（教育学专业论文）优化高中生命科学实验教学策略的实践研究.pdf

论文题目：优化高中生命科学实验教学策略的实践研究 学科专业：教育硕士( 生物) 学位申请人：绪婕 指导教i ) 【i - 朱静 论文类型：应用研究 中文摘要 生命科学是以实验为基础的自然科学，不断通过科学实验来验证、发现其发 展规律。中学生命科学实验教学的目的在于培养学生分析和解决问题的实践能 力，提高对包括生命科学在内的科学发展和探索未知的兴趣，养成良好的科研态 度和合作创新的科学精神。我国大力开展的素质教育的核心就是培养学生的创新 能力和实践能力，形成创新精神和提高创造力。当然在实际的教学活动中，素质 教育的主阵地是课堂，教师是课堂的主导者，而教学策略则是素质教育的基本保 证。 研究表明，美、日等发达国家普遍重视对中学生创新意识的培养，强调实践 和合作能力的提升，而国内则注重教师在课堂教学中的行为角色和指导作用，注 重提高学生按现有实验方案的思维能力和实验设计能力，培养学生创新精神和实 践能力仍应加强。分析表明，采取针对学生的个体差异而因材施教，鼓励对“异 常”现象进行探究、验证，合理组建实验小组，优化实验评价体系等生命科学实 验教学策略，有助于学生领悟整个实验过程的设计、创新、合作思维的真谛，科 学态度与科学精神、观察分析与辨识评价的能力得到潜移默化的提高，甚至学生 提出自己对某些生物新现象的见解也不是不可能的。 作者选择高二年级的两个平行班级作为研究对象，设置为对照班和实验班， 开展了为期一个学期的观察类、验证类和探究类生命科学实验教学策略优化的实 践活动。观察类实验着重优化材料和操作方法的选择，帮助学生明确观察目标并 掌握相关的标本制作、显微技术。验证类实验注重实验思考、操作技能、心理品 质的培养。而探究类实验要求高、开放性强，教学核心是实验设计，需要对某些 生物学现象作出合理化的假设并通过设计实验进行检验，以实验为载体，以学生 为主体，培养他们对科学结论进行探究。 在开展优化教学策略活动的前后，对两个班级开展了调查，包括对生命科学 学科及实验课的兴趣、实验成功的喜悦体验、探究性学习、能独立完成实验操作 和报告、提出自己的想法等。结果表明，实验前两个班级对生命科学学科的知识 水平和认知能力相近，情感态度也相似；活动开展后，实验班的学生在对生命科 学学科的情感态度及操作技能等方面都比对照班有了显著的提高，实践能力和创 新能力得到了发展，学习的积极性、主动性得到了提高，学习成绩也明显提高。 这充分体现了生命科学实验教学策略优化的良好效果。 关键词：生命科学实验教学，教学策略，策略优化，探究类实验，观察类实验， 验证类实验 s u b j e c t ：p r a c t i c a lr e s e a r c ho fb i o l o g ye x p e r i m e n tt e a c h i n gs t r a t e g y o p t i m i z a t i o ni nh i g hs c h o o l m a j o r ：e d u c a t i o nm a s t e r ( b i o l o g i c a l ) c a n d i d a t e ：x uj i e t h e s i ss u p e r v i s o r ：z h uj i n g t y p eo ft h e s i s ：a p p l i c a t i o nr e s e a r c h a b s t r a c t b i o l o g yi so n eo ft h en a t u r a ls c i e n c e s ，b a s e do nc o n t i n u o u ss c i e n t i f i c e x p e r i m e n t si no r d e rt ov e r i f ya n dd i s c o v e ri t sd e v e l o p i n gd i s c i p l i n e s t h eh i g hs c h o o l b i o l o g ye x p e r i m e n tc o u r s ea i m sa t ，t od e v e l o pt h e s t u d e n t s p r a c t i c ec a p a c it i e s o fp r o b l e ma n a l y s i sa n ds o l u t i o n ，t o e n h a n c et h e i ri n t e r e s ti nt h es c i e n t i f i cd e v e l o p m e n ta n de x p l o r a t i o no f t h eu n k n o w n ，a n dt ob u i l dt h e i rg o o da t t i t u d et os c i e n c ea n ds c i e n t i f i c s p i r i to fc o o p e r a t i o ni n n o v a t i o n n o w a d a y s ，c h i n ad r a m a t i c