中学生物实验教法

中学生物实验教法,教师：李懿,一、加强生物实验课堂组织纪律的教育，保证实验得以顺利进行对于培养学生的生物创新思维能力、研究问题、分析问题和解决问题的能力都有重要意义。切实保证实验室内的实验仪器、器材摆放有序、按要求操作，保持室内环境安静、整洁，师生互动，只有这样学生实验才能有条不紊，形成有组织、有纪律的良好风尚。,二、搞好实验前的预习，明确实验内容和步骤生物实验课时间紧，任务重，需要做的实验内容较多涉及的理论错综复杂，要使生物实验课在有限时间内能收到良好的实验、研究效果，必须让每个学生首先弄清每个实验的内容、实验的目的、操作步骤、注意事项以及它们要研究和验证的理论问题。只有让学生真正做到心中有数，进入实验室以后做起实验来才能有条不紊，收到良好的实验效果。对于难度较大的实验教师事先要进行必要的难点和重点讲解，让学生掌握要领，使学生在实验中能得心应手，达到预期的目的。,三、广泛取材，从实验材料、方法上进行改进1、让学生参与到材料准备中。2、改进实验材料。,四、注重直观性辅助教学，增强学生的记忆能力和理解水平直观教学可使知识具体化，便于学生更好地感知、记忆、理解知识。对于动植物的形态、结构来说，语言叙述不如实物、标本直接作用于感官所产生的感知那样鲜明、具体、完整。,初中生物实验教学的意义,1有利于培养良好的学习兴趣和习惯。2有利于培养学生的科学态度。3培养交流与合作能力。,强森兄弟确信任何一种成功的合作学习方法都具备两种必需的成分。一是个体的责任。一个群体的成功，应当使每位成员都具有展现其所学知识的能力，当团体的成功能够根据所有成员的成绩总和而定，或评价成员对团体计划的贡献时，能够显著提高学生的成就感。但如果只给学生一张工作单或计划表，而没有分配每个人的任务或责任时，学生只能获得较低的成就。二是积极的相互依赖。团体的成功有赖于所有成员协同工作，实现理想目标，这理想的目标是表扬、成绩、奖励或自由时间等，仅仅要求学生合作并不能确保学生学到社交技巧，必须有效教育他们。社交技巧的逐步内化，就可以让学生有效地与人共事，也可以改善他们的学业成绩。甚至可以发展受用终身的重要社交技巧。,初中生物实验教学设计的基本原则,1科学性原则实验是人为控制条件下研究事物（对象）的一种科学方法；是依据假设，在人为条件下对实验变量的变化和结果进行捕获、解释的科学方法。生物学实验中，一种生命现象的发生往往有其复杂的前因后果，从不同角度全面地分析问题就是科学性的基本原则。如绿色植物新陈代谢中的物质代谢有各种细胞的参与，有各种物质在不同方面的变化。分析问题、设计实验的全面性和科学性体现了逻辑思维的严密性。,2单因子变量原则实验变量，或称自变量，指实验假设中涉及的给定的研究因素。反应变量，或称因变量，指实验变量所引起产生的结果或结论。而其他对反应变量有影响的因素称之为无关变量，观察其对实验结果的影响。例如，在验证温度对酶活性的影响的实验中，就必须控制pH值、底物量和酶量的相等，只改变单一因子温度，观察不同温度下酶活性的差异。遵循单因子原则，既便于对实验结果进行科学的分析，又增强实验结果的可信度和说服力。,3对照性原则对照是实验控制的手段之一，目的还是在于消除无关变量对实验结果的影响。实验对照原则是设计和实施实验的准则之一。通过设置实验对照对比，即可排除无关变量的影响，又可增加实验结果的可信度和说服力。通常，一个实验总分为实验组和对照组。实验组，是接受实验变量处理的对象组；对照组，也称控制组，对实验假设而言，是不接受实验变量处理的对象组。至于哪个作为实验组，哪个作为对照组，一般是随机决定的。,按对照的内容和形式上的不同，通常有以下对照类型：（1）空白对照，即不给对照组做任何处理；指不做任何实验处理的对象组。例如，在“在教材中观察淀粉酶对淀粉的催化作用实验中，用清水作为淀粉酶的对照就是空白对照。