1、通過實驗專題復習突出體現邏輯思維推理能力和創造性思維能力培養姓名：王萍職稱：生物高級教師學校：人大附中 聯系電話 62512871通過實驗專題復習突出體現邏輯思維推理能力和創造性思維能力培養人大附中 高三生物組 王萍一教學設計的指導思想 生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗材料的選擇、實驗方法的改進、實驗儀器的選配、實驗方案的確定都為學生積極思考、主動創新提供機會。實驗能力要求的突出特點是：重視生命科學中最基本的研究方法（研究思想、研究的邏輯思維與推理過程、基本方法、基本技能）的掌握，同時具備設計實驗方案的能力。無論是驗證性實驗還是探究性實驗，本質是一樣的，驗證也是一種探索，探索又是對假設

2、的驗證，二者是辯證統一的。事實上實驗是科學研究過程的一個重要環節，是在人為控制條件下研究對象的變化，以其結果來獲得相應的科學結論的一種科學方法。學生只有明確實驗在科學研究方法中的意義和地位，掌握實驗設計的基本理論，才能從根本上提升設計實驗的能力。在實驗教學中，教師要啟發誘導學生產生好奇心、善于發現問題、能提出有突破性見解。本文介紹在生物實驗專題復習教學中的一些有效嘗試，重點闡述落實教學目標所考慮的幾方面因素和采取的具體措施，以利于在課堂教學中培養學生的邏輯推理能力和創造性思維能力。二教學內容分析1相關教學內容特點分析課堂教學是學校教育的基本手段，課程體系所確定的基本內容也主要是通過課堂教學的途

3、徑加以傳播和訓練，所以用什么方式組織高三復習課的課堂教學，對教學效果影響很大，筆者在實驗專題復習中深入鉆研教學大綱、考試大綱、考試說明等對學生能力培養方面的要求，根據本校學生高二階段對課本實驗內容已有的認知水平，充分對課本中實驗內容進行整合，重組本單元的知識結構，確定出本單元的學習目標，以利于培養學生邏輯推理能力和創造性思維能力。2教學重點和難點 針對教材中的基礎性實驗，要求學生牢固掌握考試說明“生物知識內容表”所列實驗的實驗目的、原理、方法、操作步驟，和有關的操作技能，靈活地將這些實驗涉及的方法和技能進行綜合的運用。三學生情況分析 學生在高二已經具備了一定的實驗操作能力，對課本上規定的實驗已

4、經能基本說出實驗原理、操作過程和實驗現象。但對實驗現象的分析能力，獨立設計實驗的能力，以及對課本正文科學史實驗中體現出的科學家的研究思想的理解中還有待于進一步提高。因此在實驗專題復習中一定引導學生自主探究，訓練學生的實驗思維形成過程，激發學生探究科學研究過程的興趣。四教學目標設計知識目標掌握“生物知識內容表”所列實驗的實驗目的、原理、方法、操作步驟，和有關的操作技能，設計實驗方案并能對已有的實驗方案進行分析和評價。實驗內容分類如下：（1）生物學研究一般過程。（2）生物科學技術顯微觀察技術、生物體內物質的分離和鑒定技術、生態學調查、標記示蹤技術、遺傳學實驗技術、微生物培養技術、生物工程技術等。能

5、力目標培養學生的科學思維能力以及一定的創新和實踐能力。（1）要求學生具備設計驗證性實驗方案的能力。學生能夠設計合理、科學、簡易的實驗方案，通過實驗操作獲取實驗證據，并據此進行論證，以確認或驗證已知的生物學事實或結論。（2）要求學生具備設計探究實驗方案的能力。學生能夠對未知的生物學問題，確認變量、做出假設和預期、設計可行的研究方案、處理和解釋數據、根據數據做出合理的判斷等。（3）要求學生具備對已有的實驗方案進行評價與修正的能力。學生能夠吸納原有方案的合理的內核，指出其中的不足，并進行修正和完善。情感目標培養學生的探索精神、創新意識、合作精神，提高學生的科學素質及勤于探索的科研品質。五 教學方法設

6、計重新對課本實驗內容進行整合和分類，以構建最佳復習知識體系。（1）以經典實驗、新技術的各項實驗為背景進行實驗教學內容整合，重點擴充學生的基礎知識、基本理論，培養運用已有知識在新情景下解決有關問題的能力。（2）以教材所列實驗內容作為復習知識體系的主脈絡，讓學生能夠充分理解教材中學習過的實驗原理，具有靈活運用實驗原理的能力，在不同具體實際問題或命題假設下具有遷移知識的能力和創新能力；在學生掌握基本實驗技術的基礎上，通過構建相互聯系的知識體系，對實驗原理、實驗程序等內容進行分析、歸納和總結，提升學生的綜合實驗水平，鍛煉學生的實驗洞察力與分析推導能力。（3）以給出的材料為基礎，鍛煉學生能夠根據現有條件

