基于探究的高中生物实验教学策略

探究植物科学实验课教学策略及教学质量 摘要 科学探究是学习生物学最基本 有效的途径之一 它有助于学生形成 对生命世界的正确认识 对科学本质的理解和对生物学规律的领悟 应作为高中 生物学教学的基本内容和方法 设计一个基于探究的实验活动对于一般的实验 教学来说 只要能在两方面加以改变 就可以将验证式的实验转变成开放性探究 实验 一是改变实验活动在整个教学中的优先次序 不要将实验活动安排在教学 的最后 让学生在实验前还不知道实验的结果 第二是将以往只注重验证课本理 论的一些典型实验项目 改变成比较重视探究过程的实验让学生加以探究 关键字 探究 学生实验 以实验为载体的探究是生物教学最显着的特征 也是生物教师最常用 最擅 长的手段 但是 在实践中 实验 与 探究 的结合并不象预想的那样顺畅 基于探究的实验教学策略 是在吸收已往实验教学改革中有益经验的基础上 探 索一条有效 完整 开放的实验教学方式 以回归实验教学在培养学生实证意识 思维品质 质疑精神等方面的作用和地位 为全面提高学生的科学素养服务 一 问题的提出 从教学论的角度看 实验教学是指在使用实验仪器情景下的一种教学形态 高中生物实验与其他理科实验一样 具有直观 形象的特征 能高度浓缩地展示 人们认识和发现某一知识 原理的过程 能帮助学生在较短时间内认识和理解相 关的科学知识 但这种对实验和实验教学的认识 在本质上将它放在了知识教学 的从属地位 实验教学的目标只是追求一个预设的结论 虽然在实验教学的过程 中 教师会注意对学生进行有关实验技能 方法和探究思维等方面的训练 但这 些往往被放在次要的位置 科学探究的提出给实验和实验教学以全新的视角 生物课程标准 实验 解读 指出 科学探究是生物学中不可缺少的 动态的部分 1 高中生物 课程应该反映生物科学的 完整画面 应该将科学探究作为高中生物学教学 的基本内容和方法 科学探究活动也是学生学习生物学基本 有效的途径之一 它有助于学生形成对生命世界的正确认识 对科学本质的理解和对生物学规律 的领悟 生物实验作为教师转变教学方式 实施科学探究的最有效的手段之一 具有强化学生实证意识 提升学生思维品质 培养学生质疑精神的重要作用 倡 导基于探究的实验教学策略 将学生置身于一种动态 开放 个性 多元的学习 环境中 打破原有学科的封闭性和课程选择的单一性 让学生自主探索 主动求知 学 会收集 分析和利用各种信息及信息资源 实质上就是在提高学生的科学素养 二 如何在一般实验中体现探究的思想 美国学者施瓦布曾经把科学实验活动分成三个层次 2 根据实际还可以加 上一个层次 即将问题 方法步骤及答案均提供给学生 学生只要按此步骤去做 实验 验证已知的结果 可称之为零层次 见表 1 探究也是分层次的 一些学者根据探究活动的难易程度以及学生参与探究程 度的不同 将探究性实验划分了不同的层次 见表 2 3 至此 可以清楚地表明 验证性实验 演示实验 学生实验基本上属于 0 水 平探究 也就是没有体现科学探究的基本精神 随着有关实验的问题确定 解决 问题的程序和做结论等几个方面学生参与程度的增加 探究的深度也不断增加 直至开放式的研究 由此可见 随着新课程将科学探究作为核心理念 实验和实 验教学的作用得到了显着的提高 众所周知 学科教学在知识的量上有明确的任务 探究性学习要花费更多的 时间 一些老师之所以在实验教学中倾向于低水平的探究 一方面是观念的问题 视 课堂的 乱 为洪水猛兽 怕失去对课堂的控制 另一方面是技能的问题 试问 从小到大 我们有多少教师有过探究性学习的经历 事实上 在实际教学中 教材已充分考虑到了这些因素 高层次 开放性探究 实验活动是十分有限的 学生在更多的时候需要从多种多样的不同层次的探究 实验活动中学习各种科学探究方法和科学探究技能 因此 如何在一般实验中体 现探究的思想是教师的必然选择 