1、新课程改革后义务教育阶段生物实验教学策略分析第1页，共75页。一、新课程改革与中学生物实验教学 从2001年开始，为了加快构建符合素质教育要求的新的基础教育课程体系，适应社会发展和科技进步，我国基础教育课程进入新的一轮改革之中，教育部颁布了新的课程标准，在新的生物课程标准中，明确提出了在义务教育阶段的生物教学要坚持面向全体学生，提高学生生物科学素养，倡导探究性学习三个课程理念，并要求通过义务教育阶段生物课程的学习，使学生初步具备生物学操作基本技能，一定的科学探究和实践能力，养成科学思维的习惯，初步学会科学探究的一般方法。在2003年颁布的高中课程标准中对改变学生的学习方式，提高学生的科学探究能
2、力也同样重视，明确指出了高中生物课程将在义务教育基础上，进一步提高学生的生物科学素养，尤其是发展学生的科学探究能力，并列出了学生必做的科学探究活动。使整个中学生物教学和中学生物实验教学都发生根本性的变化。也给在新课改下的生物实验教学带来了新的挑战和生机。第2页，共75页。（一）新课程改革后生物实验教学面对的挑战1、生物实验教学目的的转变v实验教学目的的转变与新课程改革理念倡导的生物教学培养目标、教学模式、学习方式相吻合。除了传统的训练学生物学实验的基本技能，强调培养学生的观察、实验、思维能力以外，还特别注重培养和训练学生科学探究的方法和实践能力，养成实事求是的思维习惯。v以往的生物学实验大多局
3、限于一种验证性的目的，实验结果往往是已知的东西。而在新课改下的生物实验多是未知的、开放性的实验，学生必须通过自己的亲身实践活动，去观察，去了解、去演绎推理才能感和许多生命的奥秘。例如：探究鱼的呼吸和运动探究酒精及烟草沁出液对水蚤心率的影响环境因素对光合作用强度的影响；探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度、观察环境条件对生物性状表现的影响等。v 因此，在教学实践中，就特别强调学生的自主学习，自主探究和亲身体验，特别强调学生应正确认识和处理生物、环境和社会的关系，形成正确的价值观。第3页，共75页。2、生物实验概念内涵的扩展 v传统意义上的生物实验是用来说明一种生物现象，验证一种生物原理或规律，
4、并在教师的指导下的一种被动学习活动。例如：验证绿色植物在光下制造淀粉、观察酵母、真菌，而在新课改下的生物实验则是为学生探究某一方面的生命现象、原理或规律而进行的自主的研究性实践性活动。如；探究种子萌发的外部条件；探究影响叶绿素形成的环境因素。v因此，新的课程改革后，实验的主体没有变化，但实验的目的、方式或方法均有较大的改变。例如：探究酵母菌细胞呼吸的方式，探究环境因素对光合作用强度的影响。在新课改教材中设计的许多学生探究性实践活动就是这种变化的体现。这种活动一般情况都是学生或者学习小组独立自主活动，并非有教师指导参与的活动，这也充分体现了新课程倡导学生自主学习的新课程改革理念。第4页，共75页
5、。3、生物实验内容向纵深方向扩展 v以往的中学生物实验 内容往往局限于对生物个体外形的了解，而内部结构的解剖认识，种群生活状态，生理特征等的观察方面，也仅仅对细胞、组织和系统和认识水平上。v例如：观察食物的营养成分，观察小肠的结构。等等。随着生命科学研究成果在宏观和微观方面的飞速发展和人类对生命世界的重新认识，新课改下的中学生物的许多实验内容冲破了传统实验内容的束缚，除了在纵向方面新增了分子生物学、生态学、环境科学、现代生物技术的内容，和在深度上增加了许多生理研究方面的探究内容外，还增加了许多体验式学习的实验内容。特别强调了在活动中对动植物生命活动的尊重和呵护，强调了人与自然、人与动植物的和谐
6、相处，强调了培养学生对生命和对自然的正确态度及价值观。例如：调查当地常见的几种传染病、探究光合作用与生物圈的碳氧平衡。第5页，共75页。4、生物实验数目的增加 v生物学是一门实验基础上建立起来的自然科学，比较课改前后人教版教材，就可发现，原初中教材共有 20几个 实验，现在安排了 46个实验和探究等内容。实验内容的大量增加，一方面还原了生物学的本来面目，而另一方面也真实地体现了素质教育的要求。从课标建议的学生活动中可以看到,无论是在实验室做的验证性实验,还是探究性实验以及课外活动,都是与教学内容有机的联系在一起的.脱离了实验就会回到知识与实践相脱离的老路上去.即使是简单的验证性实验也都要在发现