a l l yf o c u s e s o nq u a li t y o r i e n t e de d u c a t i o ni no r d e rt oc u l t i v a t es t u d e n t s i n n o v a t i o n a b i l i t ya n dp r a c t i c ea b i l i t y ，w h i c hi si n t e n d e dt oi m p l e m e n tt h e i r i n n o v a t i v es p i r i ta n dc r e a t i v i t y i nt e r m so ft h eo r d i n a r yt e a c h i n g a c t i v i t i e sw i t hq u a l i t ye d u c a t i o nm a i n l y f u l f i l l i n gi n c l a s s e s 。t h e t e a c h e ri ss u p p o s e dt ol e a dt ot h ee f f e c t i v ec l a s s ，a n dh i so rh e rt e a c h i n g s t r a t e g y i st h eb a s i c g u a r a n t e ef o r t h ei m p l e m e n t a t i o no fq u a l i t y e d u c a ti o n i n dic a te dist h ec u r r e n tr e s e a r c ht h a t ，s o m ed e v elo p e dc o u n t r i e s l i k ea m e r i c aa n dj a p a ng e n e r a l l ya t t a c hi m p o r t a n c et oc u l t i v a t i o no fh i g h s c h o o ls t u d e n ti n n o v a t i o nc o n s c i o u s n e s s ，e m p h a s i z e o nt h e i ra b i l i t y i m p r o v e m e n to fb i o l o g ye x p e r i m e n tp r a c t i c ea n dc o o p e r a t i o n ，b u tb i o l o g y e x p e r i m e n tt e a c h i n ga c t i v it i e si no u rc o u n t r yl a yg r e a ts t r e s so nt e a c h e r r o l eb e h a v i o ra n dg u i d a n c ei nt h ec l a s s ，f o c u so n i m p r o v i n gs t u d e n t t h i n k i n ga b il i t ya n de x p e r i m e n t a ld e s i g na b i l i t yb a s e do nb o o ke x p e r i m e n t s c h e m e h o w e v e r ，t h es t u d e n t s i n n o v a t i v es p i r i ta n dp r a c t i c ea b i l i t y s t i l ls h o u l db ec u l t i v a t e d i n t e n s i v e l y a c c o r d i n gt ot h et e a c h i n g i i i s t r a t e g yr e s e a r c h ，t h ei n d i v i d u a ld i f f e r e n c e sa m o n gs t u d e n t ss h o u l db e c o n s i d e r e d 。 “a b n o r m a lp h e n o m e n a 4 a r es u p p o s e dt ob e e x p l o r e da n d v e r i f i e db ye n c o u r a g i n gt h es t u d e n t s ，g o o d r e l a t i o n s h i pt e a mb u i l d i n ga n d e v a l u a t i o ns y s t e mo p t i m i z i n go u g h tt ob ec o n d u c t e d t h ea b o v er e a s o n a b l e s t r a t e g i e sa r eh e l p f u lf o rt h es t u d e n t st ou n d e r s t a