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中学生生物学实验设计能力的培养

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中学生生物学实验设计能力的培养
广州培英中学王建春

一、生物实验设计在培养学生科学思维中的作用
生物实验设计是实验研究目标能否实现的重要保证,也是实验具体操作的指南。可以这样说,实验设计的过程就是科学思维的过程。实验设计的每一环节、每一手段的选择都要做到科学、严密,否则目标就难以达到。因此,不同种类的实验设计对学生思维品质的培养有不同的作用。

(一)通过对照性实验设计,培养思维的比较性。

“有比较才会有鉴别”。比较是一切思维和理解的基础,是确定研究对象之间共同特征的思维过程和方法。通过对事物之间相同及相异方面的比较,有助于发现和揭示事物的内在本质。例如“唾液淀粉酶促进淀粉水解”,运用与唾液等量的清水作对照,排除了“淀粉本身就可以在水溶液中快速水解”这一非本质思维特征。

(二)通过控制性实验设计,培养学生思维的严密性。

思维的严密性,主要表现在通过细致缜密的分析,从错综复杂的联系与关系中认识事物的本质。例如设计“光对植物生长的影响”实验,自变量是光(光的种类、光强)。如果不控制无关变量(植物种类、大小、温度、湿度等)就不能得出因变量(植物生长)与自变量(光)的必然联系。

(三)通过矛盾性实验设计,培养学生思维的批判性。

矛盾性实验设计是指设计的实验所展示的现象与学生的先验知识相悖,或与预测的结果不符,以及在不同情况下所出现的实验结果相矛盾的情况。通过矛盾性实验设计,置学生思维进退维谷两难境地,使学生通过积极的思考作出判断,进而培养学生善于独立思考问题和精细地检察自己思路的批判性思维能力。“PH值对酶特性影响”实验设计中,一般学生都会把人体内的酶的最适PH值定为7,这时教师就要有意识提出“PH值对胃蛋白酶的影响”这一矛盾性实验设计。此刻,势必引起学生深刻的反思和批判,并带着强烈的求知欲望与迫切的心情去探寻“真谛”。

(四)通过联系性实验设计,培养学生思维的灵活性。



思维的灵活性主要体现在发散性思维活动中。学生从不同角度、不同侧重点对问题进行分析研究,善于从一般模式或通常的制约条件下解脱出来,通权达变地思考问题,积极地进行各种猜测和联想、摸索出解决问题的各种新颖途径。例如,设计一个方案完成上图,可从哪些角度去设计?学生的答案至少有5种:1.单侧光照射;2.侧放一段时间,再正过来;3.倒吊一段时间再正过来;4.修剪;5.挂重物。

(五)通过延伸性实验设计,培养


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