论文谈谈指导初中学生开展生物探究实践活动的方法.docx
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论文谈谈指导初中学生开展生物探究实践活动的方法
谈谈指导初中学生开展生物探究实践活动的方法
——以探究“噪音对蚂蚁生活的影响”为例
摘要：
探究实践活动是让学生通过模拟科学家的科学研究过程，获取知识，学会探究的方法和技能和形成科学素养的学习方式。
探究实践活动也是初中生物教学中最重要的内容之一，在长期的教学实践中，我发现初中学生在开展探究实践活动时，存在的最大问题是不掌握具体的方法和技能，因此我通过“噪音对蚂蚁生活的影响”的探究实践活动实例谈谈指导初中学生开展生物探究实践活动的方法。
关键词：
探究实验；指导方法；噪音；蚂蚁；生活；影响
探究实践活动的过程一般分为提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论和表达交流等环节。
初中学生由于知识结构不完整，缺乏实践的经验，不懂具体的方法和技能，在开展生物探究实践活动中往往无法完整地完成实验或实验缺乏科学的严谨性，因此，因此我通过“噪音对蚂蚁生活的影响”的探究实践活动实例谈谈指导初中学生开展生物探究实践活动的方法。
一、指导学生如何提出探究实验的问题
探究源于发现问题和提出问题。
学生在探究过程中在动机和好奇心催生下产生了问题,并依据科学探究的程序和方法完成相应的操作。
探究实验的选题是探究实践活动的头等大事，为了选好题，我们需从以下两个方面思考：
1、探究实验的选题要结合教材
对初中学生来说，开展生物探究实践活动是以学习为主要目的的，探究的问题必须是他们感兴趣的，是他们力所能及的，同时又是通过他们的观察能发现和他们当前的知识贮备能解决的。
因此，探究的问题的深度和难度要符合他们的年龄特点。
对刚上初上的学生，由于知识结构的原因，他们做的探究实验必须要结合教材。
初中第七册（人教版）第一单元的主要内容是生物与环境的关系，教材中也有“光照对鼠妇分布的影响”的探究实验案例，因此我给学生的选题范围为“非生物因素对某种生物的影响”。
2、探究的问题的提出要来源于对自己生活环境的观察
观察是生物学探究的主要方法之一，是科学发现的起点，大多数的学习活动和科学探究都始于对自然和周围事物的观察。
自然界与人们有着千丝万缕的联系，其中蕴含着丰富的科学道理，必然包含了学生探究活动的丰富素材，因此指导学生学会观察大自然和身边的事物是学习生物探究的重要方法。
当今社会，环境污染问题是与人们生活关系最终密切的问题。
尽管人们已经意识到污染问题的严重性，并且已经实施了各种保护措施，但是对与大自然来说，人类所造成的污染可能远远不止人类目前所意识到的这些。
像噪音污染、光污染等对地球无形的伤害常常被人们忽视。
在生活的过程中，很多人们没有感觉到噪音正在伤害着各种生物，殊不知人类日益产生的污染已经对生物造成了许多危害，有一些生物甚至已经因为这些污染而变异、死亡。
我们人类应该认识到自己的行为正在伤害着我们的地球居民，我们应该停止或减轻这种伤害行为。
现代社会，噪声无时不在，或许我们或多或少的知道噪声对人有一定的影响，哪么它对其他生物有什么影响？
例如蚂蚁是一种没有听觉的动物，噪音会对蚂蚁造成影响？
例如，本实验我们提出的问题是：
噪音对蚂蚁生活有影响吗？
二、指导学生如何对探究的问题作出假设
提出问题之后，我们需要根据已有的知识和生活经验以及相关资料等，对探究的问题作出相应的多种假设。
然后再通过小组讨论，删除不符合事物发展规律的，保留符合事物发展规律的，同时我们应该注意到这个假设可以是肯定的,也可以是否定的。
例如，在本实验中我们作出的假设是“噪音对蚂蚁生活的影响”。
三、指导学生如何制定实验方案。
计划的制定要紧扣探究的问题和所作的假设进行，一个合理的实验方案的产生一般要经过：