n dt h ew h o l ee x p e r i m e n t p r o c e s sd e s i g n ，i n n o v a t i o n a n d c o o p e r a t i o n ，t oi m p r o v e s c i e n t i f i c a t t i t u d ea n ds c i e n t i f i cs p i r i t ，o b s e r v a t i o na n a l y s i sa n di d e n t i f i c a t i o n e v a l u a t i o n ，a n de v e nt op u tf o r w a r dt os o m en e wi d e a si sn o ti m p o s s i b l e t w op a r a l l e lc l a s s e so fh i g hs c h o o lg r a d et w oa r es e l e c t e da st h e t e s t i n gc l a s s a n dt h er e f e r r i n gc l a s s o n e s e m e s t e rp r a c t i c a la c t i v i t y o fb i o l o g ye x p e r i m e n tt e a c h i n gs t r a t e g yo p t i m i z a t i o ni su n d e r g o n eb y h o l d i n go b s e r v a t i o nc o u r s e ，v a l i d a t i o nc o u r s ea n de x p l o r a t i o nc o u r s e o b s e r v a t i o ns t r a t e g i e sf o c u so no p t i m a l l y 。c h o o s i n ge x p e r i m e n t a l m a t e r i a l sa n do p e r a t i o nm e t h o d si no r d e rf o rs t u d e n t st oc l e a rt h ep u r p o s e o ft h eo b s e r v a t i o na n dt om a s t e rr e l e v a n ts p e c i m e np r e p a r a t i o n ， m i c r o s c o p i ct e c h n o l o g y a st ot h es t u d e n t s ，t h ek e yt ot h ev a l i d a t i o n e x p e r i m e n t a lt e a c h i n gi so p e r a t i o ns k i l l s ，c o n s i d e r a t i o no fe x p e r i m e n t a l p r o c e s s ，a n dc u l t i v a t i o n o fg o o dp s y c h o l o g i c a lq u a l i t y m e a n w h i l e ， e x p l o r a ti o ne x p e r i m e n tw i t h h ig hr e q u i r e m e n ta n ds t r o n go p e n n e s sn e e d m a k er e a s o n a b l eh y p o t h e s iso ns o m eb i o l o g i c a lp h e n o m e n o na n dc h e c ko r v e r i f yi tt h r o u g he x p e r i m e n t a ld e s i g nw h i c hc a nc u l t i v a t e s t u d e n t st o i n i t i a t i v e l ye x p l o r et h es c i e n t i f i ct r u t h i no r d e rt oe x a m i n et h er e s u l to ft e a c h i n gs t r a t e g yo p t i m i z a t i o n ， s e v e r a la s p e c t so fi n v e s t i g a t i o na r ec a r r i e do u t ，s u c ha si n t e r e s ti n b i o l o g ya n di t se x p e r i m e n t ，a p p r e c i a t i o ni ns u c c e s s f u le x p e r i m e n t ，l i k e o fe x p l o r a t i o n