7、问题,提出问题,设计实验,完成实验以及得出结论的探究过程中进行的。第6页，共75页。5、实验类型、材料多样化 v课改前的中学生物实验类型只有教师的演示实验和学生的分组实验，两种实验均要求教师参加与组织，均以生物实体和模型作为实验材料。课改后的生物实验除了保留原有的两种实验类型外，还新增了模拟研究、模拟构建、信息收集、调查研究以及基于现代多媒体技术的虚拟实验。这些新增的实验内容不一定都有老师的参与，实验材料也不仅仅只局限于实验生物实体和模型，许多实验材料学生往往可以就地取材，甚至可以用多媒体技术进行虚拟演示。这种实验方法，对于培养学生动脑、动手是非常有益的。第7页，共75页。6、实验空间的扩展
8、v课改前的生物实验，在时间上应该属于课堂实验，在空间上应该属于室内实验。而课改后的生物实验，则很多是要求走出实验室、走出课堂。例如：调查本地的植被情况、调查校园，社区的生物种类、调查当地农田生态系统中能量流动情况。由于这样的改革，使得原本在实验室完成的实验变得简单起来，学生也感到了实验的容易和方便，也从中体会到了实验所带来的乐趣，学会了实验研究的方法，增长了自己的能力和才干。新教材中安排的许多调查、课外探究活动都特别适宜学生利用课余时间进行，既丰富了他们的课余生活，激发他们的学习热情，也让他们能够通过这些活动更加关注社会、关爱生命、关爱集体，更富有团结协作的团队精神。第8页，共75页。(二)新
9、课程中实验内容的分类、分级安排与特点第9页，共75页。u九年义务教育生物课程标准指出九年义务教育生物课程标准指出:教师应积极提供机会教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践，引导学生参与科学实验探究活动让学生亲自尝试和实践，引导学生参与科学实验探究活动之中。在中学生物学课程中，实践活动应包括学生在各种之中。在中学生物学课程中，实践活动应包括学生在各种实际工作条件下使用适当的设备和材料所进行的任何活动。实际工作条件下使用适当的设备和材料所进行的任何活动。u在当前的教学条件下，实验探究活动大多在实验室里进行，在当前的教学条件下，实验探究活动大多在实验室里进行，包括包括以教师操作为主的演示实验以教师操
10、作为主的演示实验 以学生动手为主的观以学生动手为主的观察、验证或探究实验察、验证或探究实验 以实验探索为核心的研究性学习以实验探索为核心的研究性学习 以个性发展为目标的特长生动作技能训练以个性发展为目标的特长生动作技能训练 等。等。第10页，共75页。中学生物实验的分类中学生物实验的分类 1、早在、早在20世纪世纪70年代，克洛普弗等学者认为，中学理年代，克洛普弗等学者认为，中学理科实验室的教学活动主要有：科实验室的教学活动主要有：按照既定程序进行的练习、实验操作和验证的活动；按照既定程序进行的练习、实验操作和验证的活动；聆听科学方法的讲座；聆听科学方法的讲座；以个性发展为目标的技能训练；以个
11、性发展为目标的技能训练；多媒体辅助的实验教学；多媒体辅助的实验教学；实验的发现活动；实验的发现活动；设计活动；设计活动；学生参与的研究活动等学生参与的研究活动等。第11页，共75页。2 2、克洛普弗将实验室教学活动的目标概括为：、克洛普弗将实验室教学活动的目标概括为：获得知识和培养理解能力；获得知识和培养理解能力；训练动作技能；训练动作技能；参与科学探究的过程，包括观察、测量、分析数参与科学探究的过程，包括观察、测量、分析数据、提出问题和解决问题的方法；据、提出问题和解决问题的方法；了解科学家的方法；了解科学家的方法；培养对科学知识的兴趣和科学态度；培养对科学知识的兴趣和科学态度；提高对科学知
12、识及方法的应用能力提高对科学知识及方法的应用能力 。第12页，共75页。3 3、根据学生实验目标的不同，可将学生参与的实验活、根据学生实验目标的不同，可将学生参与的实验活动分为动分为3 3类：类：v观察验证型实验：实验观察技能实验观察技能和实验操作技能实验操作技能。v探究型实验：科学探究能力。科学探究能力。v创新型实验：实验创新能力：实验创新能力第13页，共75页。中学生物实验的分级中学生物实验的分级实验分级实验分级实验考查目标实验考查目标例证性实验例证性实验观察或鉴别观察或鉴别 观察对象观察对象“是什么是什么”，或鉴别实验材料中或鉴别实验材料中“有什么有什么”观察植物和动物细胞观察植物和动物
