生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課

1、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施一、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的基本實(shí)施過(guò)程一、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的基本實(shí)施過(guò)程 探究性實(shí)驗(yàn)的一般步驟：探究性實(shí)驗(yàn)的一般步驟： 問(wèn)題問(wèn)題假設(shè)假設(shè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)分析、總結(jié)分析、總結(jié)應(yīng)用應(yīng)用 基本過(guò)程：基本過(guò)程： 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出假說(shuō)提出假說(shuō) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 得出結(jié)論得出結(jié)論 創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)問(wèn)題創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)問(wèn)題 充分分析，提出假說(shuō)充分分析，提出假說(shuō) 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施實(shí)驗(yàn) 分析結(jié)論，關(guān)注拓展分析結(jié)論，關(guān)注拓展 表達(dá)交流，質(zhì)疑完善表達(dá)交流，質(zhì)疑完善二、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)要求二、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)要求1、探究既是學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是學(xué)生的

2、學(xué)習(xí)方式、探究既是學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是學(xué)生的學(xué)習(xí)方式2、科學(xué)實(shí)驗(yàn)原則是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)原則是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ) 對(duì)照原則 控制變量原則 平行重復(fù)原則 條件適宜原則 條件可操作原則3、關(guān)注過(guò)程評(píng)價(jià)、關(guān)注過(guò)程評(píng)價(jià) 教師對(duì)合作小組的學(xué)習(xí)表現(xiàn)性評(píng)價(jià) 小組對(duì)本組成員的學(xué)習(xí)表現(xiàn)性評(píng)價(jià) 探究性實(shí)驗(yàn)的階段評(píng)價(jià)三、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施注意事項(xiàng)三、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施注意事項(xiàng) 1、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念 2、選題適切 3、指導(dǎo)到位 4、提問(wèn)有效四、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施案例與分析四、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施案例與分析 實(shí)驗(yàn)：探究含磷洗衣粉與無(wú)磷洗衣粉對(duì)水體的影響實(shí)驗(yàn)：探究含磷洗衣粉與無(wú)磷洗衣粉對(duì)水體的影響生物探究

3、性實(shí)驗(yàn)的分層教學(xué)生物探究性實(shí)驗(yàn)的分層教學(xué) “倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”理念的提出標(biāo)志著我國(guó)高中生物課程已經(jīng)注重了對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)過(guò)程與技能等高層次認(rèn)知能力的培養(yǎng)。學(xué)生學(xué)習(xí)模式的改變必將帶動(dòng)教學(xué)模式的根本改變。生物課堂將更多地出現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)，其中很大部分屬于探究性實(shí)驗(yàn)。但實(shí)際教學(xué)中，由于課時(shí)限制，教材中（或老師）不可能安排大量高層次的、完全的探究活動(dòng)。學(xué)生在更多的時(shí)候需要從不同層次的探究活動(dòng)中學(xué)習(xí)各種科學(xué)探究方法和科學(xué)探究技能。 根據(jù)探究活動(dòng)的難易程度和學(xué)生參與探究層度的不同，一些學(xué)者將探究性實(shí)驗(yàn)劃分成不同的層次（表1）。針對(duì)不同的探究層次，教學(xué)應(yīng)采取不同的模式。 表表1 探究活動(dòng)的層次探究活動(dòng)的層次 (P

4、aul J .Germann;1996) 層層次次 問(wèn)題問(wèn)題 方法方法 結(jié)論結(jié)論 問(wèn)題問(wèn)題 變量變量 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)施實(shí)驗(yàn)實(shí)施實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 應(yīng)用應(yīng)用 提出探究問(wèn)題提出探究問(wèn)題 作出假設(shè)作出假設(shè) 確定自變量確定自變量 確定因變量確定因變量 確定需控制確定需控制的無(wú)關(guān)變量的無(wú)關(guān)變量 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、設(shè)計(jì)表格、圖設(shè)計(jì)表格、圖表等表等 實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作 觀察觀察 測(cè)量測(cè)量 記錄記錄 分析數(shù)據(jù)、得分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、提供出結(jié)論、提供證據(jù)、進(jìn)行推證據(jù)、進(jìn)行推理和解釋、評(píng)理和解釋、評(píng)價(jià)假設(shè)的正確價(jià)假設(shè)的正確性性 提出新的提出新的假設(shè)和預(yù)假設(shè)和預(yù)測(cè)、解釋測(cè)、解釋和應(yīng)用實(shí)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)