s t u d y ， i n d e p e n d e n t l y c o m p l e t i n g t h e e x p e r i m e n t a l o p e r a t i o na n d o rr e p o r t ，t h e i ro w ni d e a so fe x p e r i m e n t ，o p e r a t i o ns k i l l s i n c r e a s e t h er e s u l t ss h o wt h a t ，t h e r ea r es i m il a rk n o w l e d g ea n d r e a l i z a t i o no fb i o l o g yc o u r s e ，e v e nc l o s ee m o t i o n a la t t i t u d et ob i o l o g y i v b e t w e e nt h e t w oc l a s s e s ，b u ts i g n i f i c a n td if f e r e n c ea f t e rt h e o p t i m i z a t i o n c o m p a r e dw i t ht h er e f e r r i n gc l a s s ，t h es t u d e n t si nt h e t e s t i n gc l a s sh a v eh a de x t r e m ee m o t i o n a la t t i t u d et ob i o l o g y ，s i g n i f i c a n t i m p r o v e m e n t o fo p e r a t i o ns k i l l s ，g o o dd e v e l o p m e n to np r a c t i c a la n d i n n o v a t i v ea b i1i t i e s ，g r e a ts t i m u l a t i o no fe n t h u s i a s t i ca n di n i t i a t i v e s t u d y ，a n dg r e a ti m p r o v e m e n to fs t u d ye x a m i n a t i o n s u c c e s s f u le f f e c t so f b i o l o g ye x p e r i m e n tt e a c h i n gs t r a t e g yo p t i m i z a t i o na r ec o n f i r m e di nt h e p a p e r k e yw o r d s ：b i o l o g ye x p e r i m e n tt e a c h i n g ，t e a c h i n gs t r a t e g y ，s t r a t e g y o p t i m i z a t i o n ， o b s e r v a t i o n e x p e r i m e n t ， v a l i d a t i o n e x p e r i m e n t ， e x p l o r a t i o ne x p e r i m e n t v 上海师范大学硕士学位论文 前言 前言 o 1 论文选题的背景和意义 目前，我国正进一步地全面推行以培养中学生创新能力和实践能力为核心的 素质教育，形成提升创新精神和发展提高创造力是开展中学生素质教育的首要目 标。素质教育的主阵地是课堂，教师是课堂的主导者，而教师的教学策略是实施 素质教育的基本保证。 生命科学是一门以实验为基础的自然科学，生命科学的发展离不开科学实 验。生命科学中的概念、原理和规律大多是由实验推导和论证的，实验是验证理 论知识的手段，可以加深学生对理论知识的理解和掌握。生命科学实验教学有助 于提高学生对科学和探索未知的兴趣，养成科学态度和科学精神，树立创新意识， 有助于学生学会科学探究的方法，培养分析和解决实际问题的能力以及提高交流 与合作的能力。 上海市中学二期课改的新教材生命科学中增加了大量实验内容，注重对 实验原理、实验操作、实验步骤和注意事项等的理解，以及实验设计和实验结果 分析，加强了对实验思想、方法和能力的要求，更加重视探究性实验、课题研究 的开展。实验一直是生命科学高考的必考内容，并且分值有逐年增加的趋势，对 考生的实验技能和综合素质的考察要求越来越高，比如，2 0 11 年上海市高二学生 的学业水平考试将首次在物理、化学和生命科学三科中增设技能操作测试，学生 的动手能力、观察能力、操作技能成为考察的重点，实验教学的重要性日益显现。 从我国教育发展情况看，长期以来实验教学都从属于理论教学，被视为理论教学 的补充。多年来的实验教学模式单一落后，基本都是教师讲解、演示学生实验 一撰写实验报告一批改实验报告的状况，实验教学成为生命科学教育中最薄弱的 环节和最需要解决的问题。优化生命科学实验教学策略，充分发挥实验教学的功 能，是中学生命科学教学中实施以培养学生创新精神和实践能力为重点的素质教 育的重要途径和有效方法。 