巧用类比推理与探究性实验:类比推理的简单例子

  摘 要:“类比推理”与“探究性实验”是科学探索中获得新知识的两种重要的科学方法,也是进行科学思维训练的重要方法。在本节课中主要通过类比推理的方法化解了在探究性实验中的难点,在有限的教学时间中让学生完成探究的一般过程,培养学生的自主学习能力,增强学习的积极性。
  关键词:类比推理;探究性实验;教学设计
  中图分类号:G420 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2012)07-078-1
  
  类比推理是根据两类事物在一些属性上的相似或相同,推出它们在其他属性尤其本质属性上也相似或相同的推理方式。探究性实验是相对验证性实验而提出的一种学习方式。与验证性实验重视获取知识的目标不同,探究性实验注重过程性,体现学生在学习过程中积极主动的获取知识,认识和解决问题的能力。在探究性实验教学环节中如何引导学生在学习过程中发现问题,提出问题是顺利展开探究性实验的基础,引发学生对问题进行猜想和假设是探究性实验的关键,科学的探究性方案则是实验的保障。笔者在教授“物质跨膜运输的实例(第1课时)”这部分内容时,根据教学内容的特点,巧用类比推理的方法来达成探究性实验目的进行了积极的尝试。
  一、教学设计思路
  课前为学生提供演示实验材料,要求学生进行观察、记录和思考问题,按学案要求预习;课堂上利用多媒体展示图片、动画,让学生能进行直观感知,引导学生通过类比推理提出问题,解决问题。通过探究活动培养学生的动手能力、讨论和交流能力,从中培养学生的合作意识。最后通过计算机操作,让学生模拟微观世界的变化,评价总结形成正确的认知。
  二、教学目标
  1.知识目标:理解细胞在什么情况下吸水和失水
  2.能力目标:
  ①尝试从现实生活现象中提出问题,作出假设。
  ②学习进行探究问题的一般方法和步骤,形成自主学习的能力和习惯。
  ③通过进行“关于植物细胞吸水和失水”的实验设计和操作,培养学生创新思维和创造力。
  三、教学方法
  1. 直观教学法 本节课充分借助多媒体动画,把有关渗透作用、质壁分离及复原直观的展示给学生,有利于学生由感性认识上升到理性认识。
  2.学案导学法 课本是知识之源,是学习之本。通过学案以问题串、重点知识填空等形式,有意识地引导学生看课本,为新授课扫清“路障”,提高课堂效率。
  3.类比归纳法和点拨法 通过类比归纳法能迅速而准确地由此及彼,去认识未知概念,获得新的知识;同时,适时得当的点拨有利于学生掌握正确的探究方法。
  四、教学过程
  1.课前准备:课前完成渗透作用探究实验,预习并初步完成学案中植物细胞吸水和失水的探究方案,为课堂上理解细胞的吸水和失水做好准备,复习显微镜的使用。
  2.课堂实施:
  教学环节教师活动设计意图和思维训练
  生活事例
  导入新课1)通过多媒体创设情景:盐拌黄瓜渗出水分
  2)细胞是一个开放的系统,有很多的物质进出细胞,今天我们先来学习细胞中含量最多的化合物水分子的跨膜运输,该处的膜是指什么膜?通过生活场景的再现,生动导入,充分调动学生的学习热情,激活思维,引入课题
  实例分析,
  类比推理
  渗透现象及其发生的条件请学生展示课前准备的演示实验并说出观察现象
  动物细胞的吸水和失水(以哺乳动物红细胞为例)
  引导学生回忆“制备细胞膜”的实验,组织学生阅读书本P60图4-1“水分进出哺乳动物红细胞的状况”图,创设问题,组织讨论分析。1)通过分析宏观的物理渗透装置的条件,为进入微观领域细胞的渗透作用做铺垫运用类比推理把物理装置与动物细胞联系在一起,并利用新旧知识的结合点,培养学生知识的迁移能力,学会大胆猜想。
  2)细胞壁限制植物细胞的吸水,正确的认识为学习植物细胞的吸水失水打下伏笔。
  分组探究,成果交流
  植物细胞吸水和失水1)设计实验 参考课本中P62的信息,引导学生考虑实验设计上的一些细节问题,例如:
  ①实验材料、取材的方法、实验用具的选择等“井”字为好呢?
  ②实验步骤 结合动物细胞吸水和失水实验,制备细胞膜的方法,引导学生设计实验步骤。
  2)动手实验 规范显微镜的使用,小组间分工合作,及时填写观察现象。实验现象模拟:细胞失水和吸水变化,提出质壁分离及复原现象。
  3)引导总结: 植物细胞是一个渗透装置:
  ①原生质层可看作半透膜。
  ②当外界溶液的浓度>细胞液的浓度时,细胞失水,出现质壁分离现象;
  当外界溶液的浓度

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