学习相关知识，选择和准备相关的材料、用具，根据实验原理设计实验步骤等。
1、学习相关知识
初中学生开展探究实践活动的目的让学生在探究活动中获取知识并发展能力。
因此为做好我们的探究实验，需要同学们采取多种方式，尽量多的获取与探究实验内容相关的知识，主要途径有：
1参阅课本和教参
2互联网上搜索
3查阅百科全书
4日常生活观察
2、选择和准备相关的材料、用具
为减小误差和保证探究实验的成功，实验小组要通过充分的讨论，如何选取合适的工具、材料和制作合适的探究装置。
以下是“噪音对蚂蚁生活的影响”的准备过程。
表一实验准备过程
具体操作
步骤一
首先，我们先在较安静的乡间，寻找条件基本相同的三处蚂蚁窝，蚂蚁应为大约100只/处（为排除其他声源的干扰，我们尽可能寻找安静的地方）
步骤二
各种工具准备：
三个积分声级计（噪声剂量计）
放大镜
刻度尺
音乐播放器一个（录音机）
三曲噪音：
1.约1040Hz50dB
2.约1040Hz70dB
3.约1040Hz90dB
步骤三
准备三份相同的、蚂蚁较喜爱的食物，如糖果
步骤四
制作各种记录实验数据的表格
3、实验的方法和步骤
对照实验是进行某种试验以阐明一定因子对一个对象的影响时，除了对试验组所要求研究的因子或操作处理外，对照组也要进行同样内容的试验，并把两种试验的结果经常进行比较。
探究实验的设计要求要做到以下六点：
（1）科学性原则：
（2）可行性原则：
（3）简便性原则：
（4）可重复性原则：
重复、对照、随机是保证实验结果准确的三大原则；
（5）单一变量原则：
不论一个实验有几个实验变量，都应确定一个实验变量对应观测一个反应变量，这就是单一变量原则，它是处理实验中的复杂关系的准则之一；
（6）对照性原则：
实验中的无关变量很多，必须严格控制，要平衡和消除无关变量对实验结果的影响，对照实验的设计是消除无关变量影响的有效方法。
只有设置对照实验，才能有效地排除其它因素干扰结果的可能性。
例如本实验中，对照组为正常状态下“无噪音”的蚂蚁窝，实验组为加噪音状态的蚂蚁窝，变量为噪音。
具体步骤如下：
第一步：
我们在较安静的乡间已选好的三个蚂蚁窝附近分别放置食物和积分声级计，连续三天每天记录早上8点到9点与下午18点到19点周围环境的分贝大小值与并求出它们的平均数值，并将实验前三个蚂蚁窝的状况做了详细记录。
第二步：
我们在三个蚂蚁窝附近分别放置食物和积分声级计，并用录音机分别播放我们准备好的噪音，同样连续三天每天记录早上8点到9点与下午18点到19点，并认真观察三个蚂蚁窝的状况和做了详细记录。
第三步：
重复实验三次并详细记录实验结果。
四、指导学生如何实施计划
一个实验方案不一定就能顺利的实施，特别是对中学生来说更是如此。
如果在实施实验方案的过程中,发现错误或不够完善的地方,同学们一定要通过讨论进行修改或在老师的指导下进行修改，我们也可以边做边改，多做几次，直到实验方案得到完满实施。
以下是“噪音对蚂蚁生活的影响”的探究实验实施过程：
第一步：
表二实验前情况记录表（对照组）
蚂蚁窝
周围环境声音情况
蚂蚁窝中蚂蚁的爬行速度
蚂蚁窝中蚂蚁的数量
蚂蚁窝旁蚂蚁对食物的反应
蚂蚁窝一号
18dB
正常爬行
大约60只
向食物方向爬行，有秩序地搬运食物
蚂蚁窝二号
18dB
正常爬行
大约50只
若干只蚂蚁靠近食物，继而有更多蚂蚁搬运食物
蚂蚁窝三号
19dB
正常爬行
大约60只
若干只蚂蚁靠近食物，继而有更多蚂蚁聚集
第二步：
表三实验操作表（实验组）
蚂蚁窝
实验步骤
具体操作
蚂蚁窝一号
放置食物
把一份蚂蚁较喜爱的食物（约10克）放置在距离蚂蚁窝洞口约5厘米处。
播放噪音
分别播放约1040Hz50dB、约780Hz70dB、约1040Hz70dB的噪音。
观察并记录