（2）条件对照，即虽给对照组施以部分实验因素，但不是所研究的实验处理因素；指虽然给对象施以某种实验处理，但这种处理是作为对照意义的，或者说这种处理并不是实验假设所给定的实验变量意义的。例如，“探究光对鼠妇生活的影响”实验，采用等组实验法，其实验设计方案是：条件对照组：阴暗与明亮。（3）自身对照，指对照组和实验组都在同一研究对象上进行。（4）相互对照，不单独设置对照组，而是几个实验相互为对照。,4重复性原则5可行性原则,初中生物实验教学的类型,2006年，汪忠在新编生物学教学论（华东师范大学出版社）中对生物实验从不同角度进行了分类。（一）按学科分，包括形态学实验、解剖学实验、生理学实验、生态学实验、分类学实验、遗传学实验、生物技术实验。（二）从中学教学角度，可分为演示实验、学生实验、课外实验。（三）按照实验的精确性和实验所处的环境，可分为实验室实验和自然实验。（四）按照实验的教学目的，可分为验证性实验和探究性实验。,验证性实验是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。优点是：实验目的明确，实验步骤规范、结果已知，比较容易达到实验目的；受季节、课时因素的影响小，可以较灵活的安排。缺点：束缚学生的思维。例如：验证人体呼出的气体中二氧化碳含量增多的实验、植物的光合作用产生淀粉的实验。,探究性实验是指实验者在不知道实验结果的前提下，通过实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认识活动，优点是：这种实验学生有新奇感，容易产生浓厚的兴趣，能充分调动起学习的积极性和思维，有利于学生观察、分析、解决问题以及实验操作能力的培养。,（五）按照实验中的量和质的关系，可分为定性实验和定量实验。定性实验是指定性判断实验对象的各种属性，定性确定生物体结构和功能等的实验。定量实验是指为了深入了解生命的本质特征、揭示各个因素之间的数量关系、确定某些因素的数值等而进行的实验。,初中生物实验教学的基本理论,建构主义学习理论是现今最为流行的学习理论之一，目前该理论已经出现了四种不同的取向，各有侧重。但是，不论是那种理论取向，它们都承认共同的理论基础：建构主义的知识观、学习观和教学观。,建构主义学习理论的知识观：知识并不是客观世界的最终反映，而只是一种解释、假说。因此，知识会随着人们认识的加深而逐渐升华和改写。同时，知识也具有一定的情景性，是根据具体的问题情景而变化的。在利用知识的时候，就是对知识进行加工和改造的时候。建构主义学习理论的学习观：建构主义突出：强调学习者的经验（对学习的资料有先前的概念，个体差异）；注重以学习者为中心；创造冲突的真实的学习情境（认知冲突）；注重活动的学习方式。建构主义学习理论的教学观：承认学生的差异性，并且承认学习结果不存在唯一的检验标准。教师依然是学习的主体者，但是已经不是知识权威的象征，而是知识的呈现者，也是学生学习的指导者、合作者。教学过程的重点应该从教师的教转移到学生的学，而教学目的则应该是使学生最终学会如何学习。,正是这种理论基础，为生物实验教学设计指明了发展方向：实验教学设计应该紧密结合理论知识的学习，应该积极调动学生的积极性和创新性，应该重视学生之间的交流。初中生物新课标提出教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践，并将科学探究的内容标准尽可能渗透到各个主题内容的教学活动中；同时指出，教师在引导学生参与科学探究活动时不仅应让学生参加探究的某个方面的活动，也应该注意让学生有机会参与若干完整的探究活动，培养科学探究能力。教育家布鲁纳曾指出，“教学不应该奉送真理，而应该叫人发现真理”。,初中生物探究实验教学设计的具体实施的环节,（一）教学内容分析：“关节”是人教版生物八年级上第五单元生物圈中的其他生物，第二章动物的运动和行为，第一节动物的运动中的运动系统的组成中观察与思考中的内容。