0 2 国内外研究现状 o 2 1 国内研究现状 研究表明，国内生物教育非常注重实验教学中对学生科学素养、实验能力的 上海师范大学硕士学位论文 前言 培养，但更加注重教师在课堂教学中的行为角色和指导作用的探讨，培养学生创 新精神和时间能力仍应加强。具体体现形式包括： 1 ) 侧重于生物教学中教师的角色和行为的研究。研究的比较多的是教师的 教学素质及教师在教学中的行为。吴幸萍提出学校应把生物实验教学作为生物 校本教研的重要研究内容，教师之间要共同探讨、相互学习，利用集体的力量解 决实验教学中遇到的问题，如通过个人备课预做实验集体备课实验 教学，教师相互听课，交流、反思教学，不断完善实验教学。 2 ) 侧重于实验教学中学生的科学素养的研究。提高学生科学素养是生物新 课程提出的一个重要理念，也是新课改的重要目标之一，因此，有许多教师和学 者对此进行了研究。针对不同的实验类型如课堂演示实验、课本经典实验、学生 实验、探究性实验等，陈博乜1 采取用不同的教学方法来激发学生学习兴趣及提高 学习效率，传授生物实验技能和生物学研究方法，培养学生的科学态度，训练创 新思维，培养创新能力及观察能力和养成积极思考习惯。 3 ) 侧重于实验教学中提高学生的思维能力和实验设计能力的研究。“在生 物实验教学中培养学生的思维能力川一文深入探讨了如何充分挖掘课本中的演 示实验、学生实验及科学发现过程中的经典实验，为提高学生的思维能力服务。 充分发挥生物实验的优势，逐步培养学生完善的思维能力，通过对学生提出的带 有求异思维性的问题给予充分的认可和引导及对一类实验的举一反三等方式培 养学生的求异思维能力、演绎推理的思维能力、灵活性思维能力、发散性思维能 力、设计实验的思维能力等。 4 ) 侧重于理论对生物实验教学指导的研究。在新课改之前，重点研究动机 理论对于实验教学的指导；新课改后，把研究的重点转向多元智能理论、合作 学习理论与建构主义理论对实验教学的指导，并有逐渐深入之势。黄雪丽h 3 在“基 于提高中学生生物科学素养的高中生物实验多元教学策略研究”一文中根据多 元智能理论结合实验内容、教学目的、实验设计以及实验方法主要构思了如下 教学策略：a ) 过程式教学策略。其含义是让学生不仅掌握书上已验证的知识， 还要学会发现问题，提出假设，并通过一定手段验证假设，做出初步的分析与 判断，经历一个“发现”过程，体会科学工作过程的教学策略；b ) “s t s ”教 学策略( 即s c i e n c e 、t e c h n o l o g y 和s o c i e t y ) 。强调科学、技术、社会三者内在 2 上海师范大学硕士学位论文前言 联系和相互作用，最终目标是培养有科学素养的公民的教学策略；c ) 群体调查 教学策略。其含义是以学生群体分成小组深入社会调查研究，主动获取知识的 一种教学策略；d ) 有效控制教学策略。其含义是在分组实验中实施有目的、有 计划的程序控制，引导学生在熟识实验目的、内容及注意事项的基础上总结概 括实验操作程序，对实验进行有效控制。根据不同的教学对象和内容采取不同 的教学方式，帮助学生理解和掌握知识和技能，使学生成为学习的主人。 0 2 2 国外研究现状 研究表明，生物教学改革在全世界范围内受到前所未有的重视，实验教学在 生物教学中的作用也越来越受到众多国家的重视。总的看来，各国都普遍关注高 中生作为社会公民的责任：强调高中生物创造力和批判思维的养成；强化交流、 合作与团队精神；培养信息素养、全球意识和国际视野等。2 0 世纪9 0 年代以来， 主要发达国家对高中实验教学的定位重新做了新的调整，主要表现为如下四个方 面： 1 ) 重视受教育者的科学素养的培养，其中学生的探究意识、创新意识的培 养为其核心内容。 2 ) 把科学探究作为学习科学的中心环节，作为培养学生的创新精神和实践 能力的重要途径。许多国家不断加大探究活动的比例。 3 ) 高度重视实验教学，实验在教学内容中占了较大比例。 4 ) 实验教学的形式逐步发生变化，其重心向探究类实验教学倾斜。 譬如璐1 ，美国的b s c s 生物学教材的指导思想是以学生为中心，内容主要是 让学生在实验的基础上进行探索式的学习，教材中的实验大都为“探索性 的， 实验的课时数加起来超过总课时数的5 0 。日本现行高中理科教学大纲对理科教 育目标规定为：“提高学生对自然的关心，进行观察、实验，培养科学的探究能 力和态度，同时还要加深理解自然的事物和现象，以培育学生的科学自然观。力 0 2 3 生物实验教学研究中存在的问题 对比国内外中学生物教学的研究，可以看出，目前我国生物实验教学研究中 存在以下的问题： 上海师范大学硕士学位论文前言 1 ) 对中学生物实验的改进研究得比较多，而对于新课程理念下教师对实验 课堂的组织管理、角色转变、教学方式、实验教学评价体系的建立及学生实验学 习方式的转变研究较少，难以突破实验教学旧的框架，不能很好地适应知识经济 时代学生科学素养的培养。 2 ) 生物实验教学策略的研究主要倾向于研究探究类实验的教学策略，缺乏 针对观察类、验证类、探究类等不同类型实验的教学策略的全面研究。构建单 一模式框架所有实验，抹杀了不同实验的差别，不利于学生全方位、多层次的 能力培养。 3 ) 生物实验教学的研究重视现状，轻视对策。