1、生物學探究性實驗課的實施生物學探究性實驗課的實施一、生物學探究性實驗課的基本實施過程一、生物學探究性實驗課的基本實施過程 探究性實驗的一般步驟：探究性實驗的一般步驟： 問題問題假設假設實驗實驗分析、總結分析、總結應用應用 基本過程：基本過程： 發現問題發現問題提出假說提出假說 實驗驗證實驗驗證 得出結論得出結論 創設情境，引發問題創設情境，引發問題 充分分析，提出假說充分分析，提出假說 設計實驗，實施實驗設計實驗，實施實驗 分析結論，關注拓展分析結論，關注拓展 表達交流，質疑完善表達交流，質疑完善二、生物學探究性實驗課的教學要求二、生物學探究性實驗課的教學要求1、探究既是學習的目標，又是學生的

2、學習方式、探究既是學習的目標，又是學生的學習方式2、科學實驗原則是科學實驗的基礎、科學實驗原則是科學實驗的基礎 對照原則 控制變量原則 平行重復原則 條件適宜原則 條件可操作原則3、關注過程評價、關注過程評價 教師對合作小組的學習表現性評價 小組對本組成員的學習表現性評價 探究性實驗的階段評價三、生物學探究性實驗課的實施注意事項三、生物學探究性實驗課的實施注意事項 1、轉變教學觀念 2、選題適切 3、指導到位 4、提問有效四、生物學探究性實驗課的實施案例與分析四、生物學探究性實驗課的實施案例與分析 實驗：探究含磷洗衣粉與無磷洗衣粉對水體的影響實驗：探究含磷洗衣粉與無磷洗衣粉對水體的影響生物探究

3、性實驗的分層教學生物探究性實驗的分層教學 “倡導探究性學習”理念的提出標志著我國高中生物課程已經注重了對學生進行科學過程與技能等高層次認知能力的培養。學生學習模式的改變必將帶動教學模式的根本改變。生物課堂將更多地出現學生的實驗，其中很大部分屬于探究性實驗。但實際教學中，由于課時限制，教材中（或老師）不可能安排大量高層次的、完全的探究活動。學生在更多的時候需要從不同層次的探究活動中學習各種科學探究方法和科學探究技能。 根據探究活動的難易程度和學生參與探究層度的不同，一些學者將探究性實驗劃分成不同的層次（表1）。針對不同的探究層次，教學應采取不同的模式。 表表1 探究活動的層次探究活動的層次 (P

4、aul J .Germann;1996) 層層次次 問題問題 方法方法 結論結論 問題問題 變量變量 實驗方法實驗方法 實施實驗實施實驗 實驗結論實驗結論 應用應用 提出探究問題提出探究問題 作出假設作出假設 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關變量的無關變量 設計實驗過程、設計實驗過程、設計表格、圖設計表格、圖表等表等 實驗操作實驗操作 觀察觀察 測量測量 記錄記錄 分析數據、得分析數據、得出結論、提供出結論、提供證據、進行推證據、進行推理和解釋、評理和解釋、評價假設的正確價假設的正確性性 提出新的提出新的假設和預假設和預測、解釋測、解釋和應用實和應用實驗結

5、論、驗結論、提出新的提出新的問題問題 6 5 + 4 + + 3 + + + 2 + + + + 1 + + + + + 0 + + + + + + 注：注：“+”表示活動設計中已提供。：表示活動設計中已提供。：“”表示活動設計中未提供，表示活動設計中未提供，需學生自己完成需學生自己完成 “程序程序驗證驗證”模式模式 0級水平指的是探究活動的各個步驟在活動之前就已呈現給學生。學生對實驗的全過程可以說在沒做實驗之前已經心中有數。這種探究活動通常用于驗證已經學過和討論過的知識和概念，即我們常說的驗證性實驗。如人教版生物1：分子與細胞第二章中的“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗。驗證性實驗一

