探究科学史非常经典实验培养学生创新意识.docVIP

探究科学史经典实验,培养学生创新意识 江苏省无锡洛社高级中学 谷辉 214187 摘要： 探究是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一，通过实验进行探究性学习应看作是一条重要的途径。教师要尊重学生的不同见解,要倾听学生合理的创新假设、新实验方案的设计，新实验技术的运用，新实验材料的选择。 关键词： 探究；实验；科学史；创新意识 新一轮的课程改革锋芒毕露地指向了学生学习方式这个触及到教学灵魂的问题上。以往课程实施过程中教师过分依赖教材，过于强调接受学习、死记硬背、机械训练。改革旨在倡导学生主动参与、探究发现、交流合作的学习方式，注重学生的经验与学习兴趣，推动、开展探究性学习已成为新一轮课程改革的主旋律。 就生物学科教育而言，从内容到方法都提供了丰富的、基于实验的探究性学习材料，通过实验进行探究性学习应看作是一条重要的途径。教学时我们如果能恰当引入科学史经典实验，既增加了学生学习生物科学的趣味性，又加深了对所学的生物学基本概念和基本规律的理解，而且能培养和提高学生的科学素养与创新意识。如何将生物实验教学与探究性学习结合在一起，通过探究科学史经典实验，培养学生的创新意识呢？ 培养学生的创新意识，首先教师应提供科学探究过程中的背景资料，授课时不妨把已解决的问题和未解决的环节交给学生，让他们想办法解决，引导学生从何种角度入手来解决。是创新提出合理假设，设计新的实验方案，选择新的实验技术，还是寻找新的实验材料？这样促使学生必须自己重新组织所学知识，就好象这些知识全然是新发现的一样。 为此笔者在进行“探究遗传物质的发现历程”课堂教学时，引用了“肺炎双球菌转化实验”和“噬菌体侵染大肠杆菌”经典实验，其中设置了几个可让学生探究的“创新”点。 1 创新提出假设 探究内容是始于1928年格里菲斯所做的用肺炎双球菌感染小家鼠的实验： 1.1 教师展示背景资料 他发现肺炎双球菌的两种菌株，一种为R型，外面没有荚膜，注入小鼠后小鼠正常；另一种是 S型，外面有一层多糖类荚膜，光滑，注入小鼠后很快导致小鼠死亡，加热杀死后注入小鼠，小鼠正常。 将S型肺炎球菌在特殊条件下进行离体培养，从中分离出R型。当他把这种R型的少量活细菌和大量已被杀死的S型肺炎球菌混合注射到小家鼠体内以后，出乎意外，小家鼠致死。剖检发现，小家鼠的心血中有S型细菌。 1.2 教师评价 在第三组实验中，究竟小家鼠为何死亡？为何会出现S型活细菌在体内繁殖? S型活细菌从何而来? 1.3 学生创新提出假设 S型细菌在小家鼠体内繁殖导致死亡。创新提出假设：有学生认为R型细菌中有某种“活性物质”，能使S型细菌复活，然后在小家鼠体内繁殖；还有学生认为已经死亡的S型细菌中有某种“转化物质”，能使R型细菌转变为S型。 2 创新设计实验 2.1 教师评价、质疑 针对学生提出的可能性，教师放下教案，对这两种假设作出评价：“两者假设均合理，无对错之分，关键是能否自己设计实验来验证自己的假设？”引发学生进一步探究如何设计实验。 2.2 学生讨论 刚才加热杀死的S型细菌，仍然保留了细胞的结构，所以R型细菌中可能存在的“活性物质”使其复活，那么可否破坏它的细胞结构呢？使其失去复活的先决条件呢？ 2.3 学生创新设计实验 认为破坏加热杀死的S型细菌的细胞结构，与R型细菌混合，注射小家鼠体内，观察是否小白鼠死亡。 2.4 教师展示背景资料 格里菲斯此后不到两年，又发现S型细菌的无细胞抽提物加到生长着的R型培养物上，也能产生R向S的转化（R→S）。于是，研究者们提出，加热杀死的S型细菌培养物或其无细胞抽提物中，一定存在着某种导致细菌类型发生转化的物质。这种物质究竟是什么，人们尚不知道，为便于研究，暂时叫做“转化因子” 在上述的探究过程中学生创新提出合理假设，创新设计可行性的实验来验证自己的假设，在研究的思路上与格里菲斯不谋而合，训练了自己生物科学研究的思维方式和方法，初步体现了学生的生物科学素养。 3 创新运用实验技术 探究内容是艾弗里和他的同事麦克劳德和麦卡蒂为了弄清转化因子的化学本质而进行的“肺炎双球菌体外转化实验”： 3.1 教师质疑 细胞内的主要物质有：多糖、蛋白质、核酸、脂质。那么我们能不能再通过实验来确定究竟具体是什么物质在起到遗传作用呢？ 3.2 学生创新运用实验技术 学生提出，能否利用化学的技术将S型细菌中的各种物质分开，然后分别去和R型细菌混合，观察是否会使R型细菌转化为S型细菌。 3.3 教师展示背景资料 1944年，在纽约洛克菲勒研究所，他们开始对含有R→S转化因子的S型细菌的无细胞抽提物进行分馏、纯化工作。他们根据染色体物质的绝大部分是蛋白质的事实，曾一度推断蛋白质很可能是“转化因子”。然而，当他们