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實驗室實驗與生命科學(xué)論文
1利用互聯(lián)網(wǎng)的實驗
在實驗室實驗中，有一種形式比較新穎的實驗，利用互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行的實驗，即學(xué)生主要通過互聯(lián)網(wǎng)查詢并收集相關(guān)信息，了解書本中所沒有的知識，并加以應(yīng)用。本類型的實驗在所有實驗室實驗中所占的比重僅為7%，但在整體教材中仍具有不可替代的作用，這是一種比較新型的實驗類型，是現(xiàn)代生物教學(xué)的重要體現(xiàn)，是生物實驗與現(xiàn)代信息技術(shù)的完美結(jié)合，將生物學(xué)的知識與信息檢索緊密聯(lián)系。對生物科學(xué)的學(xué)習(xí)不應(yīng)只僅僅局限于教材中已有的知識，還包括了通過獨立自主地收集查閱資料而了解一些課外的知識。經(jīng)過利用互聯(lián)網(wǎng)實驗的訓(xùn)練，學(xué)生可以基本掌握如何探索課外知識。因而，本類型的實驗內(nèi)容是對教材內(nèi)容的擴(kuò)充與豐富。利用互聯(lián)網(wǎng)的實驗不僅可以讓學(xué)生了解許多教材中沒有的生物學(xué)知識，而且能夠?qū)W(xué)生進(jìn)行相關(guān)的情感態(tài)度的教育。模型模擬實驗。在所有的實驗中，共有4個模型模擬類型的實驗，即學(xué)生利用所學(xué)知識發(fā)明并構(gòu)建模型，將模型運用到實際生活中，為生活提供便利，或者模擬某種生物現(xiàn)象，從而更加深刻地理解所學(xué)知識。模型模擬類型的實驗在全套書中所占比例不大，但該類型的實驗較為新穎，對于提高學(xué)生的動手能力和訓(xùn)練學(xué)生的抽象邏輯思維有很大的幫助。這四個模型模擬的實驗分別為：“模擬腹部按壓術(shù)”“動物的生境“”太陽能炊具”和“編制真菌野外指南”。這些實驗都是應(yīng)用性比較強的實驗，與學(xué)生的日常生活聯(lián)系緊密。
2實驗室實驗的編寫特點
2.1觀察或驗證類實驗示例
以《生命科學(xué)動物》第一章“動物學(xué)入門”第二節(jié)“海綿動物和腔腸動物”中的“觀察腔腸動物”為例，教材設(shè)計是：（1）現(xiàn)實世界的問題：水螅對食物和其他刺激產(chǎn)生怎樣的反應(yīng)。（2）目標(biāo)：預(yù)測：水螅對各種刺激產(chǎn)生怎樣的反應(yīng)；觀察：水螅對刺激如何反應(yīng)？（3）材料略。（4）安全防御（以圖片示意）略。（5）實驗過程：略。（6）結(jié)論和應(yīng)用：分析：當(dāng)水螅被觸到時，會發(fā)生什么？水螅的其他部位發(fā)生了什么？描述：說出觸手為水螅提供的幫助。（7）交流你的數(shù)據(jù)：與其他同學(xué)比較你的記過。討論是否被其他研究的所有水螅都有相似的反應(yīng)，這些反應(yīng)對水螅生存具有怎樣的幫助。
2.2自主設(shè)計類實驗示例
以《生命科學(xué)動物》第一章“動物學(xué)入門”第二節(jié)“海綿動物和腔腸動物”中的“比較自由生活的和寄生生活的扁形動物”為例，教材設(shè)計是：（1）現(xiàn)實世界的問題：扁形動物的身體如何適應(yīng)它們的生活環(huán)境？自由生活的扁形動物和寄生生活的扁形動物的適應(yīng)是否一樣。（2）目標(biāo)：對比和比較：比較自由生活的扁形動物和寄生生活的扁形動物的身體結(jié)構(gòu)與功能；觀察：扁形動物如何適應(yīng)它們的環(huán)境？（3）可能用到的材料：略。（4）安全防御（以圖片示意）略。（5）形成假設(shè)：對你認(rèn)為的營自由生活的蠕蟲可能具有的適應(yīng)提出假設(shè)。這些適應(yīng)的益處是什么？（6）運用科學(xué)方法：驗證假設(shè)：制定計劃：①以小組為單位，將你設(shè)計用于比較和對比扁形動物類型的方法編列成表。從老師那里獲得如何處理活的扁形動物的信息。②選擇你在步驟①中描述的其中一種方法。列出你需要進(jìn)行的實驗步驟，確保對每一步都有詳細(xì)的描述。③列出你完成實驗所需要的材料。④在你的科學(xué)日記中自主設(shè)計一張數(shù)據(jù)表。當(dāng)你的小組開始收集實驗數(shù)據(jù)時，充分利用這張數(shù)據(jù)表。執(zhí)行計劃：略。分析數(shù)據(jù)：解釋：寄生生活的扁形動物與自由生活的扁形動物有哪些相似點？描述：找出寄生生活的扁形動物和自由生活的扁形動物的差異。結(jié)論和應(yīng)用：辨別：自由生活的扁形動物中哪一種身體系統(tǒng)發(fā)育更完善？辨別：寄生生活的扁形動物中哪一種身體系統(tǒng)更復(fù)雜？推斷：哪些適應(yīng)使一些扁形動物營自由生活？（7）交流你的數(shù)據(jù)：與你的同學(xué)一起討論實驗設(shè)計和結(jié)論。需獲取更多幫助，請參考《科學(xué)入門》。