观察蚂蚁在三种不同噪音下的爬行速度、爬行方向以及对旁边食物的状态，并作详细记录，与之前的状态做比较。
蚂蚁窝二号
放置食物
把一份蚂蚁较喜爱的食物（约10克）放置在距离蚂蚁窝洞口约5厘米处。
播放噪音
分别播放约1040Hz50dB、约780Hz70dB、约1040Hz70dB的噪音。
观察并记录
观察蚂蚁在三种不同噪音下的爬行速度、爬行方向以及对旁边食物的状态，并作详细记录，与之前的状态做比较。
蚂蚁窝三号
放置食物
把一份蚂蚁较喜爱的食物（约10克）放置在距离蚂蚁窝洞口约5厘米处。
播放噪音
分别播放约1040Hz50dB、约780Hz70dB、约1040Hz70dB的噪音。
观察并记录
观察蚂蚁在三种不同噪音下的爬行速度、爬行方向以及对旁边食物的状态，并作详细记录，与之前的状态做比较。
五、指导学生如何整理和分析实验数据并得出结论
得到实验数据后应指导学生注意如下几点。
1．在客观的原始记录基础上学习整理资料的方法，从而有利于发现其中的规律。
这一过程要让孩子们完整地感受到，而不是一上来就让孩子们在现成的表格中填写。
教师要和孩子们一起做，并进行文字、表格、直方图、素描等记录形式用途的比较。
2．资料的另一重要过程是发现矛盾数据进行判断：
是观察错了，还是发现了新问题。
3．要学会尊重数据、保留原始数据、不随便涂改原始数据。
懂得在发表自己的研究成果的时候，要详细陈述数据获得的全过程；要展示自己的数据；要将自己的观点与数据分开。
4．根据学生的能力，注意适当引入计算机的运用，帮助学生进行概念和信息的管理。
例如，以下是探究实验“噪音对蚂蚁生活的影响”的数据分析。
表四实验结果记录——蚂蚁窝一号
爬行速度
方向
对旁边食物的状态
无噪音
正常爬行
有序地向着食物的方向
先去探清食物，然后集体有秩序地搬运
约1040Hz50dB
63只时而停时而走，速度较缓慢
52只没有目标，原地打转
57只不靠近食物，没有搬运食物的意识
约1040Hz70dB
81只较快
77只没有目标，随意冲撞
76只尽管爬到食物旁却对食物无反应
约1040Hz90dB
92只原地不动或爬行速度较快
83只窝内蚂蚁爬到洞口处，窝外蚂蚁不离开洞口超过10cm
78只毫无反应
表五实验记录——蚂蚁窝二号
爬行速度
方向
对旁边食物的状态
无噪音
正常爬行
有序地向着食物的方向
先去探清食物，然后集体有秩序地搬运
约1040Hz50dB
61只走走停停，一会缓慢一会正常
56只无头绪，在窝附近打转
59只极少数蚂蚁去靠近
约780Hz70dB
72只较快，跑跑停停
75只横冲直撞，较多蚂蚁聚集在洞口
66只即使撞到了也没有停顿
约1040Hz70dB
92只几乎原地不动，少部分正常爬行
88只聚集在洞口，方向不统一
84只没有去搬运的意识
表六实验记录——蚂蚁窝三号
爬行速度
方向
对旁边食物的状态
无噪音
正常爬行
有序地向着食物的方向
先去探清食物，然后集体有秩序地搬运
约1040Hz50dB
速度较缓慢
没有准确目标
几乎无反应
约1040Hz70dB
爬行加速
在洞口附近来回爬行，没有远离洞口
极少数在食物旁停留
约1040Hz90dB
爬行速度较快，不时停顿
在洞口附近来回冲撞，无目标
毫无反应
通过对以上实验记录的分析可得知，噪音会影响蚂蚁的爬行速度、方向和正常工作。
音量越大，它们与安静时差异越大，主要表现为“加快爬行速度，横冲直撞”，取食方式变慢。
我们发现噪音会改变蚂蚁日常的生活习性以及正常的取食行为习惯。
由此可见，实验结果与假设相符，我们的结论是：
噪音对蚂蚁的有影响生活。
六、指导学生如何进行讨论与交流
实验结束不等于探究实践活动结束，为使探究实践活动取得更大的学习效果，我们必须组织同学们进行讨论和交流。
以下是我组织学生进行讨论和交流的内容。
1、探究主题的背景
当今社会人们存在着许多环境污染问题。
