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模拟实验与课堂教学

作者:王一诺    发表时间:2023-05-14    浏览次数:

本课例为探究生物进化的影响因素,对桦尺蛾的颜色变化的原因进行了模拟实验探究。首先教师通过展示桦尺蛾事件,引出了该地区环境中桦尺蛾颜色变化的生物进化实例,并引起学生的思考:这种颜色变化是如何形成的?接着引导学生作出假设:保护色的形成与环境有关,并展示实验设计:利用彩色纸板作为环境,彩色纸片作为昆虫,将纸片洒在纸板上,意为昆虫生活在自然环境中,再让学生作为昆虫的“天敌”,让学生随机进行“捕食”。最后观察几轮捕食后“幸存”的昆虫颜色,进而分析得出影响桦尺蛾颜色变化的因素。模拟实验的结果表明,本身颜色与环境颜色相近的昆虫更易幸存下来,而本身颜色与环境颜色差异较大的昆虫更容易被天敌捕食,更易灭绝,因此环境是桦尺蛾颜色变化的成因。

在其他知识概念的教学中,也可以采用类似的模拟实验的方式强化学生对知识点的理解与掌握,帮助学生认识过程,理解原理,发展能力,形成思考。在教学设计的过程中,教师要注意选择典型的实例、创设真实、有针对性的情境,从学生易理解的部分着手对知识概念进行展示,吸引学生的关注与思考,从而形成疑问,推动实验的展开。例如,在探究人的性别决定遵循何种机制时,可以采用模拟实验的教学方法,首先通过提出社会中存在的为了生儿子不择手段的现实状况,引起学生的兴趣和注意。接着通过提问提问学生性别决定的影响因素,引导学生作出假设:人的性别决定随机。

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作出假设后要设计实验来实践验证,对于模拟实验、验证性实验来说,实验设计一般由教师做出,以简化教学展开,而对于探究性实验来说,则需要学生自主完成实验设计,体验科学研究的全部过程。实验设计要关注学生的理解,让学生明确这样操作的原因为何、目的为何,以便更真切地理解实验目的,形成连贯的课堂思维。对于模拟人的性别决定实验来说,则可以将20张写有X的圆形纸片作为卵细胞,将10张写有X10张写有Y的方形纸片作为精子,随机从两叠中抽取一张圆形纸片与一张方形纸片进行配对,作为新生儿的性别,记录并重复操作。最后统计不同组合出现的次数,并计算男女性别的出生比例。

实践操作过后,需要学生对实验结果进行分析与探究,对实验假设进行肯定或否定,最后形成结论。模拟人的性别决定实验的结果显示,男女出生比例为11,因此男女数量均衡是自然规律。类似的实验不仅能够让学生形成科学的思维与意识,更能够让学生们形成正确的科学意识,养成科学探究与自主思考的习惯,从而不盲目听信谣传,实现科学知识的真正价值。