7、，聯系知識結構和相關實驗技能訓練，運用所學知識設計實驗程序、預測實驗結果，并對實驗結果進行合理的分析解釋。培養生靈活運用恰當的方法驗證簡單的生物學事實，并對結果進行解釋和分析的能力。六教學實施過程 知識內容及教師活動學生活動設計意圖1進行實驗原則的系統歸納：主要包括實驗研究的一般過程觀察并提出問題、做出假設、預期結果、實驗設計、實驗方法與步驟、實驗現象記錄、實驗數據分析、實驗結果總結、得出實驗結論等等。學生應能準確地表述實驗設計的基本原則：科學原則、簡便可操作性原則、單因子變量原則、平行重復原則、隨機性原則、對照性原則等。并能應用這些原則進行具體實例分析。如：在質壁分離和復原實驗中，對照組即正

8、常的洋蔥表皮細胞和實驗組即質壁分離和復原的細胞應為同一組細胞，才能保證實驗結果準確性。 實驗設計理論部分在教材中沒有系統的歸納和總結，開設實驗設計原則專題復習，幫助學生構建系統的實驗理論知識體系，使學生在實驗設計時對所設計的實驗有一個整體構想。全面的講座結合生動的例子讓學生過目不忘，對學生形成前后聯系的知識體系大有好處。2. 重新研究確定實驗的教學目標，指導學生閱讀教材中實驗，熟悉教科書中的實驗題目涉及的實驗原理、方法與步驟，讓學生能夠自主解釋實驗操作過程的合理性和實驗方法設計的科學性。分析教材設計者如何根據實驗目的設計實驗，包括選擇實驗材料、實驗試劑和儀器，確定實驗方法與實驗步驟以及確定對照

9、實驗等。具體到每一個實驗如下方面進行剖析：（1）實驗目的的確定確定要觀察的任務或探究、驗證的問題（2）為什么設計這樣的實驗過程（3）為什么選擇這樣的實驗材料（4）實驗儀器的選擇和使用（5）實驗中要控制哪些條件（6）預期的實驗結果（7）實驗現象的客觀描述（8）準確地做出實驗結論（9）實驗結果的交流讓學生轉變角色，以研究者的身份解釋教材實驗設計思想。通過對教材中實驗的深刻理解，學生便可以在新的情景下，應用課本的實驗原理，遷移教材中的實驗方法來設計相關實驗，學生轉變了角色，以研究者的身份解釋教材實驗的設計思路。3將實驗題目按技術進行歸類重組。（1）顯微觀察技術（2）生物體內物質的分離和鑒定技術（3）

10、生態學調查（4）標記示蹤技術（5）遺傳學實驗技術（6）微生物培養技術（7）生物工程技術學生應對三本書以下方面進行橫向梳理，按技術歸類重組。如顯微觀察類實驗，學生應能歸納出的實驗有：花生子葉中脂肪顆粒的觀察；用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質流動；觀察植物細胞的有絲分裂；觀察植物細胞的質壁分離與復原；液體培養法觀察被子植物的花粉管；觀察C4和C3植物葉片結構；觀察根瘤和根瘤菌的形態。并能準確說出原理和操作過程等。教材中許多實驗題目是按知識章節編排和安排實驗的，目的是與基礎理論知識相融合，加強對基礎理論的理解和運用剛學過的知識進行實驗技能訓練。這輪復習通過建立實驗題目之間的技術手段上的聯系，使學生通過

11、綜合復習提高綜合分析問題能力和知識遷移能力。4利用教材中科學史實驗，巧設質疑、深化邏輯思維、培養學生科學探索的能力和邏輯推理能力。如在引導學生探索“植物向光性研究”的教學過程中，我們設計如下教學步驟來進行科學思維訓練，展示一系列來探索植物向光性機理研究：（1）單側光引起幼苗向光彎曲，為什么？（2）尖端套上錫紙帽單側光照射胚芽鞘，怎樣生長？（3）向光性與胚芽鞘哪部分有關，如何證明？（4）胚芽鞘尖端指哪個部位，尖端離體實驗會有什么現象？引導學生根據實驗現象得出實驗結論，然后進一步進行理論假設和猜想，使學生體驗到科學家的研究過程，學生分析與討論并提出假設向光性可能與胚芽鞘的尖端有關。在單側光條件下進