5、論、驗(yàn)結(jié)論、提出新的提出新的問(wèn)題問(wèn)題 6 5 + 4 + + 3 + + + 2 + + + + 1 + + + + + 0 + + + + + + 注：注：“+”表示活動(dòng)設(shè)計(jì)中已提供。：表示活動(dòng)設(shè)計(jì)中已提供。：“”表示活動(dòng)設(shè)計(jì)中未提供，表示活動(dòng)設(shè)計(jì)中未提供，需學(xué)生自己完成需學(xué)生自己完成 “程序程序驗(yàn)證驗(yàn)證”模式模式 0級(jí)水平指的是探究活動(dòng)的各個(gè)步驟在活動(dòng)之前就已呈現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程可以說(shuō)在沒(méi)做實(shí)驗(yàn)之前已經(jīng)心中有數(shù)。這種探究活動(dòng)通常用于驗(yàn)證已經(jīng)學(xué)過(guò)和討論過(guò)的知識(shí)和概念，即我們常說(shuō)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。如人教版生物1：分子與細(xì)胞第二章中的“檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一

6、般安排在理論課之后。 這一水平的實(shí)驗(yàn)一般采用“程序驗(yàn)證”模式：按照固有的實(shí)驗(yàn)程序，重復(fù)已有結(jié)論的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)驗(yàn)證現(xiàn)有生物學(xué)原理或知識(shí)是正確性，幫助學(xué)生理解原理、掌握知識(shí)的一種教學(xué)模式。操作程序?yàn)椋菏熘獙?shí)驗(yàn)過(guò)程熟知實(shí)驗(yàn)過(guò)程按照按照程序操作程序操作得出結(jié)論。該得出結(jié)論。該模式對(duì)于學(xué)生理解科學(xué)研究的過(guò)程、體會(huì)科學(xué)研究方法的巧妙具有重要作用，但不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新思維。因此新課程中減少了“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)的數(shù)量，增加了一定數(shù)量的高層次的“探究性”、“創(chuàng)新性”實(shí)驗(yàn)。或者在“驗(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)中加入探究的元素。如與人教版過(guò)渡教材中的“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”實(shí)驗(yàn)相比，新教材增加的可探究的元

7、素：實(shí)驗(yàn)器材、儀器和試劑的選擇，以及記錄表格的設(shè)計(jì)，留給學(xué)生更多的自主權(quán)。 “觀察觀察探究探究”模式模式 1級(jí)和2級(jí)水平部分或全部缺省結(jié)論部分，學(xué)生在完成提供的實(shí)驗(yàn)步驟后才能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，甚至還要對(duì)結(jié)論進(jìn)行推理，作出合理的解釋?zhuān)瑢?duì)不符假設(shè)的還要提出新的假設(shè)和預(yù)測(cè)等。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)一般安排在理論課之前。例如“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”等實(shí)驗(yàn)，都是將實(shí)驗(yàn)結(jié)論留給學(xué)生實(shí)驗(yàn)后來(lái)完成。 這一水平的探究實(shí)驗(yàn)可以采用“觀察探究”模式：沒(méi)有已知的結(jié)論，需要依靠學(xué)生按照現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)程序，積極參與到實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中去，主動(dòng)探索得出結(jié)論。

8、操作程序?yàn)椋菏熘獙?shí)驗(yàn)過(guò)程熟知實(shí)驗(yàn)過(guò)程按照程序操作按照程序操作觀察歸納分析觀察歸納分析得出結(jié)論得出結(jié)論交流交流評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)。如“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生首先要熟知實(shí)驗(yàn)過(guò)程，然后按照程序操作，接著才能觀察、測(cè)量、計(jì)算、分析，最后才能回答出細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)降子泻侮P(guān)系。該模式有助于學(xué)生體驗(yàn)生物科學(xué)研究的真實(shí)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和邏輯推理能力。 “指導(dǎo)指導(dǎo)探究探究”模式模式 3級(jí)和4級(jí)水平探究實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)設(shè)出特定情景，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。如新教材“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”“探究影響酶活性的條件”“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的