对有关对策多为轻描淡写， 对实验教学策略缺乏系统的研究，难以适应新课程改革对生物实验教学的要求， 不能很好地解决实际问题。 0 3 研究的目标、内容及创新 0 3 1 研究目标 本论文撰写的出发点就是梳理上海市生命科学课程四本教材中的实验内容， 按照观察类、验证类、探究类等不同类型的实验特点，优化教学策略，进一步加 强实验教学，培养学生的科学素养，提高学生的实践能力如观察能力、动手能力、 分析能力和创新意识。 0 3 2 研究内容 1 ) 实验分类：梳理上海市生命科学课程四本教材，根据培养学生实验能力 的侧重点要求，将实验分成观察类、验证类、探究类三类。 2 ) 调查现状：对目前生命科学实验教学的现状开展调查和研究，研究影响 生命科学实验教学的因素，包括学生、教师、环境因素等对生命科学实验教和学 的影响，从而为优化生命科学实验教学策略提供一些参考依据。 3 ) 优化策略：在以上研究的基础上，根据教学策略的有关理论，结合平时 的教学实践，对生命科学实验教学策略进行优化。 4 ) 实践研究：开展优化后的生命科学实验教学策略的实践。将理论得出的 方法、策略再回到具体的实验教学中进行验证并总结。 0 3 3 创新 4 上海师范大学硕士学位论文 前言 本研究的创新点在于按照不同的实验类型来制定针对性的教学策略，对观察 类、验证类、探究类等实验的教学策略开展全面研究。 o 4 主要研究方法 本课题的研究方法主要采用文献研究法、问卷调查法、实验研究法、观察比 较法、经验总结法等。通过对各类学术研究、学位论文、报刊杂志和网络资源的 检索，了解研究生命科学教学的发展趋势。分析并提炼生命科学实验教学策略的 有关理论、经验，并进行归类比较，为课题的开展打下厚实的理论基础。根据已 有的实验教学策略的理论，进行相关教学设计，优化观察类、验证类、探究类实 验的教学策略。选择高二两个平行班级，设置对照班和实验班进行一个学期的实 验，开展优化后的生命科学实验教学策略的实践。最后运用经验总结法，对研究 过程中的得失进行总结、分析，以期探索出一条中学生命科学素质教育中重点培 养学生创新精神和实践能力的重要途径和有效方法。 j 上海师范大学硕士学位论文第一章高中生命科学课程中实验教学的地位和作用 第一章高中生命科学课程中实验教学的地位和作用 1 1 高中生命科学课程中实验教学的地位 生命科学是一门以实验为基础的科学，借助物理化学的方法、技术、手段深 入认识生命的本质，揭示生命现象及其规律。人们对生命科学实验的重要性认识 日渐加深。在上海市中学生命科学课程标准中，有一个重要的课程目标就是，“通 过进一步的训练，提高生命科学实验的有关技能，能完成较复杂的观察、测定、 验证等实验，能自我评价实验过程并提出可行的改进意见，初步学会设计实验的 基本方法等 。在上海市生命科学教材中实验内容占了较大的篇幅，可以说 没有实验就没有相应的结果和结论。由此可见实验教学在生命科学课程中占有重 要的地位。 1 2 生命科学实验教学的意义1 生命科学实验教学让学生通过对实物的观察研究，增强感性认识，有助于帮 助学生直接获取或巩固生命科学的基本概念、原理和规律，掌握探究生命科学知 识的方法。在形象和直观的实验过程中，学生通过自己的实验操作，可以看到肉 眼看不到的微观世界以及平时不注意的生理过程和现象，从生理角度看能激起很 大的兴奋感，从而调动学习生命科学的兴趣、提高学习生命科学的积极性，主动 了解生命科学发展史上的重要事件及生命科学知识在生活、生产、环境保护等方 面的应用，进一步关注生命科学的主要发展方向和成就，积极参与生命科学知识 的传播。 生命科学实验教学能教会学生使用显微镜、放大镜等一般的实验器具开展生 命科学实验，学会采集和处理实验材料、制作临时装片、完成简单的生理实验、 绘制生物图等技能；培养学生观察现象、记录数据、比较分析、归纳总结的能力； 同时实验在一定程度上模仿了科学研究的过程，特别是探究类的实验教学对学生 掌握提出问题、作出假设、设计实验、观察记录、分析推理、得出结论等科学研 究的步骤是十分有利的，能培养学生发现问题、剖析问题、解决问题的能力，提 高学生的科学素养和钻研兴趣。 生命科学实验教学还可以培养学生严谨的科学态度、实事求是的学习作风和 6 上海师范大学硕士学位论文第一章高中生命科学课程中实验教学的地位和作用 认真细致的学习习惯。因为生命科学实验本身具有严密的科学性，需要踏踏实实 的态度和实事求是的精神。只有端正实验态度，采取科学的实验方法，遵循正确 的实验步骤，才能完成实验，达到实验目的。 同时，生命科学实验也能培养学生的团结协作精神。实验教学中特别是探究 类实验中教师往往将学生们编成若干实验小组，以小组为单位开展实验，这就需 要他们在实验中紧密配合，培养团结合作的精神，这也为学生今后步入社会开展 与他人的包括科学实验和研究在内的各种协作奠定基础。 1 3 生命科学实验教学的现状 1 ) 实验教学的功能认识出现偏差 传统的实验教学功利性比较强，出发点主要就是为了考试，为考试而教、为 应试而学的现象比较普遍，教师对实验教学的教育教学功能认识出现偏差，考试 要考的实验就教就做，考试不考的实验不教不做。