尽管人们已经意识到污染问题的严重性，并且已经实施了各种保护措施，但是对与大自然来说，人类所造成的污染可能远远不止人类目前所意识到的这些。
像噪音污染、光污染等对地球无形的伤害常常被人们忽视。
在生活的过程中，很多人们没有感觉到噪音正在伤害着其它的生物，殊不知人类日益产生的污染已经对生物造成了许多危害，有一些生物甚至已经因为这些污染而变异、死亡。
我们人类应该认识到自己的行为正在伤害着我们可爱的地球邻居，我们应该对自己作出的伤害生物的行为加以制止。
2、本项探究活动的意义
这次实验不仅增强了我们的动手实践能力，而且还提高了我们的观察能力，让我们对生物学的探究兴趣提升了很多。
让我们对对照实验的了解加深了许多，也让我们养成了利用对照实验来解决生活中提出的小疑惑。
使我们了解了噪音污染，了解了蚂蚁的社会性行为，了解模式生物的贡献。
这次的生物实验也让我们体验到了探究生活中生物奥妙的乐趣，让我们对美丽而又神秘的大自然充满了好奇心，也使我们以后积极探究各种问题，敢于动手，敢于尝试。
我们也知道了我们的地球母亲的生活还是存在着嘈杂的声音，生物圈里有部分的生物还是没能过上安静舒适的日子。
人类建设的工厂、建筑工地，每天都在制造着噪音，每天都有一些生物因为受不了噪音而生病，甚至是变异、死亡。
有些生物正在因为我们人类的吵闹正在与美丽的家园告别，不得不离开那已经在心里埋下种子的家园。
当那离别的泪水落下，人类却依旧在毫无节制地制造噪音。
我们希望此次实验能让更多的人了解噪音对人类造成的危害，认识到噪音污染的严重性，并且倡导更多人们减少噪音的产生，注意防止噪音对动物甚至是人类的危害。
不仅是动物，人类如果长期在噪音下生活、工作，人们最终也会染上疾病，也会因为受不了噪音的折磨而与我们的故乡离去。
我们希望这次的试验能够鼓励大家多了解这方面的知识，为我们的生物圈添加一抹安静的色彩，为我们赖以生存的地球做贡献。
我们希望人类为了其他生物，为了我们自己，甚至是为了我们赖以生存的地球，请你们减少噪音的排放，让所有的生物们能做上安稳的好梦吧！
3、减少噪音的建议
如今的地球科技发达，但是任然存在着非常多的环境问题。
人类渐渐地意识到，如果我们再这样地破坏地球的环境，那么我们赖以生存的地球母亲将会面临着巨大的灾难。
虽然当今许多人们都知道保护环境迫在眉睫，却没有全面了解现在的环境有哪些方面是我们应该去注意的。
“低碳环保、节能减排”已成为人们的生活观念。
然而现实生活中还是存在着很多无形的污染，例如噪音污染。
通过实验表明，噪音对生物的影响很大。
在生活中，噪音的来源有很多种。
我们应该充分了解噪音的来源，在生活中尽量不要给他人带来噪音，对于一些不可避免的噪音应该采取防止措施。
控制噪音的措施请参考以下几条建议：
①降低声源噪音，工业、交通运输业可以选用低噪音的生产设备和改进生产工艺，或者改变噪音源的运动方式，如使用阻尼、隔振等措施降低固体发声体的振动。
②在传音途径上降低噪音，控制噪音的传播，改变声源已经发出的噪音传播途径，如采用吸音、隔音、音屏障、隔振等措施，以及合理规划城市和建筑布局等。
③受音者或受音器官的噪音防护，在声源和传播途径上无法采取措施，或采取的声学措施仍不能达到预期效果时，就需要对受音者或受音器官采取防护措施，如长期职业性噪音暴露的工人可以戴耳塞、耳罩或头盔等护耳器。
防治噪音的方法请参考以下几条：
营造隔音林
将噪声污染严重的企业工厂搬离市区
源头处预防，传播过程消减
在此，我们倡议大家能够防止噪音给人们带来危害，让我们的地球拥有美好的明天！
参考文献：
1、《中国中学生百科全书——数理加油站》；中国大百科全书出版社；卢勤王杏村；2006年8月
2、《科学探究数据信息整理分析指导策略研究》研究报告》金娟2011年1月
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