生物探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)論文

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一、工作單的設(shè)計(jì)

背景資料：影響種子萌發(fā)的非生物因素可能涉及光、水、溫度、空氣、土壤等，你能否通過實(shí)驗(yàn)找出哪個(gè)是種子萌發(fā)的必要條件？提供的實(shí)驗(yàn)器材：大豆種子、水、培養(yǎng)皿、紗布等。要求：請(qǐng)根據(jù)提供的實(shí)驗(yàn)材料，針對(duì)一個(gè)因素，提出一個(gè)可重復(fù)操作的問題，設(shè)計(jì)一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，完成工作單并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。1.提出問題：%%%%%%%%%提出假設(shè)：%%%%%%%%%2.設(shè)計(jì)探究方案：寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案或?qū)嶒?yàn)步驟（可以用文字表述，也可以畫圖或設(shè)計(jì)表格）3.收集和展示數(shù)據(jù)（設(shè)計(jì)觀察記錄用的表格，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象）4.完成實(shí)驗(yàn)5.分析和解釋結(jié)果6.你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與假設(shè)相一致，如果不一致，請(qǐng)分析原因。你對(duì)該實(shí)驗(yàn)有哪些改進(jìn)？

二、評(píng)價(jià)方法

科學(xué)探究能力的主要能力結(jié)構(gòu)是科學(xué)知識(shí)的掌握、科學(xué)方法的應(yīng)用、表達(dá)和交流三個(gè)方面，科學(xué)探究每個(gè)維度都可以從這三個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而形成科學(xué)探究能力的評(píng)價(jià)體系。1.科學(xué)知識(shí)的掌握評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值5：能夠依據(jù)自己選擇的探究因素，選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)出簡單、合理、易操作的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)過程符合科學(xué)邏輯。分值3：能夠依據(jù)自己選擇的探究因素，選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)出合理可行的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)過程符合科學(xué)邏輯。分值1：實(shí)驗(yàn)材料選擇不恰當(dāng)，實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)不合理，實(shí)驗(yàn)過程缺乏基本科學(xué)邏輯。2.科學(xué)方法的應(yīng)用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值5：選取恰當(dāng)數(shù)量的大豆種子，實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)考慮適宜的萌發(fā)條件，科學(xué)合理設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，考慮相同環(huán)境因素，保證某一外界因素這一單一變量，有明確可信的數(shù)據(jù)記錄。分值3：選取恰當(dāng)數(shù)量的大豆種子，科學(xué)合理設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，保證某一外界因素單一變量。分值1：未考慮實(shí)驗(yàn)的變量控制，設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案與檢驗(yàn)假說沒有邏輯上的關(guān)系。3.表達(dá)與交流評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值5：能夠簡明有條理地?cái)⑹鎏骄糠桨?，?shí)驗(yàn)裝置描述清晰易懂，易被他人重復(fù)。分值3：能詳細(xì)敘述出探究方案，基本能被他人理解和重復(fù)。分值1：探究方案的表述不完成，邏輯混亂，不可重復(fù)。

案例1：

（1）先在2個(gè)紙杯上分別標(biāo)上“A”和“B”。

（2）分別在A杯和B杯內(nèi)放入250g土。

（3）再在A杯和B杯內(nèi)分別放入10粒大小相似并完整有生命力的大豆種子。

4）在A杯內(nèi)每天澆水，B杯不澆水。

（5）仔細(xì)觀察一周并記錄種子萌發(fā)情況。評(píng)價(jià)：科學(xué)知識(shí)的掌握5分；科學(xué)方法的應(yīng)用5分；表達(dá)與交流5分。

案例2：

（1）取兩個(gè)燒杯，都放入相等泥土。

（2）分別放入10粒種子，每天澆等量的水。

（3）一個(gè)放于溫暖陽光下，另一個(gè)同樣放于陽光下，但不讓它照到光。

（4）連續(xù)觀察一周，每天記錄萌發(fā)數(shù)量。待修改問題：

（1）燒杯未標(biāo)記。

（2）表達(dá)可再詳細(xì)、具體些。評(píng)價(jià)：科學(xué)知識(shí)的掌握5分；科學(xué)方法的應(yīng)用3分；表達(dá)與交流3分。

案例3：在土壤里均勻播種種子和水，在溫度37度時(shí)會(huì)不會(huì)發(fā)芽。多試幾次，每次不同濕度溫度。待修改問題：

（1）未用標(biāo)記。

（2）沒有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，沒有控制實(shí)驗(yàn)變量，變量不唯一。

（3）表達(dá)沒有條理不清楚，沒有可操作性。評(píng)價(jià)：科學(xué)知識(shí)的掌握1分；科學(xué)方法的應(yīng)用1分；表達(dá)與交流1分。

三、結(jié)果與思考

通過對(duì)162份工作單的評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)七年級(jí)學(xué)生在設(shè)計(jì)探究方案中存在以下問題：

1.器材的選擇：學(xué)生在沒有選擇探究溫度因素的情況下選用冰箱放置實(shí)驗(yàn)組。

2.大豆數(shù)量：三分之一的學(xué)生選擇每組5粒以下的大豆種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

3.實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的編號(hào)：只有少數(shù)同學(xué)給培養(yǎng)皿或燒杯貼標(biāo)簽編號(hào)。

4.單一變量的控制:

（1）探究光：陽光下和陰暗處有溫差，出現(xiàn)光和溫度兩個(gè)變量。

（2）探究溫度：冰箱里無光，與室溫下做對(duì)照，出現(xiàn)溫度和光兩個(gè)變量。

5.實(shí)驗(yàn)裝置的合理性和可操作性：用玻璃罩密閉如何抽除空氣，密閉后的容器如何保證水分供應(yīng)。

6.實(shí)驗(yàn)步驟描述不準(zhǔn)確：經(jīng)常出現(xiàn)“少量”、“多點(diǎn)”、“觀察現(xiàn)象”等模糊描述。綜上，七年級(jí)學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力還存在比較多的問題，思考問題不夠全面和細(xì)致，對(duì)單一變量原則的掌握不到位，需在以后學(xué)習(xí)中多加練習(xí)，尤其是培養(yǎng)獨(dú)立思考和設(shè)計(jì)方案的能力。

作者：劉旸 單位：常州市第二十四中學(xué)天寧分校