9、影響”等實(shí)驗(yàn)，在給出問(wèn)題情景后，或提供參考案例或給出提示和參考資料，讓學(xué)生自行提出問(wèn)題，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題。 5級(jí)和6級(jí)水平為最高層次的也是最開(kāi)放的探究實(shí)驗(yàn)。它需要花費(fèi)師生大量的時(shí)間和精力。這種水平的探究常見(jiàn)于綜合實(shí)踐課的研究性學(xué)習(xí)。 上述四級(jí)水平的探究活動(dòng)屬于比較完整的科學(xué)探究活動(dòng)。適宜采用“指導(dǎo)探究”教學(xué)模式：在教師的指導(dǎo)下，運(yùn)用創(chuàng)新教學(xué)理論，以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為基礎(chǔ)，以改進(jìn)、完善、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學(xué)生積極的個(gè)性特征和科學(xué)態(tài)度的一種教學(xué)模式。操作程序一般為：情景設(shè)疑情景設(shè)疑方法制導(dǎo)方法制導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作分析總結(jié)分析總結(jié)交流應(yīng)交流應(yīng)用用進(jìn)一步探究。進(jìn)一步探究。該模式

10、重在方法指導(dǎo)上。教師要鼓勵(lì)和引導(dǎo)學(xué)生從多方面去尋找實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，篩選出最佳的實(shí)驗(yàn)方案。要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)材料和用具的選擇、實(shí)驗(yàn)變量的控制、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)步驟安排、設(shè)計(jì)觀察表格等過(guò)程進(jìn)行整體考慮，盡量做到方法合理、器材簡(jiǎn)單、步驟簡(jiǎn)短、現(xiàn)象明顯、結(jié)論正確。 高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思路高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思路 一、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探究性一、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的探究性 在高中生物人教版第三章第三節(jié)中的“葉綠體中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，我鼓勵(lì)學(xué)生作了以下探索：首先，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行探索性的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行探索性的改進(jìn)，不僅拘

11、泥于教材上建議的用菠菜作為實(shí)驗(yàn)材料，問(wèn)學(xué)生是否可以選擇在同一季節(jié)中常見(jiàn)的其他植物？如大白菜、小白菜、玉樹(shù)、萬(wàn)年青、萵苣、紫色鴨跖草等。讓學(xué)生自主選擇他所喜歡的幾種植物，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)程序，根據(jù)不同植物的色素在層析后濾紙條上的色素帶的寬窄和顏色的深淺，來(lái)比較不同植物中各種色素含量的多少，并且可以編制出一組對(duì)照表；其次，根據(jù)教材上的提示，層析液根據(jù)教材上的提示，層析液的配方還有不同，的配方還有不同，從而引導(dǎo)學(xué)生配置不同配方的層析液來(lái)探索效果更好的一組配方;第三，由于研磨液與色素溶劑的體積比由于研磨液與色素溶劑的體積比例的不同，也可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異例的不同，也可能造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，

12、也可以從這些方面來(lái)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 二、變課堂教學(xué)中教師的演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生的探究二、變課堂教學(xué)中教師的演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的動(dòng)手能力和大腦的思維活動(dòng)能夠?qū)嶒?yàn)，使學(xué)生的動(dòng)手能力和大腦的思維活動(dòng)能夠得到同步發(fā)展得到同步發(fā)展 演示實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)、啟發(fā)學(xué)生積極思考。但是演示實(shí)驗(yàn)的不足之處在于學(xué)生始終處于被動(dòng)地位，不能主動(dòng)參與探究。若改為教師一邊講解，一邊引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究就可以彌補(bǔ)這一不足。 高中生物人教版第三章第一節(jié)中“比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+的催化效率”的實(shí)驗(yàn)，可作為演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索性教學(xué)。為了證實(shí)酶的高效性，課堂上需演示過(guò)H2O2 溶液分解成水和

