培养学生的实验设计能力

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  《鱼》一课涵盖的学习内容较多,教学时,我把重点放在培养学生的实验设计能力上。
  首先,我用课件向学生展示生活中常见的鱼导入新课,让学生认识各种各样的鱼。接着,我给各小组准备了一个玻璃鱼缸、水和常见的鲫鱼,让学生观察鲫鱼的外形特点。在学生充分认识了鱼的外形特点之后,我出示课件,让学生正确认识鱼的胸鳍、腹鳍、臀鳍、尾鳍、背鳍。
  当学生沉浸在观察的乐趣之中时,我趁机提出一个问题:看着这些在水中游来游去的鱼儿,你们知道鱼在水中是靠什么来游动的吗?同学们纷纷举起小手,有的说靠鱼鳔游动,有的说靠鱼鳞游动,有的说靠鱼鳃游动,有的说靠鱼鳍游动……对于学生五花八门的回答,我都耐心倾听,不置可否。
  我组织学生在小组里对这些看法进行分析与讨论,大家认为鱼主要靠鳍在水里游动。我追问:你们认为鲫鱼主要是靠什么鳍在水中游动呢?请说一说你的依据是什么。于是,学生开始了新一轮讨论,有说胸鳍的,有说腹鳍的,有说臀鳍的,理由是这些鳍都是一对一对的,能拨动的水较多。更多的学生认为鲫鱼主要靠尾鳍来游动,理由是鱼的五种鳍中,尾鳍的面积最大,能拨动的水最多,产生的力量也最大。不过,也有人仍然坚持认为鱼靠鳃在水里游动。
  鲫鱼到底靠什么在水中游动呢?怎样做才能知道正确的答案呢?同学们都想到了做实验。我将持相同观点的同学分为一个研究小组,在各小组研究的基础上展开全班交流讨论。
  认为鲫鱼靠鳃游动的小组:
  师:关于鲫鱼在水中靠什么游动的问题,你们组的猜测是什么?
  生:我们小组的同学认为鲫鱼主要是靠鳃在水中游动的。
  师:你们打算怎样做这个实验呢?
  生:我打算把鲫鱼的鳃绑起来,再放到水中,看它还能不能游动。
  生:只绑鱼的鳃,所有的鳍都不绑。如果鱼还能在水中游动,说明鱼不是靠鳃在水中游动的,而是靠鳍游动的;如果它在水中不能游动,说明鱼真是靠鳃在水中游动的。
  师:那么,你们打算用什么材料来做这个实验?
  生:用棉线或纱布、干毛巾。
  生:用那种比较宽、比较长的棉质纱布来做这个实验。
  师:你们组实验设计的步骤是怎样的?
  生:先将鱼从水中抓起来,用棉线或纱布将鱼的鳃绑住,然后将它放入水中,观察它在水中的游动情况。
  生:鱼在水中非常灵活,而且身上也很滑,将它从水中抓起来有些不好控制,所以应该将它放在干毛巾上,这样便于我们绑住它的鳃。
  师:你们组内的成员是怎样分工的?
  生:因为鱼的身体很滑,所以至少需要两名操作员一起动手。
  生:还需要一名记录员记录鱼在水中的游动情况。
  生:还需要一名汇报员,我们组的每一个人都是观察员。
  师:实验过程中有什么注意事项吗?
  生:不要将鱼绑得太紧,只要纱布不会从鱼鳃上滑落即可。
  生:抓鱼的时候,不要把水弄到桌子上,也别弄到同学的衣服上。
  生:還要注意及时记录现象。
  认为鲫鱼靠鳍游动的小组:
  师:关于鲫鱼在水中靠什么游动的问题,你们组的猜测是什么?
  生:我们小组的同学认为鲫鱼主要是靠鳍在水中游动的。
  师:你们打算怎样做这个实验呢?
  生:我们打算把鲫鱼的鳍都绑起来,将鱼放回水中,看它还能不能在水中游动。如果鱼还能在水中游动,说明鱼不是靠鳍来游动的;如果它在水中不能游动,说明鱼是靠鳍游动的。
  师:所有的鳍都用纱布来绑吗?
  生:我觉得鱼的尾鳍光用纱布来绑的话,它的尾巴还是会左右摆动的。
  师:那你打算用什么来控制鱼的尾鳍?
