文档介绍：发言提纲
实验教学的价值
获取证据的方法
理性思维的方法
观察和实验教学
让学生参与实验等探究可以帮助学生:
理解科学概念;
对于我们是“如何知道”我们所知道的科学事实这一过程有惊羡之感;
理解科学的本质;
掌握对自然界进行独立探究的必要技能;
形成运用技能、能力和秉承科学态度的****惯。
——《美国国家科学标准》
科学过程的教育价值
客观精神。
科学规范、规则意识的教育。
合作精神和团队意识的培养。
培养学生勇于承认错误、改正错误的实事求是的态度。
实验培养学生批判精神的 美国教学案例
培养学生的批判精神和创新精神是美国高中教育的核心理念之一。
“知识可以忘记,但是批判精神和创新精神将会对孩子一生发展具有决定意义。”
水蚤是美国初高中被广泛用来作为生物学实验的材料,特别是研究不同的化学物质对其心跳的影响。在实验前测量水蚤的心率施加某种化学物质后再测量其心率,然后将结论作为该种化学物质对其心率有无影响的依据。这个经典的实验能用来培养学生的批判性思维吗?
教学过程
指导学生实验,记录心率
学生先测量水蚤每分钟的心跳次数,然后通过引流法设法移走水蚤身边的部分或全部的溶液,替换一种实验用的化学溶液,学生可以在酒精或尼古丁之间选择一个,停留一定时间(如2min)后再次观察,并记录心率。
学生姓名
所选材料
前测心率
后测心率
引导学生分析数据,结果学生发现:用酒精或尼古丁刺激水蚤,并不能得到相同的预期结果。
教师组织讨论,请学生提出解决办法来改进实验。
设法使用水蚤的培养液作为化学物质的溶剂,而不是都使用蒸馏水;
确保所有的溶液是统一温度,特别是考虑显微镜下的灯光对在载玻片的影响,要使用冷光源;
在更换了溶液之后的5 ~ 15min内多次测量心率,求平均值,而不是只测量1min;
替换其他的溶液,如咖啡因、***化钾、肾上腺等来试试看;
进行盲试或双盲试实验,让所有的人,包括教师也不知道你到底用的是何种物质在做实验,减少主观思维对实验的影响;
所用的溶液应为相同的浓度,比如,将水蚤周围的溶液全部吸干,否则浸润在水蚤周围的溶液浓度可能有差异;
用一些水蚤作为对照组,移去溶液,并用它原来的培养液进行同样的操作看看;
设计一个新的方法来数水蚤的心跳,比如用显微录像机录下来,然后慢放来计数;
尝试让水蚤减少运动,这样便于数心跳,也减少其本身运动导致的心率变化;
使用相同的水蚤,比如虫的年龄、大小、生活状态等要一致,等等。
学生再次实验,提交实验报告。
教师进行了大量的统计,在另外一节实验课上将学生的实验报告进行分析和点评,特别指出一个结果:几乎所有的学生都做了第7条的实验,在这个对照组中发现,用原来的培养液代替从盖玻片下移去的培养液,也有70%左右的水蚤心率出现了明显改变。教师对这一结果进行了启发式提问:这说明什么呢?你认为影响这个实验结果的最主要原因是什么?
教师呈现最近一周有关报纸和杂志上介绍的研究成果的文章,有的支持或反对以前的实验,有的提出新观点。要求学生读这些报道时用批判性的思维来质疑,对别人的研究工作提出困惑。
启示
这个实验的核心价值不是仅仅帮助获得所期望的某种化学物质对心率影响的预期结果,其更重要的价值在于通过这个实验,在探索活体生物对化学物质刺激反应的变化的时候,需要理解用活体生物做实验,研究者将会遇到的困难有多少。
Neering教师这样说:“我并不是希望这个经典的实验练****带给学生所期待的结论。但是,如果我们是希望学生做科学,而不是记住结论或完成菜谱式的实验操练,这个水蚤实验已经给我们提供了非常有效的学****体验,至少,他们学会了怎样科学地质疑。”