如何指导学生设计探究实验方案
如何指导学生设计探究实验方案
桃江县松木塘中心校 丁应祥
摘要；如何引导学生在生物实验中进行研究性学习, 设计探究实验方案，突出生物实验教学中学生的主体性、探究性、时空的开放性和参与性,以适应对学生实施素质教育和培养创新精神的新要求,进一步提高生物实验教学质量,这也是目前在生物实验教学工作中亟待研究的新课题。下面是我在教学实践和课堂观察中如何指导学生设计探究实验方案的一点体会。
关键词：探究实验；方案设计；变量；对照 新课程改革 随着新课程改革的深入推进，生物课程的探究性学习，作为一线教师，我认为不应停留在对理念的认知层面，而应该在实际教学活动中实现新的课程目标，其中，重点是培养学生的动手能力和创新意识。
动手实践能力和创新意识的培养提高，需要学生能够逐步学会独立的发现问题和解决问题，这既需要学生有一定生物知识的积累，更需要学生懂得一定进行科学探究的基本方法和一般过程。科学探究过程的各个环节，对学生来说都是陌生的，发现问题、如何作假设、如何设计探究实验方案、如何分析实验结果、如何形成结论等，都需要老师的启发和引导，其中，实验探究方案的设计，对习惯于背记实验步骤的学生来说，更有一定难度，在生物教学中，有些学生对提出的
探究问题，已做出了自己的实验假设，但如何设计实验方案进行探究和验证，往往无从下手。因此，教学中，需要老师启发和引导学生，掌握实验探究方案设计的一般思路，逐步学会独立设计实验方案，并开展探究活动。
一、 根据实验变量设计对照实验
探究性学习教学中，应使学生明确：探究实验方案一般都要设计对照实验，设计实验方案中，实验组和对照组应该是仅一个变量（即一个实验条件）不同，其他变量（即其他试验条件）都应完全相同。这样才能确定某一生物现象的发生与这唯一不同的变量有关或无关。如；探究“土壤的干湿度对蚯蚓的生活有影响吗？”可启发学生按以下思路来设计实验方案：
组别：A组（实验组） B组(对照组)
材料：蚯蚓10条 蚯蚓10条
温度：适宜 适宜
土壤：湿润土壤 干燥土壤
实验结果：多少条 多少条
实验结论：？ ？
以上图表通过对比思维，简洁明了，相同条件和不同条件，学生一目了然，便于学生掌握。
教学活动中，凡遇到学生想探究的问题，都启发学生用对比思维，通过举一反三和反复训练，学生自然就形成了良好的对比思维习惯，一遇到问题，想进行探究，需要设计探究方案，学生马上就会想到对照实验。
二、 因地制宜灵活选用实验材料
学生头脑中有了对照实验的思路，接着，再启发学生：选用什么材料来做实验，上例中，怎样才能满足实验中所需的湿润土壤条件和干燥土壤条件？教学中，引导学生积极思考，开展讨论和辩论，让学生自己找到最合适的实验材料和用具。我认为，老师不应该直接为学生提供材料，应该启发学生大胆创新，因地制宜，灵活选用材料，不应该要求学生选用的材料千遍一律，这样才有利于培养学生的创新意识，更有利于培养学生独立解决实际问题的能力。学生能够因陋就简利用身边材料，只要科学合理，就应该鼓励，也只有这样，学生的实验方案才会具有可行性，否则，只会流于形式，而不能真正用于学生的探究实践。
三，科学合理安排实验方法步骤
学生有了对照实验的思路，想好了所需的材料用具，接着，应该考虑如何用这些材料用具，实验中先做什么、后做什么，需要有一个科学合理的安排，这样，才能保障探究活动有条不紊地顺利进行。同
时，还应使学生明确，虽然可因地制宜选用实验材料和用具，但并不意味实验可以不规范，相反，探究性学习设计的对照实验，要保障实验结果准确和可靠，还应该掌握一定的科学探究方法，并在安排实验步骤和整个实验计划中加以灵活运用。
四；如何使实验结果科学可靠
1、控制无关变量，排除实验干扰因素的影响：
教学中使学生明确，设计的对照实验，尽可能做到仅一个实验变量不同，其他实验条件尽可能完全相同。这样，就可以排除其他因素对实验结果的影响。如：为蚯蚓提供的温度，土壤的营养程度A，B两组都要相同。
2、取样需有一定的量：
取样时，样品数量不能太少，否则，实验结果可能会有偶然性，不可靠。如：取一条蚯蚓来做实验，观察时，尽管发现它在湿润土壤，却不能断定所有蚯蚓都会在湿润土壤。
3、取样时要随机：
取样时，不能刻意挑选，而要随机取样，这样得到的实验结果才能反映整体的真实情况。
4、测量要重复多次：
测量无论如何精确，因为误差总是存在的，要保证实验结果准确，
就应仅可能的减小误差，方法是多重复测量几次，然后取平均值。
教学中，通过老师的精心启发引导和学生在探究活动中的反复实践，学生有了良好的科学思维习惯，能够就地取材合理选用实验材料用具，并掌握了一定的科学探究方法，学生就不必背记死的实验步骤，就能自己独立设计实验方案，开展探究活动。
总之：实践能力和创新意识的培养，需要学生逐步学会独立的发现问题和解决问题，这既需要学生有一定的生物知识积累，更需要学生懂得进行科学探究的基本方法和一般过程。教学中，需要老师启发和引导学生，掌握实验探究方案设计的一般思路，逐步学会独立设计实验方案，并开展探究活动。探究实验方案一般都要设计对照实验，实验组和对照组应该是仅一个变量不同，其他变量都应完全相同。以上方法对提高学生的试验设计能力和动手实践能力有较明显的效果，同时，也有效的培养了学生的创新意识和潜在的创新能力。