巧用课堂教学，有效提升学生的实验设计能力

田明月

生物学学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面。观察和实验是科学探究最基本的方法，实验设计是实验目标得以实现的重要保证，也是实验具体操作的指南，对学生核心素养的培养有不可替代的作用。《高考考纲》中也明确提出，高中生应具备一定的实验与探究能力。目前每年的高考题中都会涉及实验设计的大题，对学生实验设计能力提出了很高的要求。因此，无论学生核心素养的培养，还是高考成績的提高，提升学生的实验设计能力都是生物学教学的一个重点。在传统的实验设计教学中，教师往往通过几节课的时间，将实验设计的方法讲授给学生，再配以大量的习题帮助学生去理解和巩固。这种教学模式确实能在短时间内提升学生的实验题分数，但对学生实验设计能力和探究能力的提高却收效甚微

课堂教学是指在有一定的教学设备设施的条件下，在可稳定持续使用的场所进行的教学。课堂是教学的主战场，是素质教育的主阵地。将实验设计的培养融入到日常的课堂教学中，使实验能力培养常态化才能从根本上提升学生的探究和设计能力。下面主要对将实验设计融入课堂教学的教学方法进行总结和归纳。

1以实验设计导入课堂，激发学生的兴趣和积极性

精彩的课堂导入是课堂教学必不可少的重要环节。生物作为一门以实验为基础的学科，实验是生物学科的精髓。笔者尝试以实验设计导入新课，变“教”为“导”，不仅能激发学生的学习兴趣和积极性;而且还培养了学生的探究思维和实验设计能力。

实验设计导入的流程大致为：创建实验情境→激发思维探究→设计实验过程→引出相关结论。优秀的实验设计导入方案应做到以下几点：创建情境和谐;课题意识明确;引导思考积极;知识衔接自然;时间把握得当等。

例如，在“细胞的能量‘通货——ATP”的新课导入中，教师可采用萤火虫发光的视频创设实验情境，引导学生通过自主设计实验去探究哪种物质为萤火虫发光直接提供能量，从而引出ATP这一概念。又如，在“生长素的发现”一节中，教师以窗台放置的盆栽植物为导入点，在学生对向光性有直观认识的基础上，提出问题：什么原因引发了这株植物的生长方向的改变？如何设计实验证明你的结论？从而促进学生思考，培养学生的实验设计能力。

2对教材内容进行深入探究，引导学生进行思考和探究

现行教材内容中有很多值得深入探究的地方。教师在教学中要抓好教材这块基石，深挖教材内容，从中找寻闪光点，引导学生进行思考和探究，从中培养学生的实验设计能力。

例如，在“基因位于染色体上”一节中，摩尔根的果蝇杂交实验过程并不完整。教科书上的描述为：由于白眼的遗传和性别相联系，而且与X染色体的遗传相似，于是，摩尔根及其同事设想，控制白眼的基因在X染色体上，而Y上不含有它的等位基因。但是，师生通过推导会发现，果蝇的白眼基因位于XY的同源区域时也可以解释摩尔根的果蝇杂交实验。因此，教师可在该堂课上让学生分小组进行自主讨论、提出假说，并设计实验验证控制眼色的基因在XY染色体的非同源区还是位于XY染色体的同源区。这种以实验探究为主体的教学课堂不仅帮助学生深刻理解了课堂内容，使学生掌握了假说——演绎法的研究方法，而且大大激发学生的学习兴趣，培养学生自主探究和实验设计能力。

3利用课堂生成性问题，培养学生的探究和设计能力

以上两个方面都是教师在备课时就对整个教学过程就进行了精心的编排，对整节课的内容和环节进行了大致的预设。但是，真正的课堂是在一个预设框架下动态生成的过程。在课堂教学情境中通过积极的师生互动、生生互动，会产生很多超出教案设计的生成性问题。这些问题有些来自生活;有些来自于不懂的习题;有些源于对某一问题的进一步探讨，具有即时性、动态性和偶然性。若教师在课堂上能够准确、敏锐地捕捉放大课堂即时生成的问题，将探究活动安排在学生产生的问题之后，不仅能够帮助学生解决疑惑，使学生产生积极的情感体验，产生进一步实验的强烈要求，同时极大地锻炼了学生的探究和实验设计能力。

例如，在“生长素的发现”一节中，达尔文在胚芽鞘向光性实验后提出：胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长快，从而使胚芽鞘出现向光性弯曲。有学生针对这一结论，提出问题：“达尔文的向光性只证明了感光部位和产生影响的部位是尖端，如何证明产生的影响向下传递到伸长区，引起伸长区生长不均匀呢？”教师根据学生提出的问题，进一步提出问题：“达尔文的实验确实没有证明生长部位是伸长区。”请同学们自己设计实验，证明生长部位是伸长区。学生经过讨论交流，设计出：在胚芽鞘尖端和下方用细记号笔画出等距的线条，单侧光照射一段时间后，通过测量线条之间的距离来判断生长部位。

将实验设计能力的培养融入到日常的课堂教学中才能从根本上提升学生实验设计能力。笔者尝试了在课堂教学的多个环节，利用多种方法去培养学生的实验设计能力。当然，在课堂中进行实验设计能力的培养，教师应着重于借实验设计帮助学生更好地了解知识点，而不是将整节课内容全部转变成实验设计课。因此，教师对于实验设计参与度的把握尤为重要。

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