣做淡化了對學(xué)生“定量”思維意識(shí)的培養(yǎng)，凸顯了學(xué)生探究能力層次的欠缺和探究教學(xué)思維深度的不夠。同時(shí)，在許多實(shí)驗(yàn)操作中，尤其對實(shí)驗(yàn)室的某些實(shí)驗(yàn)儀器的科學(xué)操作中，學(xué)生縮手縮腳，畏難情緒常見，主要原因是他們不了解一些儀器和用具的基本用法。在初一教學(xué)中，許多教師會(huì)重視“顯微鏡的使用”這部分教學(xué)內(nèi)容，但在“其他常用的探究器具”教學(xué)內(nèi)容中，如量筒、天平等計(jì)量器具和試管、滴管、培養(yǎng)皿等通用器具，許多教師都是紙上談兵。如果教師能在課堂中，讓學(xué)生摸一摸、量一量這些探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可能

4、用到的實(shí)驗(yàn)儀器，一方面，學(xué)生可以掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能；另一方面，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)中嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)的思維意識(shí)，尤其是“量”意識(shí)。因此，重視“定量實(shí)驗(yàn)”思維意識(shí)的培養(yǎng)，應(yīng)從基本的實(shí)驗(yàn)常識(shí)開始?！　?重視基于“數(shù)據(jù)”探究教學(xué)的概念形成　　《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》提出了“關(guān)注重要概念的學(xué)習(xí)”的新理念，且篩選并呈現(xiàn)了50個(gè)生物學(xué)重要概念。落實(shí)新課程的“定量”理念和要求，滲透觀察測量等實(shí)驗(yàn)方法，把數(shù)據(jù)整理成證據(jù)，使探究活動(dòng)變得更真實(shí)、更準(zhǔn)確，有利于提高科學(xué)探究的效率，幫助學(xué)生在定量思維的基礎(chǔ)上建構(gòu)概念?！　“咐?：在“探究鳥類適合飛行的特征”教學(xué)

5、中，可以讓學(xué)生用軟尺和直尺測量比較家鴿前后翼展開的面積；測量比較家鴿與人胸肌與胸骨的不同；用聽診器測量比較人與家鴿的心率（每分鐘心跳次數(shù)）；用溫度計(jì)測量比較家鴿與人的體溫等。6　　案例2：在“探究幾種常見食物熱價(jià)的差異”的教學(xué)中，讓學(xué)生親自用天平、家庭電子秤稱出花生、爆米花、油面筋、核桃仁等各0.5g；讓學(xué)生親自用量筒量出水20mL；讓學(xué)生親自用溫度計(jì)測一測食物燃燒前后水的溫度變化；讓學(xué)生親自算一算不同食物之間熱價(jià)的差異；讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備工作，如紙杯預(yù)處理：在紙杯下方剪開一個(gè)寬4cm、高5cm的開口……這些都是學(xué)生感興趣的環(huán)節(jié)?！　“咐?

6、：在“骨的特性與骨的成分之間的關(guān)系”教學(xué)中，教師選擇一段較大的魚肋骨，先讓學(xué)生稱一稱其質(zhì)量，然后再將其浸入盛有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸的試管中。待魚肋骨的周圍不再有氣泡產(chǎn)生時(shí)，取出魚肋骨并將其表面鹽酸擦拭干凈，然后稱一稱這時(shí)的魚骨質(zhì)量。要求學(xué)生算一算骨內(nèi)有機(jī)物和無機(jī)物的含量比例。　　案例4：在“探究小腸是消化和吸收的主要器官”教學(xué)中，要讓學(xué)生理解小腸絨毛可以增大小腸的消化和吸收面積，僅僅用百褶裙比直筒裙的面積大小來比喻是不夠的，教師還要讓學(xué)生用筆算一算：小腸長約5～6m，內(nèi)直徑平均約為3cm時(shí)，如果小腸內(nèi)壁是平整光滑的管狀，那么表面積不到0.5m2，而

7、事實(shí)上小腸內(nèi)壁的表面積是200～300m2，是前者的600倍，相當(dāng)于一個(gè)排球場的占地面積。這樣的教學(xué)對建構(gòu)概念更有意義。　　案例5：在“人體內(nèi)的氣體交換”教學(xué)中，理解肺泡與血液間發(fā)生氣體交換的原理、血液與組織細(xì)胞間發(fā)生氣體交換的原理以及交換后血液成分的變化是本節(jié)課重點(diǎn)和難點(diǎn)。如果教師在教學(xué)中呈現(xiàn)表1和表2，即肺泡處和組織細(xì)胞處氧氣與二氧化碳的壓力比較，再結(jié)合其他教學(xué)手段，將會(huì)更有效突破重難點(diǎn)。6　　3凸顯“定量實(shí)驗(yàn)”探究設(shè)計(jì)，提升探究能力　　定量實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高思維的邏輯性和深刻性等方面具有重要作用。定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是為了克服偶然誤差。學(xué)生

8、因缺乏“量”的概念和意識(shí)，常常在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案時(shí)帶有一定的盲目性和隨意性。教師可以有意識(shí)地將定性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)