有的把“做实验变成了老师 “讲 实验、学生“背”实验，造成学生动手率低、动手力差，操作不规范、成 功率不高，许多老师认为：“做实验不如讲实验，讲实验不如背实验，反正高考 对实验的考查是“纸上谈兵”；讲实验既节省时间，又便于学生把握实验的有关 知识要点，可以“提高 教学效率；有的教师要求学生机械记忆仪器、步骤、现 象和结论，而忽略了在实验活动时激发学生积极的思维，学生只是简单地从识记 中获取知识，靠死记硬背对付实验问题，学习毫无开创性可言，学生学习生命科 学的积极性和个性思维被抹杀；有的学生做实验只是为了应付老师，还未动手操 作，就已经完成实验报告的所有内容，连实验现象和结论已经填写好了；有的学 生对于课堂曾观察过乃至自己动手做过的实验毫无印象，或将做过的实验混淆在 一起，“张冠李戴”；其他不良现象，不再枚举。 2 ) 实验开设情况存在差异 通过对上海市中学生命科学课程标准n 钔规定的实验教学开设情况的调查 分析，了解到上海生命科学高二、高三教材中共有2 6 个实验、其中必做1 7 个，选做9 个，还有4 项研究性课题，总体的完成率不高：课内实验的完成率约 为8 0 、研究性课题的完成率不到2 0 。统计结果表明，生命科学高二教材中 的“食物中主要营养成分的鉴定”、“植物细胞有丝分裂的观察 、“探究植物细胞 7 上海师范大学硕士学位论文第一章高中生命科学课程中实验教学的地位和作用 外界溶液浓度与质壁分离的关系 、“叶绿体中色素的提取和分离”等实验的开出 率较高；“观察牛蛙的脊髓反射现象植物物种多样性的调查 等实验开出率较 低，而高三拓展型课程中的生命科学实验开出率尤为低，主要原因可能与高三生 命科学内容的教学时间有关，高三生命科学实验教学的现状基本上就是课堂讲述 和复习。“实验时间太长、课时不足 、“现象不够明显或操作难度大”、“设备、 器材不足 等成为实验未开出的主要原因。总体强调客观原因的较多，主观原因 涉及较少。 目前的生命科学实验教学模式以验证类实验为主，而以学生为主体、以探究 为基础的探究类实验比较欠缺，实验仅仅是作为培养学生形成生命科学概念、理 解和巩固生命科学知识的一种手段。通常验证类实验是按“问题一原理一结论一 实验证明 的模式开展教学的，这种实验模式的优点在于教学过程简单、明了、 清晰，有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆，也有利于教师对整个教学过 程的控制，对教学步骤的设计和实施可以做到丝毫不差。但其缺点也是显而易见 的，一是学生是按照教师或书本指定的步骤进行实验，在一定程度上抑制了学习 的兴趣，造成了学生在实验中因缺乏新奇感而失去实验动力；二是学生在实验中 被动性成分较大，实验材料、实验步骤甚至实验时间都是老师安排好的，一切行 动听指挥，学生没有时间也不需要去思考，更没有机会去尝试自己的想法。长此 以往，学生将养成依赖老师、依赖书本的不良习惯，不利于创新意识、求真品格 和科学精神的培养。 3 ) 实验教学重结果、轻过程 教师往往过分强调学生对实验技能的熟练掌握，把实验仅仅当作一个训练技 能的过程，而忽视了在实验中培养学生的探究意识和创新能力。认为实验附属于 理论教材，是为验证理论知识而设置的，从而重结果、轻过程，或盲目追求结果 的一致性和唯一性。事实上生命科学实验功能的体现，不仅仅在于获得所谓的 “正确 实验结果，更重要的是让学生亲身经历探索实验结论的过程，去获得生 动的体验。只有亲身经历了这样的探索过程，学生才能对什么是科学实验、怎样 进行科学实验有较为深刻的理解，才能在这样的过程中了解科学过程，受到科学 方法的训练，形成科学的态度、情感和价值观。如果将生动的探索和体验过程变 成被动地等待某个已知实验结论的出现，由于结论与书本所叙述的或理论所推测 8 上海师范大学硕士学位论文第一章高中生命科学课程中实验教学的地位和作用 的完全一致，没有悬念，不能激发学生的积极思维，学生失去了发现的快乐，感 受不到科学的魅力，思维是停滞的，也失去了进一步了解生物、研究生物的欲望 和动力。 4 ) 实验教学评价手段单一 实验教学评价在实验教学中是重要的反馈手段，它可以支配教师的教学模 式，制约学生的实验动机、实验态度和实验策略，因此实验教学评价成为影响实 验教学效果的重要因素。调查表明：目前笔试是主要的实验教学评价方式，受书 面评价方式的限制，评价的内容主要是学生对实验原理、实验步骤、实验结果等 知识的掌握程度，这种书面形式的评价方式被多数教师认可，因为它简单省时， 但这种传统的实验教学评价方式与生命科学新课程的实验教学评价理念并不匹 配，它不能全面反映学生的能力水平和实验态度等，学生做实验与不做实验得到 的评价差异不大，打击了部分学生实验的积极性，也会养成部分学生投机取巧、 不踏实做实验的习惯，容易形成“老师讲实验，学生背实验 的现象，不利于学 生科学素质的培养。生命科学实验教学的另一种评价方式是学生实验操作技能的 考核。在上海高中生命科学学业考中专门有对实验操作技能的考查，所以学校对 相应考查的几个实验比较重视，开出率较高。但这种实验操作技能考核往往带有 突击性，为了应试，学生们往往集中在考前的二个星期内反反复复机械性地按实 验步骤和要求进行几个需考实验的训练，这样对学生能力的发展并无益处。