13、细胞血细胞的观察和模拟血型血细胞的观察和模拟血型鉴定鉴定验证验证 为阐明为阐明“为什么为什么”或或“怎么样怎么样”提供实验依据，提供实验依据，证实物质或结构的动态变化证实物质或结构的动态变化观察小鱼尾鳍内血液的流观察小鱼尾鳍内血液的流动动验证呼出的气体中含有较验证呼出的气体中含有较多的二氧化碳多的二氧化碳引导式探究引导式探究 教师提出实验结构或教师提出实验结构或程序，学生参与程序，学生参与“干什么干什么”和和“发现什么发现什么”的探究过程的探究过程探究植物根的生长探究植物根的生长探究环境因素对生物的影探究环境因素对生物的影响响自主式探究自主式探究 学生自主探究，设计学生自主探究，设计和执行实验
14、方案来检验对和执行实验方案来检验对“有什么有什么”和和“为什么为什么”的的解释解释检测不同环境中的细菌和检测不同环境中的细菌和真菌真菌探究鸟适于飞行的特点探究鸟适于飞行的特点模拟或制作模拟或制作 设计和制作实验研究设计和制作实验研究的某种对象，或人为条件下的某种对象，或人为条件下模拟研究对象的动态变化模拟研究对象的动态变化模拟鱼鳍在游泳中的作用模拟鱼鳍在游泳中的作用模拟动物的绕食行为模拟动物的绕食行为第14页，共75页。实验依据的理论是什么？实验依据的理论是什么？或者说或者说 实验检验了什么理论？与那些理论知识有关？实验检验了什么理论？与那些理论知识有关？例：绿叶在光下制造有机物的实验例：绿叶
15、在光下制造有机物的实验 光对绿色植物的光合作用有影响？光对绿色植物的光合作用有影响？植物的光合作用需要叶绿素在光下制造有机物植物的光合作用需要叶绿素在光下制造有机物 光合作用的原理光合作用的原理 二氧化碳二氧化碳+水水光光 叶绿体叶绿体有机物有机物+氧气氧气 光合作用完成了两个转变：光合作用完成了两个转变：物质方面物质方面：无机物：无机物有机物有机物并释放氧气并释放氧气 能量方面：光能能量方面：光能化学能储存在有机物里化学能储存在有机物里 说明：只有在光下才能完成的作用，没有光照就不行。说明：只有在光下才能完成的作用，没有光照就不行。第15页，共75页。实验的必要性和必需性实验的必要性和必需性
16、 必要性必要性 生物学科特点决定生物学科特点决定 通过实验理解书本知识通过实验理解书本知识 必需性必需性 学生需要低层次问题的集累和解决经验，为以后的学学生需要低层次问题的集累和解决经验，为以后的学 习和工作奠定基础习和工作奠定基础 第16页，共75页。第17页，共75页。v多样性多样性：观察实验、验证假设实验、定性实验、定量实观察实验、验证假设实验、定性实验、定量实验等多种形式验等多种形式 v探究性探究性：在结果、现象未知的情况下通过实验设计去在结果、现象未知的情况下通过实验设计去探索，进而获得结论，探索，进而获得结论，v完整性完整性：实验教学的实验教学的“实验设计实验设计”，可以采用生物材
17、料可以采用生物材料设计实验，也可以设计设计实验，也可以设计模拟性实验模拟性实验；有条件的学校还可以；有条件的学校还可以适当引入多媒体技术进行适当引入多媒体技术进行虚拟实验虚拟实验。应鼓励学生参与设应鼓励学生参与设计实验。计实验。v主体性主体性 ：强调学生收集处理、分析总结、观察和创新等强调学生收集处理、分析总结、观察和创新等能力的培养能力的培养 v协作性协作性：倡导合作性学习方式。倡导合作性学习方式。实验教学内容的特点实验教学内容的特点第18页，共75页。(三)生物新课程确定实验内容的依据及动作技能与探究能力的要求第19页，共75页。1.1.选择九年义务教育生物新课程实验内容依据选择九年义务教
18、育生物新课程实验内容依据 根据新课程的理念和目标根据新课程的理念和目标l课程理念课程理念提高生物科学素养面向全体学生倡导探究性学习注重与现实生活的联系l课程目标课程目标:标准中确定的标准中确定的10个一级主题，其中的个一级主题，其中的许多方面需要通过实验探究才能实现。许多方面需要通过实验探究才能实现。第20页，共75页。根据学生的知识基础、心理特点和认知规律根据学生的知识基础、心理特点和认知规律l初中学生已具备一定的自然科学基础知识，这些知识还初中学生已具备一定的自然科学基础知识，这些知识还不足以了解整个的生物奥秘，他们不足以了解整个的生物奥秘，他们更希望通过学习进更希望通过学习进一步认识生命
19、的本质，以及生物与环境之间相互作一步认识生命的本质，以及生物与环境之间相互作用的实质。用的实质。l他们的思维活动正在完成他们的思维活动正在完成由形象思维为主向抽象思维由形象思维为主向抽象思维为主为主的过渡。的过渡。l根据学生的知识基础、心理特点和认知规律，实验内容根据学生的知识基础、心理特点和认知规律，实验内容注重由简单到复杂，在完成必要的实验操作技能训练的注重由简单到复杂，在完成必要的实验操作技能训练的前提下逐步开展前提下逐步开展科学探究的科学探究的实验教学。实验教学。第21页，共75页。根据课程内容的性质根据课程内容的性质根据实验条件和教师能力水平根据实验条件和教师能力水平第22页，共75