也是推进探究教学的必由之路 那么 怎样设计一个基于探究的实验活动呢 对于一般的实验教学来说 只要能在两方面加以改变 就可以将验证式的实 验转变成开放性探究实验 一是改变实验活动在整个教学中的优先次序 不要将 实验活动安排在教学的最后 让学生在实验前还不知道实验的结果 第二是将以 往只注重验证课本理论的一些典型实验项目 改变成比较重视探究过程的实验让 学生加以探究 从实际上考虑 让学生探究的必须是个难度不高而且没有危险性 的实验 教师才能安心放手让学生探究 而且实验内容要能与上课内容直接相关 并且适合学生的程度 又不需额外增加太多教学时间 如此老师才易于安排和融 入原来的教学进度中 所以从现有的实验项目中挑选一些单元 改变原有实验教 学方式再加一些巧思即可达到目的 三 基于探究的生物实验教学活动设计案例 酶的催化效率 过氧化氢分解 是高中生物学的一个重要教学内容 实验 的目的主要是 认识酶作为生物催化剂 与无机催化剂相比 有何特点 按照过去 的方式 为了体现探究 教师通常把演示实验改变成学生实验 学生通过在两支编 号为 1 号和 2 号的试管中分别注入 3mL2 过氧化氢溶液 然后在 1 号试管中加入 鸡肝匀浆或马铃薯匀浆少许 在 2 号试管中加入二氧化锰少许 作为催化剂 轻轻 振荡试管 观察两支试管中气泡产生的多少和快慢来比较反应的速率 推理出生 物催化剂过氧化氢酶和无机催化剂二氧化锰催化效率的高低 从而得出酶的催化 作用具有高效性的特点 这样的实验活动 场面热闹 学生不定地按照教师的指令动手做实验 实验的 成功率也很高 可是 如果仔细分析 学生的行为实际上是对教师指令的被动回 应 把鸡肝匀浆和二氧化锰分别加入到盛有 3mL2 过氧化氢溶液的试管中 使之 产生一种预定的变化 这样做 看似在观察与探究 实质上仍然停留在 告诉事 实 验证结论 的水平 仅仅从过氧化氢酶和二氧化锰 2 个催化反应实验的比较 并 不能推理出生物催化剂比无机催化剂具有高效性的特点 显然 学生思维加工的 投入量不够充足 针对上述情况的改进课 如果我们对实验进行改进和拓展 实验探究的水平 就会明显提高 一 提出问题 经过日常生活的积累和化学课程的学习 学生已经了解到很多地方都需要催 化剂 比如说 汽车尾气排放催化装置 工业制硫酸 合成氨 酶催化生物大分 子等 并且在课堂上也已经学习了使用催化剂的几个化学反应 如氯酸钾催化受 热分解 双氧水催化分解等 在理解元素周期律以后 还可引导学生分析讨论 催化剂与化学反应的关系 一般情况下 学生大多能提出如下问题 催化剂 与化学反应是否有一一对应的关系 催化剂是如何改变化学反应速率的 催化剂 在化学反应中的特点是什么 这种超学科的知识整合 对于激发学生的探究热情 是十分有效的 二 猜想与假设 首先要 总结 问题 经过查阅资料 网上搜索 小组讨论 在教师的引导下 学生提出自己的设想 催化剂与化学反应不是一一对应的关系 一种催化剂可以 催化不同的化学反应 不同催化剂对同一反应的催化效果可能不一样 三 实验准备 1 知识准备 要求学生在课外查阅过氧化氢 二氧化锰 三氧化二铝 鸡 肝 马铃薯等的相关物理和化学性质 以及和催化剂相关的知识 2 器材准备 试管 卫生香 火柴 过氧化氢 二氧化锰 三氧化二铝 鸡肝匀 浆 新鲜的和不新鲜的各一份 马铃薯匀浆 生的和熟的各一份 等 四 实验探究 实验探究过程如表 3 所示 五 实验结论 1 二氧化锰 三氧化二铝 鸡肝匀浆 马铃薯匀浆 能加快过氧化氢的分解速 率 故能作过氧化氢分解的催化剂 2 新鲜的鸡肝匀浆和生的马铃薯匀浆 催化效率大大高于二氧化锰 三氧化 二铝的催化效率 3 不新鲜的鸡肝匀浆 熟的马铃薯匀浆之所以催化效率降低 有可能是采购 回来的肝脏不新鲜 或是制成的肝脏研磨液使用和存放时间过长而变质 熟的马 铃薯匀浆可能是高温导致过氧化氢酶失活 