  生:我想找两块比较薄的木板或塑料板将鱼的尾鳍夹住,然后用纱布缠绕在薄板上,使鱼的尾鳍不能左右摆动就行了。
  师:还有同学需要补充吗?
  生:实验中不能绑鱼的鳃。
  师:你们打算用什么材料来做这个实验?
  生:用棉线或纱布、干毛巾,还要用到薄塑料板或薄木板。
  生:用那种比较宽、比较长的棉质纱布来做这个实验。
  师:你们组设计的实验步骤是怎样的?
  生:先将鱼从水中抓起来,放在干毛巾上,用棉线或纱布将鱼的胸鳍、腹鳍、臀鳍、背鳍绑住;然后用薄木板或塑料板将鱼的尾鳍夹住,再用纱布缠绕在薄板上,使鱼的尾鳍不能左右摆动;最后将鱼放入水中,观察它在水中的游动情况。
  师:你们组内的成员是怎样分工的?
  生:两名操作员相互协作。
  生:需要一名记录员。
  生:还需要一名汇报员。
  生:人人都是观察员。
  师:实验过程中有什么注意事项吗?
  生:不要将鱼绑得太紧,只要纱布、薄板不会从鱼的身上滑落就可以了。
  生:抓鱼的时候,不要把水弄到桌子上和衣服上。
  生:还要注意及时记录现象。
  认为鲫鱼靠尾鳍游动的小组:
  师:关于鲫鱼在水中靠什么游动的问题,你们组的猜测是什么?
  生:我们小组的同学认为鲫鱼主要是靠尾鳍在水中游动的。
  师:你们打算怎样做这个实验呢?
  生:我们打算只绑鲫鱼的尾鳍,其他鳍都不绑,鳃也不绑,将鱼放回水中,看它还能不能在水中游动。如果鱼还能在水中游动,说明鱼不是靠尾鳍来游动的。
  师:那你们打算用什么来绑鱼的尾鳍?
  生:我觉得鱼的尾鳍光用纱布来绑的话,它的尾巴还是会左右摆动的。
  生:我想借用前面小组的方法。
  师:那么你们用到的材料及设计的步骤也与前面小组相似?
  生:是的。
  各组学生设计实验方案、实验、反复实验、小组交流、总结,对鱼靠什么在水中游动进行了研究,研究后,他们汇报了自己的认识:
  生:鱼在水中游动时,背鳍、胸鳍、腹鳍、臀鳍、尾鳍既有分工,又有协作。
  生:鱼的背鳍、胸鳍、腹鳍、臀鳍、尾鳍如果配合不好,鱼在水中就不能游了。
  生:鱼鳍是游动和保持平衡的器官。
  生:鱼的背鳍和臀鳍保持鱼直立;鱼的尾鳍左右摆动,推动鱼前进;当鱼的尾鳍不运动时,胸鳍向鱼两侧张开前后摆动,鱼前进;鱼的腹鳍能够保持鱼稳定。
  生:鱼的胸鳍可以让鱼在水中转弯。
  生:我见过泥鳅只有胸鳍和尾鳍,游动的速度很快。
  生:我发现黄鳝没有鳍也可以在水里面游动。
  ……
  师:你们的发现真不少!你们想一想,黄鳝、泥鳅靠什么在水中游动呢?
  生:我在一本书上读过,黄鳝和泥鳅原本也是有鳍的,但因为它们喜欢打洞,鳍被磨掉了、退化了。
  生:黄鳝和泥鳅主要生活在泥土里,靠尾巴摆动前进。
  生:黄鳝和泥鳅在水里的时候也靠身子和尾巴游动。
  ……
  同学们还提到了奥运会上的赛艇,他们说赛艇上的桨,以及端午节赛龙舟时龙舟的舵,就相当于鱼的鳍,起平衡和掌握方向的作用。
  本节课要求设计实验研究鲫鱼在水里靠什么游动,同学们的兴致非常高,他们能根据自己的猜想设计实验,有序研究,并能根据实验现象进行分析,得出结论。本节课中,我引导学生经历了一次有意义的探究过程,培养了他们的观察能力、动手操作能力、思维能力和表达能力。
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