20、页。2.2.生物实验的动作技能要求生物实验的动作技能要求 在中学生物新课程中，动作技能训练的具体内容集中在在中学生物新课程中，动作技能训练的具体内容集中在观察和实验观察和实验方面，其中方面，其中主要是生物实验技能主要是生物实验技能。有关动作技能目标的实验教学内容，可划分为有关动作技能目标的实验教学内容，可划分为动作认知动作认知和和动作技能动作技能两大类。动作认知是指描述如何进行活动的规则，包两大类。动作认知是指描述如何进行活动的规则，包括括实验内容、实验目的、实验原理、材料用具、药品试剂、实验内容、实验目的、实验原理、材料用具、药品试剂、实验设计、方法步骤、实验结果、分析结论等认知成分实验设计
21、、方法步骤、实验结果、分析结论等认知成分；动作；动作技能是指技能是指准确、连贯、协调、自动化的操作性动作准确、连贯、协调、自动化的操作性动作。标准对动作技能训练提出的基本要求是：标准对动作技能训练提出的基本要求是：能够正确地使能够正确地使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能作、生物绘图等技能。其具体内容及教学目标大致如下表：。其具体内容及教学目标大致如下表：第23页，共75页。生物课程中动作技能训练的目标生物课程中动作技能训练的目标九年义务教育阶段九年义务教育阶段明确实验或观察的目标和对象明确
22、实验或观察的目标和对象知道常用药品试剂知道常用药品试剂会使用常见生物实验仪器、工具会使用常见生物实验仪器、工具记住实验或观察的方法和步骤记住实验或观察的方法和步骤熟练使用放大镜和低倍显微镜熟练使用放大镜和低倍显微镜会做简单的实验或观察记录会做简单的实验或观察记录会初步分析结果和得到结论会初步分析结果和得到结论栽培实验用植物栽培实验用植物制作徒手切片和简单的装片制作徒手切片和简单的装片识别校园植物、制作蜡叶标本识别校园植物、制作蜡叶标本饲养小动物，观察某些动物行为饲养小动物，观察某些动物行为解剖常见的小型无脊椎动物解剖常见的小型无脊椎动物制作昆虫标本制作昆虫标本绘制生物体的轮廓图绘制生物体的轮廓
23、图第24页，共75页。3.3.发展科学探究能力的具体要求发展科学探究能力的具体要求1.客观地客观地观察和描述观察和描述生物现象；生物现象；2.通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究探究的问的问题；题；3.分析问题，分析问题，阐明与研究该问题相关的知识；阐明与研究该问题相关的知识；4.确认确认变量变量；5.作出作出假设假设和和预期预期；6.设计设计可行的可行的实验方案实验方案；7.实施实验方案，收集证据实施实验方案，收集证据；8.利用利用数学方法处理、解释数据数学方法处理、解释数据；9.根据证据作出合理根据证据作出合理判断判断；10.用准
24、确的用准确的术语、图表术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；介绍研究方法和结果，阐明观点；11.听取他人的意见，利用听取他人的意见，利用证据和逻辑证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改。作必要的反思和修改。第25页，共75页。(四)新课程目标下的生物学实验教学第26页，共75页。1.观察验证型实验教学设计和建议观察验证型实验教学设计和建议一般遵循一般遵循：v目的要求目的要求：明确做什么？达到什么样的要求：明确做什么？达到什么样的要求v实验原理实验原理：v材料用具材料用具：教师要善于把实验仪器及药品性质、使用原教师要善于把实验仪器及药品性质、使用原理讲清，
25、让学生明确仪器的原理和药品的特性，是培养理讲清，让学生明确仪器的原理和药品的特性，是培养学生使用它们的能力的基础学生使用它们的能力的基础v方法步骤方法步骤：培养学生培养学生善于分析实验程序善于分析实验程序 v实验实验结果观察与分析结果观察与分析：培养学生培养学生善于分析实验现象善于分析实验现象 v讨论讨论第27页，共75页。例：观察小鱼尾鳍内血液的流动例：观察小鱼尾鳍内血液的流动v目的要求目的要求：观察血液在血管内的流动，分辨血管的种：观察血液在血管内的流动，分辨血管的种类和血液在不同血管内流动情况类和血液在不同血管内流动情况v实验原理实验原理：v材料用具材料用具：尾鳍色素少的活的小鱼，显微镜