在实 验教学的评价内容上比较注重学生在技能方面的掌握程度，忽视对科学过程与方 法，情感态度与价值观方面的评价，对学生在实验教学过程中的具体表现重视不 够；在评价形式和方法上，过分注重量化方法，对学生的实验情况以分数或等级 的定量评价，缺少对学生的实验观察、比较分析、解决问题、改革创新等综合能 力的定性评价；在评价主体上，通常以教师为评价主体，将学生排除在外，忽视 了发挥学生的自我评价和自我调控功能。 1 4 上海高中生命科学教材中的实验分类 根据上海市生命科学教材中培养中学生实验能力的侧重点要求，可将实验主 要归纳成三大类：观察类实验、验证类实验和探究类实验。 1 4 1 观察类实验 9 上海师范大学硕士学位论文第一章高中生命科学课程中实验教学的地位和作用 观察类实验着重对生物特征和现象的观察，在此类实验中常综合运用显微观 察技术、染色技术、玻片标本制作技术等。表卜1 为观察类实验教学在生命科 学教材中的分布状况分析。 表1 - 1 观察类实验在上海市生命科学教材中的分布状况 教材分布 实验内容实验要求 实验1 1 细胞的观察和测量必做 高中第一册实验3 1 探究植物细胞外界溶液浓度与质壁分离的关系 必做 实验3 2 颤藻和水绵细胞的比较观察必做 实验5 1 观察牛蛙的脊髓反射现象必做 实验7 1 植物细胞有丝分裂的观察必做 高中第二册实验7 2 植物花粉母细胞减数分裂的观察必做 实验7 3 植物细胞分化的观察必做 实验l o 3 水质污染对生物的影响选做 高中第三册实验8 2 果蝇唾液腺细胞染色体观察必做 实验1 1口腔细菌的显微观察必做 拓展型课程实验1 2 培养基的配制必做 实验1 3 微生物的接种以及菌落和抗生素抑菌现象的观察必做 1 4 2 验证类实验 验证类实验着重培养学生的实验操作技能，学生们通过实验检验一个已知的 结果是否正确，从而验证巩固习得知识。表1 - 2 为验证类实验在生命科学教 材中的设置状况分析。 表1 - 2 验证类实验在上海市生命科学教材中的分布状况 教材分布实验内容实验要求 实验2 1 食物中主要营养成分的鉴定 必做 高中第一册实验2 2 溶液中蛋白质含量的测定选做 实验4 3 叶绿体中色素的提取和分离必做 高中第二册实验6 2d n a 的粗提取和物理性状的观察选做 高中第三册实验8 1 性状分离比的模拟实验必做 实验2 1 血糖的定量测定必做 拓展型课程 实验2 2 学测血压 选做 l o 上海师范大学硕士学位论文第一章高中生命科学课程中实验教学的地位和作用 1 4 3 探究类实验 探究类实验需要对某些生命科学现象作出合理化的假设并通过设计实验进 行检验。这类实验要求高，开放性强。探究类实验在上海市生命科学教材中 的分布参见表1 - 3 。 表1 - 3 探究类实验在上海市生命科学教材中的分布状况 教材分布实验内容实验要求 实验4 1 探究酶的高效性必做 高中第一册实验4 2 探究影响酶活性的因素选做 实验4 4 探究影响光合作用的因素选做 高中第二册 实验7 1 影响有丝分裂发生的因素选做 高中第三册 实验8 3 探究化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响选做 小课题： 探究影响人体体温恒定的因素选做 拓展型课程 小课题：探究数量性状必做 从表卜3 中可清晰地看出，上海生命科学教材中的实验仍以观察类和验 证类实验居多，有1 9 个之多，占到总数的7 3 左右，探究类实验数量不多，只 有7 个，占2 7 左右，而其中的7 1 还是选做的。 上海师范大学硕士学位论文 第二章生命科学实验教学策略的优化和实践 第二章生命科学实验教学策略的优化和实践 2 1 教学策略的含义 所谓策略是指为达到某一目的而采用的手段，因此可将教学策略理解为，在 不同的教学条件下，为达到不同的教学结果所采用的手段和谋略。我们在教学中 广泛实行的教学模式是相对稳定的、可供参照的一系列教学行为的组合，指向于 整个教学过程，有一定的逻辑线索可以依据。与教学模式相比，虽然两者都是教 学规律、教学原理的具体化，且以一整套的教学行为作为表征形式，具有一定的 可操作性，但是教学策略往往体现在具体的教与学相互作用的活动中，只是其结 构性略显不足，常较明显地指向单个的教学行为，却能很好地激发学生的学习兴 趣和培养提高学生的科学素养。在某个教学模式中，可以采用多种教学策略，同 时，一个教学策略也可用于多种教学模式中。 目前对教学策略有几种看法口1 ：( 1 ) 把教学策略看作为实现某种教学目标而 制定的教学实施的综合性方案。( 2 ) 把教学策略作为一种教学思想，通过教学方 法、教学模式和教学手段得以实现。( 3 ) 认为教学策略与教学方法、步骤、教学 模式同义。( 4 ) 把教学策略看作是达成一定教学目标的一系列教学行为和方式。 上述看法，都从不同的角度对教学策略的涵义进行了界定，但都存在一定的偏颇。 总而言之，教学策略可被定义为：教学策略是教学设计的有机组成部分，是 在特定的教学情境中为完成教学目标和适应学生的学习需要而做出的教学谋划 和采取的教学措施。包含三层意思：( 1 ) 教学策略从属于教学设计，确定和选 择教学策略是教学设计的任务之一。( 2 ) 教学策略的制定依据特定的教学目标 和教学对象；( 3 ) 教学策略既有观念驱动功能，更有实践操作功能。 2 2 生命科学实验教学策略的含义 中学生命科学实验教学的目的是以生命科学知识和技能为载体，培养学生的 观察能力、实验能力、思维能力和创