开展多向性训练 培养高中生生物实验设计能力.doc

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1、开展多向性训练培养高中生生物实验设计能力【摘要】《新课程标准》倡导探究性学习，重视培养创新精神和实践能力。实验设计是指实验者实施实验之前，根据需要探究的问题与教学目标,运用有关科学知识和原理,确定实验的材料、手段、方法、步骤等。实验设计能力是探究能力发展的重要目标之一，实验教学过程应重视对学生实验设计能力的培养，让学生掌握简单实验设计的内容、方法与原则，学会科学的实验设计，促进学生思维能力和创新精神的培养。【关键词】高屮生物实验设计一、必备的理论知识与能力是进行实验设计的支撑1.以学生分组实验为立足

2、点，为实验设计奠定理论知识与能力基础。教材中的学生分组实验，既是新授课阶段培养学生基本实验技能的主要途径，也是培养学生实验设计能力的基本素材。引导学生对实验内容进行详细分析并从中学习分析问题、研究问题的方法，是培养学生实验设计能力的必经之路。(1)分析实验原理及实验设计思路。高中生物课本的许多实验设计思路是相当巧妙的，对于初学者來说理解起來往往有一定难度。很多初学的学生不理解实验现象和实验结论之间的逻辑关系，原因就在于不理解实验原理和实验设计思路。(2)分析如何根据实验目的來选择和处理实验用品。如在

3、还原糖、蛋白质的鉴定实验中引导学生分析斐林试剂和双缩腺试剂中溶液浓度、使用原理、使用方法上的区别。另外，还要引导学生思考选修本中温度对酶活性的影响：实验中为什么采用的是碘液，能否用斐林试剂代替？(1)分析实验材料的选择。如质壁分离和质壁分离复原实验屮为什么耍选择紫色洋葱鳞片叶?而观察植物细胞有丝分裂实验中为什么耍选取洋葱根尖？质壁分离和质壁分离复原实验能否换用白色的洋葱鳞片叶？(2)分析实验现象和数据与实验结论的因果关系。引导学生讨论实验过程中与实验结论不符现象产生的原因，如在质壁分离和质壁分离复原

4、实验屮为什么同一浓度的蔗糖溶液，并没有使同一视野下的细胞全部发生质壁分离？从而使学生的分析能力和思维能力得到培养和提高。1.以经典生物学实验的教学为切入点，初步培养学生的实验设计能力。经典实验是指在生物学发展史上具有重要影响的著名实验，如肺炎双球菌转化实验、豌豆杂交实验等。这些经典实验反映了科学探究的一般过程，展现了科学家追求真理的精神，闪耀着人类智慧的火花，能充分启迪学生的创新思维，是学习实验设计的范例。(1)分析经典实验的研究过程，理解科学探究的一般方法。引导学生追寻孟德尔的足迹，经历孟德尔的整

5、个探究过程，总结孟德尔的实验过程,归纳得出科学探究的一般方法：观察现象提出问题一一分析问题，作出假设一一设计实验，预期结果一一开展实验，检验假设一一分析结果，得出结论。(2)剖析经典实验的设计细节，掌握实验原则的应用。在生长素发现教学中引导学生分析课本中的达尔文胚芽鞘向光性实验，思考可分为哪几组对照实验？每组的实验变量是什么？能得出什么结论？通过比较分析,学生对于对照实验中单一变量的控制就有了比较深刻的理解。分析课本温特实验时，可引导学生讨论实验的严密性，学生通过讨论分析不难得出该实验缺乏对照组，不

6、能排除琼脂本身的影响。在此过程屮，既使学生感受到了科学探究的乐趣，乂让学生深刻认识到实验设计严密的重要性。二、多向性训练，培养和提高学生的实验设计能力1.鼓励学生创新思维进行实验设计能力训练。应鼓励学生从实验材料、实验方法、实验步骤、实验装置筹各方面进行变革创新，鼓励学生进行大胆质疑。例如，渗透作用的实验，讨论改用鸡蛋膜效果怎样？用不同浓度的蔗糖溶液代替结果会怎样？用葡萄糖代替蔗糖溶液效果会怎样？例如《叶绿体色素的提取和分离》实验，建议学生对所取的菠菜与丙酮（或酒精）的量的比例作一研究；也可对滤纸条

7、的划线次数；划线方法也可以是用毛细吸管、载玻片、铅笔、滤纸条折线等器材或方法；是否需要过滤等实验步骤提出研究建议。通过自主创新，培养学生的实验设计能力和创新思维。2•采用同一材料开展系列研究，进行实验设计能力训练。在教学中，教师可以有意识地拿出一些材料让学生来讨论。例如利用洋葱你可以设计哪些实验？答案就有“质壁分离与复原实验”、“植物向性运动的实验设计和观察”等。通过这些方式的训练，学生在具体的设计实验的过程中，就不会将思维束缚在书木有限的实验中，而能将所学的知识充分运用，达到活学活用的冃的。3•组

8、织学生开展小课题研究，进行实验设计能力训练。生物学科是一门实践性很强的科学，不身临其境，很难有深刻的认识。因此教师应尽量利用学校的空闲场地、空闲时间组织学生进行一些小课题的研究。如,利用窗台空间进行植物向光性实验、观察蝌蚪的生长发育的实验、制作生态瓶实验。这些实验可以在课间、课后进行。学牛亲自动手获得的体验是在教师课堂的讲授中无法得到的。动手做一两个课题，对学生的动手能力、解决问题的能力、学习迁移的能力都有非常重要的作用。总之，教师应转变教学理念，以学生为主，鼓励学生