26、，培养皿，：尾鳍色素少的活的小鱼，显微镜，培养皿，滴管，棉絮。滴管，棉絮。v方法步骤方法步骤：v实验实验结果观察分析结果观察分析：v讨论讨论：你观察到了几种血管？这些血管中血流速度一样：你观察到了几种血管？这些血管中血流速度一样吗？你能区分几种不同的血管吗？吗？你能区分几种不同的血管吗？观察能力、显微镜的使用操作能力的培养观察能力、显微镜的使用操作能力的培养第28页，共75页。2.科学探究实验教学设计和建议科学探究实验教学设计和建议提出提出问题问题作出作出假设假设制订制订计划计划实验实验操作操作分析分析结论结论交流交流反思反思控制控制变量变量给出操给出操作定义作定义材材料料设设备备方方案案预预
27、测测第29页，共75页。提出问题，作出假设。提出问题，作出假设。n实验探究是从提出一个科学问题开始的。所谓的科学实验探究是从提出一个科学问题开始的。所谓的科学问题，是指问题，是指能够通过收信集数据而回答的问题能够通过收信集数据而回答的问题。高中生物。高中生物学的每个单元课题中，都包含着许多需要通过实验收集数学的每个单元课题中，都包含着许多需要通过实验收集数据并予以解答的问题。据并予以解答的问题。n作出假设是科学探究的第二步。假设是作出假设是科学探究的第二步。假设是一种推论或猜想，一种推论或猜想，它是根据已有的知识、收集的证据或者既往经验，对问题它是根据已有的知识、收集的证据或者既往经验，对问题
28、作出的尝试性解释作出的尝试性解释。假设的陈述应简而明，通常采用。假设的陈述应简而明，通常采用“如如果果，那么，那么”的句式。的句式。n假设不是凭空猜想，必须以已有知识、经验或证据为依据，假设不是凭空猜想，必须以已有知识、经验或证据为依据，此外，假设的真实性能够被检验，用以检验的依据应来源此外，假设的真实性能够被检验，用以检验的依据应来源于收集、分析和解读的实验数据。因此，假设中蕴含着可于收集、分析和解读的实验数据。因此，假设中蕴含着可操作性实验内容。操作性实验内容。第30页，共75页。制定计划，预测结果。制定计划，预测结果。制定计划是探究性实验活动的关键环节，包括制定计划是探究性实验活动的关键
29、环节，包括选择实验材料、确定实验选择实验材料、确定实验用具、配制药品试剂、设计实验方案预测实验结果用具、配制药品试剂、设计实验方案预测实验结果等。其中，设计实验方案等。其中，设计实验方案是制定计划的核心，它包括是制定计划的核心，它包括确定实验组合、列出方法步骤、提出注意事项、构确定实验组合、列出方法步骤、提出注意事项、构思记载实验数据的格式思记载实验数据的格式等。等。设计实验方案时涉及到两个重要步骤：设计实验方案时涉及到两个重要步骤：控制变量控制变量和和给出可操作定义给出可操作定义。变量是指实验中可以变化的因子，其中人为改变的因子称为变量是指实验中可以变化的因子，其中人为改变的因子称为调节变量
30、调节变量，一般的实验中只设置一个调节变量；随着调节变量而改变的因子称为一般的实验中只设置一个调节变量；随着调节变量而改变的因子称为因因变量变量，它是为了得到实验结果而需要观察的现象或测量的指标。所谓的给出，它是为了得到实验结果而需要观察的现象或测量的指标。所谓的给出可可操作定义操作定义，是，是指一个阐明某变量应该如何测量，或者某个术语应该如何指一个阐明某变量应该如何测量，或者某个术语应该如何定义的陈述定义的陈述。例如，如何确定植物细胞是否发生质壁分离或复原呢？可操。例如，如何确定植物细胞是否发生质壁分离或复原呢？可操作性定义是，变厚的原生质层似凸形或帽状包围在收缩的液泡两端。作性定义是，变厚的
31、原生质层似凸形或帽状包围在收缩的液泡两端。在制定实验方案设计一张记录表，能帮助你有序地在制定实验方案设计一张记录表，能帮助你有序地记载观察或测量记载观察或测量结果结果。设计的实验方案中，如果涉及到使用易燃、易爆、易碎、有毒、有。设计的实验方案中，如果涉及到使用易燃、易爆、易碎、有毒、有腐蚀或刺激性的器具和药品时，要写出实验的注意事项。此外，在制定的探腐蚀或刺激性的器具和药品时，要写出实验的注意事项。此外，在制定的探究实验计划中，还应该阐述预期的实验结果。预测是究实验计划中，还应该阐述预期的实验结果。预测是对实验计划一旦付诸对实验计划一旦付诸实施时实施时“可能发生什么可能发生什么”作出的推理。作