12、行兩組對照實驗：胚芽鞘完整的幼苗與去掉胚芽鞘尖端的幼苗進行比較。對胚芽鞘進行局部遮光處理：一個采用錫紙“帽”遮住胚芽尖端；另一個采用錫紙“圍脖”遮住尖端下方，露出尖端。將胚芽鞘尖端取下，把尖端放在瓊脂塊上，瓊脂塊中間用云母片隔成兩部分，用單側光照射，放置一段時間，研究兩部分瓊脂塊中生長素的濃度。充分利用課本中探究性實驗及科學史上經典實驗，使學生體驗科學研究的過程。使學生獲得知識的同時，重視對學生科學思維的培養，但教材在編寫時主要側重于知識系統性，不一定適合科學思維過程，教師應對教材進行深入研究、重新組合和設計，聯系已學過的相關知識甚至跨學科的知識，以揭示科學思維過程，使之盡可能激發學生的學習興

13、趣和鍛煉善于思考的好習慣，多給學生以看、想和說的機會。在這一過程中引導鼓勵學生發散思維、逆向思維，通過對以上問題的實驗探索，設問、質疑使學生的思維經歷從猜到定性驗證、到最后得到結論的過程，豐富了想象力和創造力。5目前實驗課很大程度上受控于課本的局限性，高中生物課本中幾個實驗多為簡單的驗證性實驗，結論都是書上已知的，應該再增加一些靈活性和探索性實驗題 在實驗中有的學生表現出沒有主體參與意識，單純機械地按照書本上步驟操作，對實驗的理論背景和實驗設計都不假思索，從而表現出重結果輕過程的實驗態度，如關于質壁分離和復原實驗，圍繞課本上的實驗讓學生設計了四個題目：（1）研究質壁分離的基本條件: 對人體口腔

14、上皮細胞、枯黃洋蔥表皮細胞、正常洋蔥表皮細胞用1%、10%、30%、50%的蔗糖溶液分別處理，歸納出質壁分離的基本條件。（2）觀察不同材料的質壁分離與復原現象。（3）觀察不同外界溶液對洋蔥表皮細胞質壁分離復原現象的影響。（4）用蔗糖溶液通過質壁分離實驗測定洋蔥表皮細胞液的濃度及其發生質壁分離的初始濃度。依據預先布置設計的4個研究題目方向，分別以小組形式匯報展示實驗設計，全班討論，并補充實驗設計上的不足。總結出科學實驗的一般過程：實驗目的實驗原理實驗材料（包括化學試劑、器材等）可行性操作預期實驗現象和結果分析實驗現象得出實驗結論。培養學生觀察能力、動手操作能力和創新能力。把學生的注意力從注重實驗

15、結果吸引到對實驗的原理、實驗設計的探索上來，從而培養學生的觀察能力、思維能力和創造能力。設計一個良好的可操作性的實驗，就是一個嚴密邏輯思維能力的訓練過程。教師抓住時機引導幫助學生掌握設計技巧，通過啟發學生解釋設計理由，引導學生總結出科學實驗的一般過程。使學生體驗科學研究的工作過程，通過實驗培養其觀察能力、動手操作和分析問題解決問題的能力，激發學生探索知識的興趣。6實驗設計題是當前考試的熱點題型，應通過精心挑選高考實驗題進行解題能力的訓練。通過解題、議題、評題來訓練實驗設計，在，在解題訓練中應注重以下方面訓練：目的是考查學生的綜合能力、實驗能力。在訓練解題能力的同時，加強培養學生對實驗原理、實驗

16、程序、實驗現象和實驗結論等內容的分析、歸納、總結能力，鍛煉學生的理解能力、分析能力、綜合能力、收集處理信息的能力、邏輯思維能力、語言文字的表達能力、開拓創新能力等。七教學效果反思以往的實驗專題復習我們都習慣從課本中基本技能實驗入手進行復習，學生對復習內容沒有新穎感，另外高中教材中對于實驗設計的理論和原則又沒有進行系統地歸納和總結，因而學生只是被動地記憶課本中的實驗過程和結論，并沒有對課本中隱含的實驗設計思想和原則進行深入細致的分析。系統地用23課時講清設計理論和原則，可指導學生轉變角色，以研究者的身份解釋教材實驗設計思想，分析教材設計者如何根據實驗目的設計實驗，包括選擇實驗材料、實驗試劑和儀器，確定實驗方法與實驗步驟以及確定對照實驗等。如此可以使學生積極主動參與實驗