说明影响酶催化作用的因素很多 基于探究的生物实验教学策略是在提高学生 科学 素养课程目标指导下的 实验教学改进行动 它的亮点是挖掘课本实验的内涵 拓展课堂实验的功能 提 升实验教学的品质 充分体现 自主 探究 合作 新课程理念 对于推进 以 探究为核心的 多样化的生物教学方式 具有一定的指导作用 参 考 文 献 1 教育 部 普通高中生物课程标准解读 S 北京 人民教育出版社 2003 28 2 刘恩山 普通高中生物学课程与探究性学习 J 生物学通报 2004 1 27 29 3 方红峰 实验教学在新课程中地位和作用的再认识 J 中国 教育技术 装备 2006 10 6 佳作论文网 提高植物学实验课教学质量和教学效果的方法探索 日期 2012 1 9作者 无忧论文网编辑 huangt点击次数 91 销售价格 免费论文论文编号 lw论文字数 3435 论文属性 职称论文论文地区 中国论文语种 中文 佳作 论文网 提高植物学实验实习课教学质量和教学效果的方法探索 摘 要 本文根据现代教学改革的需要 在更新实验内容 改革实验教学方式 完善 考核评分标准 注重学生综合能力培养等方面对植物学实验实习课教学进行了有益 探索 旨在提高植物学实验实习课教学质量和教学效果 关键词 植物学 实验实习 教学改革 综合素质 能力培养 我国的农业现代化建设 需要大批既懂理论又会实践的全面发展的高素质 宽口径 适应能力强的专业技术人才 但现实中 仍存在重理论 轻实践 重书本 轻操作 的现象 这与 21 世纪学生综合素质与创新能力的培养不相适应 实验实习课作为一 门课程的重要组成部分 它既能巩固和加深学生对理论知识的感性认识 训练学 生动手操作的实践技能 又能培养学生的观察能力 思维能力 创新能力和综合素 质 具有其它教学环节不可替代的特殊作用 现在的21 世纪是生物学世纪 作为 大生物学的一个组成部分 植物学课程具有不可取代的地位 它既是高等农业院校 重要的专业基础课 又是进一步学好其它专业基础课及专业课的必要条件和基础 植物学课程不仅理论性强 而且实践性亦强 如何更新实验实习教学内容 提高实 验课教学质量 全面贯彻落实教育部 关于加强高等学校本科教学工作 提高教 学质量的意见 教高 2001 4 号 文件精神 以适应植物学科的发展和21 世纪对 高素质人才的要求 我们从以下几个方面进行了探索和实践 取得了良好效果 1 加强实验室建设 改善实验环境 实验室建设是保证教学质量的重要环节 是提高实验水平的重要手段 切实抓好 实验设备建设工作 是搞好实验教学的物质保证 在建设中我们把着眼点放在对学 生实施因材施教 重视个性教育 加强素质教育 注重实践技能和创新能力的培养 等方面 特别注意科学地把握制定仪器设备的建设规划 最大限度地发挥有限经费 的投资效益 使植物学实验室的建设取得了明显的成绩 现已建立了植物标本室和 植物显微镜室 2 个实验室 近年来 学校投入了大量人力物力 对实验室的仪器设 备进行更新 特别是学生直接使用的生物显微镜和体现显微镜 使学生在实验中得 到较好的实验效果 为了提高实验教学效率和质量 学校为我室配备了1 套电视 显微镜设备 将徕卡 BM A Q EF4 生物显微镜 Panasonic WV CP430 CH 彩色 闭路监控摄像机 电视机三部分进行组合 将由生物显微镜观察到的形态 解剖结 构清晰地显示在电视机的荧光屏上 供多人同时观察 色彩 图像都非常形象 逼 真 有了这套设备 可指导或检查学生观察切片的情况 也可进行辅导或质疑 深 受师生欢迎 此外 还自制和购买了一些植物切片 幻灯片 投影片和挂图 来 满足教学需要 对于植物标本实验室 我们则在原有的基础上不断更新 补充腊叶 标本和浸渍标本 并制成塑封标本500 余份 以满足实验教学的需要 2 更新实验课教材 改革实验内容 我们编写了最新 植物学实验实习指导 