32、出的推理。第31页，共75页。执行计划，搜集数据。执行计划，搜集数据。执行计划是执行计划是指完成实验操作的过程指完成实验操作的过程。实验中得。实验中得到的观察和测量结果统称为数据，通过收集、整理到的观察和测量结果统称为数据，通过收集、整理和解读数据的过程，才能获得支持或否定假设的证和解读数据的过程，才能获得支持或否定假设的证据。观察获得的数据通常是指据。观察获得的数据通常是指生物体形态、结构、生物体形态、结构、行为和生理现象行为和生理现象等，描述和绘图是搜集这些数据的主等，描述和绘图是搜集这些数据的主要方法。测量获得的数据通常是度量衡数值，必须用要方法。测量获得的数据通常是度量衡数值，必须用相
33、应的工具依照国际标准计量单位来测量，将测得的相应的工具依照国际标准计量单位来测量，将测得的精确数据记录在事先准备的表格中。精确数据记录在事先准备的表格中。第32页，共75页。分析数据，得出结论。分析数据，得出结论。分析数据是指分析数据是指在实验操作完成后，对收集的实验信在实验操作完成后，对收集的实验信息进行整理和解读的过程息进行整理和解读的过程，通过对数据分析找出研究，通过对数据分析找出研究对象的发展趋势或不同事物之间的联系，思考实验数对象的发展趋势或不同事物之间的联系，思考实验数据提示的事实或规律，确定实验数据是否支持原先的据提示的事实或规律，确定实验数据是否支持原先的假设，运用证据和逻辑分
34、析对提出的问题做出答案或假设，运用证据和逻辑分析对提出的问题做出答案或解释，从而得出最后的实验结论。由此可见，解释，从而得出最后的实验结论。由此可见，结论就结论就是对实验研究发现的总结是对实验研究发现的总结。绘制图表是绘制图表是整理数据的常用方法整理数据的常用方法。此外，还可以。此外，还可以绘制绘制柱形图、折线图或扇形图柱形图、折线图或扇形图等。等。第33页，共75页。交流评价，进行反思。交流评价，进行反思。科学探究常常是科学探究常常是一种协作性活动一种协作性活动，彼此的交流与评价有，彼此的交流与评价有助于相互启发和材料共享，自我的反思与修正有助于深助于相互启发和材料共享，自我的反思与修正有助
35、于深入理解科学概念和认识科学活动的性质。入理解科学概念和认识科学活动的性质。交流就是与其他人交换看法、分享信息的过程。交流就是与其他人交换看法、分享信息的过程。交流的内容主要包括：交流的内容主要包括：科学探究过程、科学实验方科学探究过程、科学实验方法、描述观察结果、展示测量数据、报告研究成果和法、描述观察结果、展示测量数据、报告研究成果和结论结论。为了帮助他人理解你所陈述的复杂过程或事物，。为了帮助他人理解你所陈述的复杂过程或事物，需要利用图画、图表、计算机图像等建立一种模型。交需要利用图画、图表、计算机图像等建立一种模型。交流也是一个评价过程，评价内容涉及科学探究程序的方流也是一个评价过程，
36、评价内容涉及科学探究程序的方方面面。反思是指能够倾听和尊重他人的质疑，承认不方面面。反思是指能够倾听和尊重他人的质疑，承认不同的观点或解释，并且在吸纳中肯意见的基础上修正自同的观点或解释，并且在吸纳中肯意见的基础上修正自己的观点或结论。己的观点或结论。第34页，共75页。例：例：探究不同环境中的细菌和真菌v问题：不同环境中都有细菌和真菌吗？问题：不同环境中都有细菌和真菌吗？那种环境中更多些？那种环境中没有？那种环境中更多些？那种环境中没有？v假设：室内室外都一样。假设：室内室外都一样。v实验设计：实验设计：设计实验方案设计实验方案、实验步骤实验步骤、实验方法等实验方法等v实施实验实施实验v结果
37、与分析：实验成败的原因，结果与分析：实验成败的原因，v表达、交流：实验结果、表达、交流：实验结果、实验的关键步实验的关键步骤骤第35页，共75页。实验设计实验设计的概念的概念v实验设计，就是要求学生设计实验，选择实验器材，安实验设计，就是要求学生设计实验，选择实验器材，安排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。排实验步骤，设计数据处理的方法及分析实验的现象。它包括它包括设计实验方案设计实验方案、设计实验步骤设计实验步骤、设计实验改进方设计实验改进方法法等。等。第36页，共75页。实验设计的实验设计的“三要素三要素”v实验对象实验对象：实验所用的材料即为实验对象。实验对象选实验所用的材料
38、即为实验对象。实验对象选择的合适与否直接关系到实验实施的难度，以及别人对择的合适与否直接关系到实验实施的难度，以及别人对实验新颖性和创新性的评价。一个完整的实验设计中所实验新颖性和创新性的评价。一个完整的实验设计中所需实验材料的总数称为样本含量。最好根据特定的设计需实验材料的总数称为样本含量。最好根据特定的设计类型估计出较合适的样本含量。类型估计出较合适的样本含量。v实验因素实验因素：所有影响实验结果的条件都称为影响因素所有影响实验结果的条件都称为影响因素 v实验效应实验效应：实验因素取不同水平时在实验单位上所产生的实验因素取不同水平时在实验单位上所产生的反应称为实验效应。反应称为实验效应。第