13、O2 的實(shí)驗(yàn)，目的在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)探究“酶的催化效率”的方法，以及“比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+ 催化效率的高低”。首先，在制備肝臟研磨液的時(shí)候，就可以向?qū)W生提出：為什么要選用新鮮的肝臟？學(xué)生會(huì)回答新鮮肝臟中過(guò)氧化氫酶的含量高。老師又問(wèn)：為什么長(zhǎng)時(shí)間放置的肝臟中過(guò)氧化氫酶的含量會(huì)降低呢？這時(shí)學(xué)生回答就會(huì)比較多了。有的說(shuō):酶分解了。也有的說(shuō):酶失活了。這時(shí)老師就可以把學(xué)生引向酶的成分問(wèn)題，以及長(zhǎng)時(shí)間放置后肝臟會(huì)發(fā)出腐敗的臭味是什么原因。這樣學(xué)生就很容易聯(lián)想到肝臟中的過(guò)氧化氫酶被微生物分解了。緊接著老師還可以問(wèn)學(xué)生為什么要將肝臟研磨成勻漿？當(dāng)向試管中滴加肝臟研磨液和氯化鐵溶液之前，問(wèn)學(xué)生可能會(huì)有什么現(xiàn)象

14、產(chǎn)生？讓學(xué)生預(yù)想，進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)驗(yàn)證他的預(yù)想，這樣有助于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后讓學(xué)生相互討論得出:過(guò)氧化氫酶的催化效率高于Fe3+的結(jié)論。并進(jìn)一步概括得出酶的高效性。 三、認(rèn)真組織學(xué)生開(kāi)展生物探究性實(shí)驗(yàn)和和課外探究性活動(dòng)三、認(rèn)真組織學(xué)生開(kāi)展生物探究性實(shí)驗(yàn)和和課外探究性活動(dòng) 按照新的課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，教師應(yīng)該打破課堂內(nèi)外的約束，有計(jì)劃的安排需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完成的活動(dòng)，包括必要的調(diào)查、訪問(wèn)、參觀等。充分利用各種教學(xué)資源，保證活動(dòng)時(shí)間的落實(shí)。教學(xué)時(shí)間畢竟有限，有些探究性實(shí)驗(yàn)要求的時(shí)間又比較長(zhǎng)，不可能在課堂內(nèi)完成。如:植物必需的礦質(zhì)元素的探究、植物向性運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、生長(zhǎng)素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響、

15、甲狀腺激素對(duì)小蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的影響等探究實(shí)驗(yàn)，可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案以后，安排學(xué)生利用課后的時(shí)間可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案以后，安排學(xué)生利用課后的時(shí)間進(jìn)行具體的探究。還可以搞全天候開(kāi)放的探究性實(shí)驗(yàn)室，由進(jìn)行具體的探究。還可以搞全天候開(kāi)放的探究性實(shí)驗(yàn)室，由學(xué)校提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)所，由學(xué)生根據(jù)自己的想法和愛(ài)好來(lái)學(xué)校提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)所，由學(xué)生根據(jù)自己的想法和愛(ài)好來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)教師只作輔助指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)教師只作輔助指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)材料由學(xué)生自己準(zhǔn)備。料由學(xué)生自己準(zhǔn)備。 四、認(rèn)真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)習(xí)題，通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，四、認(rèn)真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)習(xí)題，通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深化和拓展幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深化和拓展 在教學(xué)過(guò)程中，教師精心設(shè)置實(shí)驗(yàn)習(xí)題，并鼓勵(lì)學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中，教師精心設(shè)置實(shí)驗(yàn)習(xí)題，并鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案去獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)探究，有助于培養(yǎng)學(xué)生的探設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案去獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)探究，有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和思維能力。究能力和思維能力。例如在學(xué)習(xí)光合作用后，可設(shè)計(jì)如下問(wèn)題