6、般安排在理論課之后。 這一水平的實驗一般采用“程序驗證”模式：按照固有的實驗程序，重復已有結論的實驗過程，通過驗證現有生物學原理或知識是正確性，幫助學生理解原理、掌握知識的一種教學模式。操作程序為：熟知實驗過程熟知實驗過程按照按照程序操作程序操作得出結論。該得出結論。該模式對于學生理解科學研究的過程、體會科學研究方法的巧妙具有重要作用，但不利于培養學生的探究精神和創新思維。因此新課程中減少了“驗證性”實驗的數量，增加了一定數量的高層次的“探究性”、“創新性”實驗?；蛘咴凇膀炞C性”實驗中加入探究的元素。如與人教版過渡教材中的“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”實驗相比，新教材增加的可探究的元

7、素：實驗器材、儀器和試劑的選擇，以及記錄表格的設計，留給學生更多的自主權。 “觀察觀察探究探究”模式模式 1級和2級水平部分或全部缺省結論部分，學生在完成提供的實驗步驟后才能根據實驗現象分析數據，得出結論，甚至還要對結論進行推理，作出合理的解釋，對不符假設的還要提出新的假設和預測等。此類實驗一般安排在理論課之前。例如“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”“比較過氧化氫在不同條件下的分解”“細胞大小與物質運輸的關系”等實驗，都是將實驗結論留給學生實驗后來完成。 這一水平的探究實驗可以采用“觀察探究”模式：沒有已知的結論，需要依靠學生按照現成的實驗程序，積極參與到實驗操作過程中去，主動探索得出結論。

8、操作程序為：熟知實驗過程熟知實驗過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論得出結論交流交流評價。評價。如“細胞大小與物質運輸的關系”實驗中，學生首先要熟知實驗過程，然后按照程序操作，接著才能觀察、測量、計算、分析，最后才能回答出細胞大小與物質運輸到底有何關系。該模式有助于學生體驗生物科學研究的真實過程，培養學生的觀察能力、分析能力和邏輯推理能力。 “指導指導探究探究”模式模式 3級和4級水平探究實驗在創設出特定情景，由學生自行設計實驗探究某種因素對實驗的影響。如新教材“探究植物細胞的吸水和失水”“探究影響酶活性的條件”“探究酵母菌細胞呼吸的方式”“探究環境因素對光合作用強度的

9、影響”等實驗，在給出問題情景后，或提供參考案例或給出提示和參考資料，讓學生自行提出問題，作出假設，設計實驗解決問題。 5級和6級水平為最高層次的也是最開放的探究實驗。它需要花費師生大量的時間和精力。這種水平的探究常見于綜合實踐課的研究性學習。 上述四級水平的探究活動屬于比較完整的科學探究活動。適宜采用“指導探究”教學模式：在教師的指導下，運用創新教學理論，以實驗活動為基礎，以改進、完善、設計實驗為切入點，發展學生創新能力、培養學生積極的個性特征和科學態度的一種教學模式。操作程序一般為：情景設疑情景設疑方法制導方法制導實驗操作實驗操作分析總結分析總結交流應交流應用用進一步探究。進一步探究。該模式

10、重在方法指導上。教師要鼓勵和引導學生從多方面去尋找實驗方法，通過實驗的驗證，篩選出最佳的實驗方案。要求學生對實驗材料和用具的選擇、實驗變量的控制、對照實驗的設置、實驗步驟安排、設計觀察表格等過程進行整體考慮，盡量做到方法合理、器材簡單、步驟簡短、現象明顯、結論正確。 高中生物探究性實驗教學設計思路高中生物探究性實驗教學設計思路 一、變驗證性實驗為探究性實驗，增強實驗的探究性一、變驗證性實驗為探究性實驗，增強實驗的探究性 在高中生物人教版第三章第三節中的“葉綠體中色素的提取和分離”實驗，在實驗教學過程中，我鼓勵學生作了以下探索：首先，可以對實驗材料進行探索性的改進實驗材料進行探索性的改進，不僅拘