39、37页，共75页。实验设计的实验设计的“六原则六原则”v对照原则对照原则：主要包括：主要包括空白对照组空白对照组和和非处理因素的实验对非处理因素的实验对照组；照组；v随机原则随机原则：尽量运用统计学知识来设计自己的实验，尽量运用统计学知识来设计自己的实验，减少外在因素和人为因素的干扰。减少外在因素和人为因素的干扰。v重复原则重复原则：在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。在相同实验条件下必须做多次独立重复实验。一般认为重复一般认为重复5次以上的实验才具有较高的可信度。次以上的实验才具有较高的可信度。v最经济原则最经济原则 v平衡原则平衡原则v弹性原则弹性原则第38页，共75页。实验要怎样设计
40、才是科学的实验要怎样设计才是科学的 实验方案不同于实验操作 操作规范 是为了避免实验误差 实验方案设计的科学性是为了避免实验设计的片面和偏差第39页，共75页。例：例：探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响v学生作为主体完成：学生作为主体完成：v问题：浸出液对水蚤心率有影响吗？v假设：可能影响或不影响v实验设计：设计实验方案、实验步骤、实验方法等v实施实验v结果与分析：实验成败的原因，v表达、交流：实验结果、实验的关键步骤第40页，共75页。影响实验结果的主要因素 v取材分析：水蚤是否是活的？是否处于饥饿状态？（饥饿的水蚤心率慢）v药品与试剂分析：不同浓度浸出液的配制是否准确？v步骤及操作分析：
41、漏做某个实验步骤，操作方法错误，操作不严格 v显微镜的使用分析：在显微镜下是否数清楚 了水蚤的心率？是否正确使用显微镜？第41页，共75页。实验失误了怎样改进 因为设计失误导致的实验结论偏差 因为操作的不规范导致的实验结果差异，或因为环境因子改变太大或条件控制不一致 需要承认实验错误是正常的得到经验 设计错误：要从设计方案的源头开始检查 操作不规范要检查最有可能导致实验误差过大的操作。纠正错误：重新设计实验方案 全面考虑可能导致实验误差的影响因素 第42页，共75页。设计的缜密性设计的缜密性问题：观察（或测量）指标的确定问题：观察（或测量）指标的确定常识：人生活在过高或过低的温度下都会感到不舒
42、服。常识：人生活在过高或过低的温度下都会感到不舒服。研究：不适的温度与适宜的温度鱼类有何不同的表现，这种表现差研究：不适的温度与适宜的温度鱼类有何不同的表现，这种表现差异性如何？异性如何？观察的指标：溶解氧（观察的指标：溶解氧（mg/L）、呼吸频率（鳃盖开合次数）、呼吸频率（鳃盖开合次数/min）、游动速度（）、游动速度（cm/min）、食量）、食量实验：以自然界的低水温和高水温作为设置温度梯度的两个实验：以自然界的低水温和高水温作为设置温度梯度的两个端点，每个温度测量相同体重的鱼端点，每个温度测量相同体重的鱼59尾。尾。问：这样设计有缺陷吗？问：这样设计有缺陷吗？第43页，共75页。第44页
43、，共75页。3.3.实验教学的组织（以探究性为例）实验教学的组织（以探究性为例）探究实验教学的组织工作主要包括：探究实验教学的组织工作主要包括：确定实验确定实验教学目标、营造实验探究环境、制定教学活动计划、教学目标、营造实验探究环境、制定教学活动计划、调控学生探究进程、评价探究实验结果调控学生探究进程、评价探究实验结果等方面。等方面。每个探究实验都是单元课题内容的一个重要组成部每个探究实验都是单元课题内容的一个重要组成部分，实验教学目标也必然与单元课题的三维目标一样。分，实验教学目标也必然与单元课题的三维目标一样。但是，实验课题内容不同，在其知识、技能、情感等方但是，实验课题内容不同，在其知识
44、、技能、情感等方面的要求各有侧重。三维目标的大体要求如图所示：面的要求各有侧重。三维目标的大体要求如图所示：第45页，共75页。目标目标要求要求案例案例知识性知识性记得概念或原理；记得概念或原理；体验知识形成的过程体验知识形成的过程探究种子萌发的条件探究种子萌发的条件探究馒头在口腔中的变化探究馒头在口腔中的变化技能性技能性基本技能训练；基本技能训练；信息处理能力；信息处理能力；理解和应用能力；理解和应用能力；科学探究能力科学探究能力练习使用显微镜；练习使用显微镜；探究不同食物的热价；探究不同食物的热价；探究动物条件反射形成的过程；探究动物条件反射形成的过程；模拟探究保护色的形成过程模拟探究保护