是课标第六个主题中“动物的运动和行为”的内容，具体内容标准是：说明动物的运动依赖于一定的结构，活动建议是观察某种脊椎动物的关节的结构。教学内容的侧重点是帮助学生在学习过程中理解结构与功能的统一性。教学重点：主要是肩关节、指关节、拇指腕掌关节的关节面的形状与其运动形式。,（二）学生背景分析：学生已学习了关节的基本结构和功能，对关节的牢固性和灵活性的统一也有一定的了解。但由于他们的运动状态不同，也各有不同的结构特点，学生并没有深入的思考。当问题提出来后，确实可以激发学生进一步探索的热情。这节课是选择典型的关节面，带领学生通过动手体验活动进行探究。怎样能让学生通过关节的运动，想像并用橡皮泥制作典型关节面的形状，并将小组制作的关节面模型进行展示，从而体验人体不同的运动方式与决定这一运动的重要因素关节面的结构是相适应的。,教学难点：学生制作关节头与关节窝的形状，并展示。要突破难点，有如下的对策：先制作肩关节（球窝关节），使学生即体验了肩关节的运动，也了解了研究方法，同时训练动手。在此基础上提出问题，形成小组，尝试用橡皮泥制作指关节，如果有学生能够制作成功，展示其成果；如果没有人完成，给图，继续制作，然后，展示成果。,（三）教学目标：教学目标的制定要明确、具体、有效。根据教学内容和课标。教学目标的陈述采用ABCD模式：学习者行为动词条件程度。学生的行为：“能认出-”、“能描述-”、“能设计-”等。行为动词应采用可观察、可操作、可检验的，尽量减少含糊不清和不切实际的语言陈述目标。行为条件：有时需要表明学生在什么情况下或什么范围里完成制定的学习活动。表现程度指学生对目标所达到的表现水准，用以测量学生学习结果所达到的目标。如“能准确便是对认出卵的结构的要求程度。详细便是对写出观察记录的的要求程度等。,1.知识目标：通过学生体验肩关节进行各种动作，用橡皮泥捏球窝关节的关节面，能够说出关节面结构和运动的适应，同时领悟这种研究方法。学生分组制作指间关节与拇指腕掌关节，能说出此两个关节的运动形式与关节面的适应。2能力目标：通过动作想象关节面结构，培养空间形象能力和动手能力。3情感态度价值观目标：体验关节面的多样性，体验关节结构与其运动方式的统一。从而认同人体关节结构的多样性和适应性。,（四）教具准备：教师准备:多媒体课件；制作肩关节的结构模型学生分组:手指关节的解剖图学生准备:橡皮泥,（五）教学策略：问题探究法和小组体验活动（六）板书设计,（七）教学过程第一环节：通过复习关节的基本结构引入。设计思路是学生通过复习关节的结构加深学生对其巩固。教师引导启发学生不同部位的关节面的形状是否一样，学生作出假设。对学生进行科学探究的意识的培养、激发对这节课的兴趣和研究的目标。第二环节：创设情境，搭设支架。设计思路由一名学生做一节肩部伸展运动，拉近此节课与学生的距离，从学生日常生活中发现与生物学相关的问题。初步体验肩关节的运动与其关节面的形状是统一的，并出示肩关节与髋关节的图片，从直观上认同此关节是典型的球窝关节。同时初步尝试用橡皮泥如何能表示出来关节面的形状。,第三环节：分组实验。主要环节：1.让学生观察体会、领悟指间关节和拇指腕掌关节的运动形式。2.学生发挥的想像，建立空间概念。关节面是什么形状的？3.用橡皮泥捏制其关节面的形状。4.若有的学生能够捏制出，展示其作品，要求用实物投影将其关节的运动形式与关节面的形状有机的结合展示给全班同学。若学生中没有能捏制出的，利用第二种方案出示指间关节和拇指腕掌关节的解剖学的图片，进行观察再捏制其形状。5.学生是存在个体差异的，总有学生能先捏制出来，其他同学模仿进行捏制，在同组之间进行展示。,第四环节：体验人体更复杂的关节。设计思路是学生通过观察肘关节、膝关节和手关节的图片，感受其关节结构的复杂和多样。第五环节：说明关节运动受多种因素综合作用。设计思路是学生通过问题：关节的运动与哪些因素有关？比如肌