2.3編寫特點
實驗室實驗的編寫體現(xiàn)了本套教材“做中學(xué)”的特點，在實驗的一開始提出一個“現(xiàn)實世界的問題”，然后引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家一樣思考和探究這個現(xiàn)實問題。教材對每一個實驗都提出明確且可操作的學(xué)習(xí)目標(biāo)，提供可供選擇的實驗材料，并用圖片來提醒學(xué)生注意該實驗安全的哪些事項。接著再由學(xué)生自主實驗。教材在實驗室實驗“結(jié)論和應(yīng)用”部分，一般都會根據(jù)實驗的具體內(nèi)容，設(shè)置“分析”“描述”“辨別”“推斷”“解釋”等部分，從實驗的現(xiàn)象或結(jié)果入手，分析實驗，然后再把剛習(xí)得的技能或知識運用解決拓展的問題，對遷移運用知識。如“觀察腔腸動物”中的“結(jié)論和應(yīng)用”階段，教材首先要求學(xué)生根據(jù)觀察，說出水螅被碰到時發(fā)生的身體變化，然后再描述觸手為水螅提供的幫助，從而要求學(xué)生思考結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。自主設(shè)計類實驗特別注重對學(xué)生科學(xué)方法的培養(yǎng)，根據(jù)科學(xué)探究的過程來設(shè)置實驗，要求學(xué)生經(jīng)歷形成假設(shè)、驗證假設(shè)、分析數(shù)據(jù)等過程，培養(yǎng)學(xué)生的思維與志趣。在實驗的最后，教材還設(shè)置了“交流你的數(shù)據(jù)”環(huán)節(jié)，要求學(xué)生與同學(xué)分享探索的結(jié)果，或是發(fā)散思維進(jìn)一步思考，如在“觀察蚯蚓的行為”實驗中，提出“寫一個故事來描述蚯蚓一天的生活，列出蚯蚓的活動、可能遇到的危險和問題以及它們的生境”。
3實驗室實驗特點分析
（1）使學(xué)生學(xué)會科學(xué)探究的方法：自主設(shè)計的實驗完全是按照科學(xué)探究的步驟由學(xué)生獨立完成，在經(jīng)過一系列自主設(shè)計的實驗訓(xùn)練后，學(xué)生可以完全了解科學(xué)探究的方法和步驟。如“果蠅種群數(shù)量的增長”實驗，學(xué)生需形成有關(guān)環(huán)境因子的改變對果蠅種群數(shù)量增長的影響的假設(shè)，再通過制定、執(zhí)行計劃來驗證假設(shè)，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，得出影響果蠅種群增長的因子的結(jié)論，再與同學(xué)交流實驗結(jié)論。學(xué)生通過一系列的實驗探究的過程，可以清楚地知道探究是怎樣的過程，為以后學(xué)生在進(jìn)行科學(xué)研究與學(xué)習(xí)提供條件。（2）培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)探究的態(tài)度和意識：在美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中，將探究分為完整的探究和部分探究兩部分，而在實驗室實驗中，就體現(xiàn)在觀察或驗證實驗和自主設(shè)計實驗中。這四種類型的實驗都體現(xiàn)了探究的態(tài)度，例如利用互聯(lián)網(wǎng)和模型模擬的實驗中，學(xué)生需自行設(shè)計檢索資料的步驟與所要收集的信息，也要自行設(shè)計模型并制作，這都是部分探究的體現(xiàn)。（3）通過訓(xùn)練學(xué)生檢索與收集信息，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，擴(kuò)大學(xué)生的知識面：在利用互聯(lián)網(wǎng)類型的實驗中所涉及到的知識基本為教材中所沒有的課外知識，學(xué)生自行收集相關(guān)的資料，對這些知識有所了解，豐富了課外知識的儲備。如“藥用植物”實驗中，學(xué)生通過信息收集，探索事物以及它們藥用歷史的沿革，了解藥用植物是如何來維持人體的健康的。在“濕地的保護(hù)”中學(xué)生可以了解為什么是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，可以采取哪些措施對濕地環(huán)境進(jìn)行持續(xù)性的保護(hù)。（4）提高學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的技能：學(xué)生通過觀察、比較、驗證等操作來完成實驗，而這些操作都是進(jìn)行科學(xué)探究的基本技能，經(jīng)過訓(xùn)練，學(xué)生的動手操作能力得到了提高。
作者：鄭明順 單位：牡丹江師范學(xué)院教師教育學(xué)院
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