45、色的形成过程情感性情感性科学品质和科学道德；科学品质和科学道德；科学态度和科学精神；科学态度和科学精神；社会责任心和使命感社会责任心和使命感探究环境因素对生物的影响探究环境因素对生物的影响;验证呼出的气体中含有较多的二验证呼出的气体中含有较多的二氧化碳氧化碳;调查当地常见的几种传染病调查当地常见的几种传染病确定实验教学的目标：确定实验教学的目标：第46页，共75页。营造实验探究环境：营造实验探究环境：科学探究需要一个良好的学习环境，时间、科学探究需要一个良好的学习环境，时间、空间和学习材料是科学探究学习环境的重要组空间和学习材料是科学探究学习环境的重要组成因素。成因素。第47页，共75页。制定
46、周密的教学计划：制定周密的教学计划：探究实验教学要有周密的计划，既要有课前准备探究实验教学要有周密的计划，既要有课前准备计划，又要有实验导学计划和课后辅导计划。其主计划，又要有实验导学计划和课后辅导计划。其主要内容如下表：要内容如下表：计划计划课前准备计划课前准备计划实验导学计划实验导学计划课后辅导计划课后辅导计划主要主要内容内容相关学习材料相关学习材料实验教学设备实验教学设备辅助教学媒体辅助教学媒体实验教学课件实验教学课件导入探究课题导入探究课题诱导学生探究诱导学生探究调控探究进程调控探究进程活跃探究气氛活跃探究气氛提供信息资料提供信息资料展示演示装置展示演示装置呈示实验数据呈示实验数据观察
47、、调查、观察、调查、实验或测量实验或测量评价探究实验结果。评价探究实验结果。第48页，共75页。二、新课程改革后中学生物实验教学的对策 实验教学在中学生物教学中占有非常重要的地位，新课程改革后，中学生物教学更加注重了理论与实践相结合的原则。因此，在中学生物实验教学中老师要加强对实验内容和过程的科学性指导，调动学生学习生物的积极性、主动性，改变生物实验教学的传统方式，这对于提高中学生物实验教学的质量，培养学生创新思维和能力有着积极的意义。第49页，共75页。1、充分发挥教师与学生的能动作用 面对课改后生物实验内容向纵深方向的扩展，实验数目的增加、实验类型、材料的多样化等的现实，作为生物教师就应当
48、充分发挥自己在生物学学习上的主观能动作用，刻苦钻研专业基础知识，掌握先进的生物实验技术和多媒体技术，提高实验技术水平，开发多样化的实验类型的实验材料，把生物实验从课内引向课外，从课堂引向广阔的大自然，改变传统实验的方式方法，同时，也要积极引导、鼓励学生参与生物学实验和生物探究性、研究性课题的研究和讨论，扩展学生的思维，培养学生的能力。第50页，共75页。2、开展实验替代研究 新课改后的许多生物实验都是以前没有过的新内容，由于实验开设条件的限制，许多实验一时还无法在学校正常开设。但是只要动脑筋，加强替代实验的研究，就可以很好解决问题。例如：除此以外，我们还可以用课外实验替代课内实验，用演示实验替
49、代分组实验，用虚拟实验替代现实实验，或者把一些实验内容转化成为课外科技实验的内容等等。第51页，共75页。3、加强实验过程的科学指导 v新课改后的实验内容增多了，学生亲手操作动手的机会也增多了。老师要指导学生预习好实验内容，明确每个实验全过程，学生才能做到心中有数，进入实验过程才能有条不紊，同时对于有一定难度的实验，老师就应事先对实验难点和要点进行讲解，以使学生能掌握要领，让实验达到预期目的。这在初中阶段的实验中尤为重要。例如：观察植物细胞和动物细胞的实验，这对七年级的学生来说如何制作细胞的临时装片有一定的困难，因此在做这个实验时就要特别强调如何制作装片？如何正确选取植物和动物的细胞的方法要领
50、。要提醒学生注意安全。v此外，还要指导学生要有实事求是，富于探究的科学态度，比如在实验过程中做好记录，要注意观察，关注实验过程的每一环节等，从而培养学生严谨的科学态度。第52页，共75页。4、注重学生自主探究精神和学习习惯的养成 课程改革的实验教学，是以学生自主活动为主要方式的教学，把主动权交给学生，鼓励每个学生积极参与。同时在实验探究教学活动中，应当设置巧妙的问题或情景来调动学生积极参与的热情和兴趣。同时在实验中还要为学生拓展探究实验活动时间和空间，让学生对问题主动探究落实到实处。（叶片结构）例如：为什么叶片向光的一面颜色较深，背光较浅？（叶脉结构）为什么大玉莲叶子能支撑一个小孩子？要善于利