使它和目前的植物学实验紧密相结合 新的实验教材 改变原来传统的验证性的实验为研究性 探索性 综合性实验内容 重点让学生掌握研究植物的方法和基本技能 并以此为手段去认识和研究植物 从而培养学生的创新能力 独立思考能力和解决问题的能力 在教材中 我们力 争把指导和培养学生的学习方法 思维能力和实验操作等方面放在首位 起到指 导性作用 在实验时一般只指出带有启发性的问题 而不给予具体的结论 结论 由学生自己通过对实验对象细致地解剖观察 进行独立分析和判断而得出 其次在 每个实验后面 有针对性地提出复习思考题 以便学生课后思考和复习 为使每一 个实验内容设计最优 必须依据新制定的专业教学计划 适当增加一些综合性的 促进学生个性发展的实验内容 以调动学生学习的积极性和创造性 如在进行大类 群实验时 可将不同类群植物细胞与解剖结构进行比较 以藻类 菌类 地衣及苔 藓 裸子 被子等植物为材料 让同学在进行观察比较后写出实验报告 自己编 写出一个大类群的分类检索表 3 课程安排上 实验课与理论课连排 按传统习惯或由于其他原因 讲课与实验分别排课 这样就可能出现实验课与理论 课脱节现象 有时实验在讲课前遥遥领先 有时实验在讲课后姗姗来迟 甚至有 的授课全部结束后 突击上实验 这样实验效果较差 考虑到实验课教学与理论课 教学的相辅相成性 在实验课安排上 我们采取了实验谭与理论课连排 植物学授 课与实验的学时比例一般是1 1 每周讲一次课 做一次实验 如 当教师对照挂 图 模型讲完细胞的形态结构后 立即进行实验 让学生在显微镜下自己观察 这 样同学就不会感到讲课是 纸上谈兵 而认为细胞是看得见摸得着的实实在在的 结构 从而学习就会变得生动有趣 过去认为枯燥难记的内容就会在脑海中留下深 刻印象 因此 实验与授课紧密配合 会带来更好的教学效果 4 重视实验课教学 加强基本功训练 教学实验指导 实验报告及问题解答是实验课教学的主要内容 学生在实验前 除必须预习实验指导书 明确实验目的 原理和操作方法外 教师在实验前对实验 的关键环节 易发现问题的地方和操作要做重点讲解和演示 严格要求学生按规 定完成实验操作技能的训练 加强对学生能力的全方位培养 通过植物学实验课教 学 使学生基本能力培养达到如下基本要求 掌握规范的基本实验操作技能 显 微镜 解剖镜的操作使用及保养技能 以不同的观察目的制作各种制片的技能 生物绘图的技能等 培养观察和判断的能力 如对光学显微镜及不同制片技术下 的图像的观察 识别及判断能力 掌握一定的实验方法 如细胞组织化学鉴定方 法 采集制作植物标本的方法 检索表的使用及鉴定植物的方法 野外植物实习调 查的方法等 注意学生综合分析问题和表达能力的培养 如分析比较 归纳 总结及表述能力 有条件时还应在实验课上给学生一些适当的小题目 让学生 独立地进行实验设计 解剖观察 记录结果 并经过分析 归纳及总结 写出实 验报告 这样可使学生从一年级开始 就对一些植物学问题产生兴趣 激发起探 索精神 具备一定的研究能力 5 加强野外实习环节 注重学生综合能力的培养 野外实习是植物分类教学重要环节 不仅能扩大和巩固学生所学的课堂理论 而 且可以使学生更多地认识植物界的形形色色 多种多样 从而激发学生学习植物 学的浓厚兴趣 我们5 天的植物学野外实习 内容有植物标本的采集与压制 叶 脉标本的制作 植物押花技术 校园植物识别和校外实习 通过制作叶脉标本和植物 押花 把植物学和美学结合起来 陶冶了学生情操 为避免走马观花 每次校外实 习 都预先布置题目 做到有的放矢 如带学生到宝山实习时 除要求学生写一篇反 映宝山植物种类和植被类型的实习报告外 还让学生采集 压制 鉴定 装订 制 作成规范的植物标本小册子 教师在野外实习中 不是 有问必答 而是督促学 生独立检索鉴定植物 训练他们的自学能力 并引导学生观察植物与环境的关系 通过一周的实习 学生不但学会了