11、泥于教材上建議的用菠菜作為實驗材料，問學生是否可以選擇在同一季節中常見的其他植物？如大白菜、小白菜、玉樹、萬年青、萵苣、紫色鴨跖草等。讓學生自主選擇他所喜歡的幾種植物，設計實驗程序，根據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照表；其次，根據教材上的提示，層析液根據教材上的提示，層析液的配方還有不同，的配方還有不同，從而引導學生配置不同配方的層析液來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，也可能造成實驗結果的差異例的不同，也可能造成實驗結果的差異。因此在實驗過程中，

12、也可以從這些方面來引導學生設計實驗，進行實驗探究。 二、變課堂教學中教師的演示實驗為學生的探究二、變課堂教學中教師的演示實驗為學生的探究實驗，使學生的動手能力和大腦的思維活動能夠實驗，使學生的動手能力和大腦的思維活動能夠得到同步發展得到同步發展 演示實驗可以激發學生的學習動機、增強感性認識、啟發學生積極思考。但是演示實驗的不足之處在于學生始終處于被動地位，不能主動參與探究。若改為教師一邊講解，一邊引導學生進行探究就可以彌補這一不足。 高中生物人教版第三章第一節中“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”的實驗，可作為演示實驗進行探索性教學。為了證實酶的高效性，課堂上需演示過H2O2 溶液分解成水和

13、O2 的實驗，目的在于讓學生學會探究“酶的催化效率”的方法，以及“比較過氧化氫酶和Fe3+ 催化效率的高低”。首先，在制備肝臟研磨液的時候，就可以向學生提出：為什么要選用新鮮的肝臟？學生會回答新鮮肝臟中過氧化氫酶的含量高。老師又問：為什么長時間放置的肝臟中過氧化氫酶的含量會降低呢？這時學生回答就會比較多了。有的說:酶分解了。也有的說:酶失活了。這時老師就可以把學生引向酶的成分問題，以及長時間放置后肝臟會發出腐敗的臭味是什么原因。這樣學生就很容易聯想到肝臟中的過氧化氫酶被微生物分解了。緊接著老師還可以問學生為什么要將肝臟研磨成勻漿？當向試管中滴加肝臟研磨液和氯化鐵溶液之前，問學生可能會有什么現象

14、產生？讓學生預想，進一步通過實驗現象來驗證他的預想，這樣有助于增強學生的學習興趣。最后讓學生相互討論得出:過氧化氫酶的催化效率高于Fe3+的結論。并進一步概括得出酶的高效性。 三、認真組織學生開展生物探究性實驗和和課外探究性活動三、認真組織學生開展生物探究性實驗和和課外探究性活動 按照新的課程標準的要求，教師應該打破課堂內外的約束，有計劃的安排需要較長時間才能完成的活動，包括必要的調查、訪問、參觀等。充分利用各種教學資源，保證活動時間的落實。教學時間畢竟有限，有些探究性實驗要求的時間又比較長，不可能在課堂內完成。如:植物必需的礦質元素的探究、植物向性運動的實驗設計、生長素對植物生長發育的影響、

15、甲狀腺激素對小蝌蚪生長發育的影響等探究實驗，可引導學生設計好實驗方案以后，安排學生利用課后的時間可引導學生設計好實驗方案以后，安排學生利用課后的時間進行具體的探究。還可以搞全天候開放的探究性實驗室，由進行具體的探究。還可以搞全天候開放的探究性實驗室，由學校提供實驗設備和場所，由學生根據自己的想法和愛好來學校提供實驗設備和場所，由學生根據自己的想法和愛好來進行實驗設計和實驗操作，實驗教師只作輔助指導，實驗材進行實驗設計和實驗操作，實驗教師只作輔助指導，實驗材料由學生自己準備。料由學生自己準備。 四、認真設計實驗習題，通過探究性實驗教學，四、認真設計實驗習題，通過探究性實驗教學，幫助學生實現知識的深化和拓展幫助學生實現知識的深化和拓展 在教學過程中，教師精心設置實驗習題，并鼓勵學生在教學過程中，教師精心設置實驗習題，并鼓勵學生設計實驗方案去獨立完成實驗探究，有助于培養學生的探設計實驗方案去獨立完成實驗探究，有助于培養學生的探究能力和思維能力。究能力和思維能力。例如在學習光合作用后，可設計如下問題