【論文摘要】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題能拓寬學(xué)生的思維空間,有利于學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。鑒于當(dāng)前學(xué)生對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)普遍重視不夠,學(xué)生缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,因此學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力較差。為盡快而有效地提高學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,應(yīng)加強(qiáng)該方面的教學(xué)實(shí)踐。
1 拓展教學(xué),明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理
著名教育學(xué)家布魯姆認(rèn)為決定教學(xué)效果有三個(gè)主要因素:認(rèn)知的前提能力(基礎(chǔ)知識(shí))、情感的前提特性(參加學(xué)習(xí)的動(dòng)機(jī)情感)、教學(xué)的質(zhì)。它們對(duì)學(xué)習(xí)速度的影響分別是50%、25%、25%,雖然有了知識(shí)不等于就有了能力,但沒有知識(shí)則不可能提高能力,由此可見基礎(chǔ)知識(shí)的重要地位,因此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之前必須深諳實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理。
1.1挖掘教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論知識(shí)在現(xiàn)行的教材中對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和方法等內(nèi)容沒有專門的系統(tǒng)闡述,而是把它們隱含在教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和生物學(xué)史的內(nèi)容之中,這就要教師應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)并挖掘出教材中的隱含信息,幫助學(xué)生了解和掌握學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)。例如復(fù)習(xí)“唾液淀粉酶對(duì)淀粉的消化作用”實(shí)驗(yàn)時(shí),通過對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、操作步驟的細(xì)致分析,幫助學(xué)生形成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思想;通過比較對(duì)照組實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)過程中的重要作用,使學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)科學(xué)性原則――設(shè)立對(duì)照組;通過實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的剖析,使學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確性原則――設(shè)立多因子變量。通過分析生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)歷程和孟德爾遺傳規(guī)律的揭示過程使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。
1.2補(bǔ)充經(jīng)典實(shí)驗(yàn),優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論知識(shí)分析教材中的實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容少且缺乏系統(tǒng)性的方法指導(dǎo),這對(duì)于學(xué)生全面了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理論知識(shí)是不夠的。因此,在教學(xué)中可以適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充生物學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)(如傘藻的嫁接實(shí)驗(yàn)、童弟周培育單尾鰭金魚實(shí)驗(yàn)等),著重讓學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)者的實(shí)驗(yàn)意圖,認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)的形成過程,分析實(shí)驗(yàn)設(shè)置的實(shí)驗(yàn)條件的目的。這對(duì)于學(xué)生進(jìn)一步理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則,掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,都是十分重要的。
2 強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練,是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的必經(jīng)之路
學(xué)生在明確了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原理后,只有通過必要的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)訓(xùn)練,才能真正掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力。
2.1課本實(shí)驗(yàn)的重新設(shè)計(jì)樹立實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的信心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的初期,學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的思路模糊,存在畏懼心理。此時(shí)教師可采取由淺入深、循序漸進(jìn)的策略,幫助學(xué)生樹立實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的自信心。課本實(shí)驗(yàn)是學(xué)生既熟悉又親切的知識(shí),教師在課本實(shí)驗(yàn)的復(fù)習(xí)中可靈活地改變實(shí)驗(yàn)的某個(gè)條件,讓學(xué)生模仿課本實(shí)驗(yàn)的程序進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),使學(xué)生從中獲得成功感,增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的興趣;同時(shí)在“模仿”過程中訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維方式,使學(xué)生初步形成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確思路,為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)施的可行性奠定良好的心理基礎(chǔ)。
2.2典型習(xí)題的剖析——理順實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路加強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),不但要重視分析和解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果,以及推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)論能力的`培養(yǎng),更應(yīng)重視培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力。無論哪種類型的生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),其本質(zhì)都是根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目所提出的問題,運(yùn)用已具備的生物知識(shí)或生物技能,有時(shí)甚至是根據(jù)實(shí)驗(yàn)題目所給出的信息或提示,構(gòu)思出解決問題的方案,這有助于培養(yǎng)學(xué)生思維的發(fā)散性,綜全知識(shí)和解決實(shí)際問題的能力。提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力,教師不但要讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)師的理論知識(shí),更重要的是應(yīng)讓學(xué)生掌握學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的正確思路。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本思路為:①明確要求和目的→②聯(lián)系理論原理→③確定實(shí)驗(yàn)思路→④設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟→⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期、分析和討論。由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題常常開放度較大,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟甚至在方法上可能不統(tǒng)一,但只要是科學(xué)的、合理的、可行的,都應(yīng)給予認(rèn)可。
2.3專題訓(xùn)練——深化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的理解“實(shí)踐出真知”,學(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用,只有將知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐,才能加深對(duì)知識(shí)的理解和鞏固,從而形成相應(yīng)的技能。學(xué)生在明確了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則和思路之后,一定數(shù)量的設(shè)計(jì)練習(xí)是必要的,它可培養(yǎng)學(xué)生綜合處理信息的能力、邏輯思維能力以及語言文字的表達(dá)能力等,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的應(yīng)答準(zhǔn)確性。為了使學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法,提高運(yùn)用知識(shí)解決問題的能力,可以按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題的類型采用專題訓(xùn)練的做法。專題訓(xùn)練的內(nèi)容有:①設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案:如觀察生長(zhǎng)素或生長(zhǎng)素類似物對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響,這種題型要求學(xué)生根據(jù)題目的要求和給出的條件,確定跟書本相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)涉及的實(shí)驗(yàn)原理,構(gòu)思相關(guān)的生物情景,而后再設(shè)計(jì)便于操作的實(shí)驗(yàn)方案。這有利于培養(yǎng)學(xué)生想象能力、設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造能力。②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟:此類題目要求學(xué)生根據(jù)給定的器材和藥品以及實(shí)驗(yàn)提出的目的,設(shè)計(jì)或補(bǔ)全實(shí)驗(yàn)步驟。③設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法:此類題目主要檢查學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)密性和科學(xué)性的把握,并以此為媒介,引導(dǎo)解決問題的思路方法,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和實(shí)驗(yàn)思維能力。
2.4交流點(diǎn)撥——提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題具有開放性的特點(diǎn),再加上每個(gè)學(xué)生自己獨(dú)特的思考方法和不同的解決問題的途徑,得出的結(jié)果是多種多樣的,設(shè)計(jì)水平高低不同。所以,在進(jìn)行了一定數(shù)量的設(shè)計(jì)訓(xùn)練后,教師要及時(shí)給予點(diǎn)撥或引導(dǎo)學(xué)生交流設(shè)計(jì)成果,總結(jié)出生物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的基本思路和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),從而使學(xué)生鞏固實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力。另外,通過學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的討論,可以互相取長(zhǎng)補(bǔ)短,完善設(shè)計(jì)方案,豐富設(shè)計(jì)內(nèi)容。同學(xué)的啟示和教師點(diǎn)撥豐富了解題的思路,啟迪了思維,通過交流點(diǎn)撥使每個(gè)同學(xué)對(duì)問題的理解更加全面和深入,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力從本質(zhì)上得到了很大的提高。
