《生物課堂中提升學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力研究》結(jié)題報告

《生物課堂中提升學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力研究》結(jié)題報告負(fù)責(zé)人：曾凡洪【摘要】生物學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。實驗是獲取生物學(xué)知識的重要手段，是科學(xué)研究過程的重要環(huán)節(jié)。我國高中生物教學(xué)大綱中對學(xué)生能力的培養(yǎng)中明確指出要求“培養(yǎng)學(xué)生初步學(xué)會設(shè)計實驗，分析和解釋實驗中產(chǎn)生的現(xiàn)象，得出正確的實驗結(jié)論。逐步形成分析、綜合、比較和推理的能力，學(xué)會解決一些有關(guān)的實際問題，使學(xué)生具有觀察能力、實驗?zāi)芰?、思維能力和自學(xué)能力，初步的研究能力和創(chuàng)造能力。”然而生物實驗一直都是高考的必考內(nèi)容以及考生得分率較低的部分，也是學(xué)生最害怕遇到的題型。因此，在生物教學(xué)過程中通過探究培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力從而使學(xué)生具備適應(yīng)社會需求的關(guān)鍵能力是非常有必要的。本課題將從追尋問題本質(zhì)出發(fā)結(jié)合教學(xué)實踐詳細(xì)探究如何在生物課堂中提升學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力?！娟P(guān)鍵詞】生物實驗設(shè)計一、研究目的和意義1、研究的背景隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以及全球經(jīng)濟(jì)化的發(fā)展，社會對于未來人才的要求也充滿挑戰(zhàn)。而作為以創(chuàng)世界一流中學(xué)為口號的湖北省的窗口學(xué)校的我校在深入推行教育教學(xué)改革的同時，提倡要有意識地注重學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，要讓每一個走出校門的畢業(yè)生都擁有受用終生的立足社會的情商。所謂關(guān)鍵能力即批判性思維、有效溝通、創(chuàng)造創(chuàng)新和團(tuán)隊合作能力。這就對華師一教師提出了新的目標(biāo)和任務(wù)，要求在教學(xué)實踐活動中要積極主動探索培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力的策略和方法。生物學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。實驗是獲取生物學(xué)知識的重要手段，是科學(xué)研究過程的重要環(huán)節(jié)。生物實驗教學(xué)又是高中生物教學(xué)的重點(diǎn)之一，也一直都是高考的必考內(nèi)容以及考生得分率較低的部分。從近5年的各地生物高考真題來看，借助實驗方法創(chuàng)造情境，考察學(xué)生對實驗進(jìn)行設(shè)計和分析的能力的比重日漸增大。高中生物實驗設(shè)計對學(xué)生的能力要求較高，除了要求學(xué)生有基礎(chǔ)的生物知識儲備，還需要具有創(chuàng)造能力和發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。這些能力的培養(yǎng)正好與我校的治學(xué)理念不謀而合。因此，在生物教學(xué)過程中通過探究培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力從而使學(xué)生具備適應(yīng)社會需求的關(guān)鍵能力是非常有必要的。2、現(xiàn)狀分析培養(yǎng)學(xué)生的生物實驗?zāi)芰κ侵袑W(xué)生物教學(xué)大綱明確提出的培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力、實驗?zāi)芰妥詫W(xué)能力等四種能力之一，而生物實驗設(shè)計能力又是實驗?zāi)芰Φ闹匾獌?nèi)容。實驗設(shè)計能拓寬學(xué)生的思維空間，有利于學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，當(dāng)前學(xué)生對生物學(xué)實驗教學(xué)普遍重視不夠，學(xué)生缺乏對實驗設(shè)計基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練。此外，由于高中生物課時緊張、實驗室條件較簡陋，使得生物的教學(xué)實驗以及學(xué)生自主的研究性學(xué)習(xí)的開展受限，學(xué)生實際動手操作的機(jī)會并不多，這使得學(xué)生并不能很好的理解相關(guān)實驗原理以及實驗過程中的每一個步驟的具體操作原因。鑒于以上原因，使得學(xué)生遇到生物實驗設(shè)計的相關(guān)問題時總會出現(xiàn)畏難逃避情緒。通過查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)一些熱門的生物資源網(wǎng)站關(guān)于生物實驗教學(xué)的課件資源非常缺乏，相關(guān)的生物實驗的論文更多的體現(xiàn)在高考試題點(diǎn)評，就題論題，沒有系統(tǒng)地對整個高中生物教材上的生物實驗部分進(jìn)行歸納總結(jié)，而關(guān)于生物實驗設(shè)計的基本原理和設(shè)計思路的總結(jié)也是少之又少。3、目的、意義生物實驗不僅是中學(xué)生物教學(xué)的重要內(nèi)容，又是培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力的重要途徑。然而由于傳統(tǒng)的生物實驗的教學(xué)模式過分強(qiáng)調(diào)知識點(diǎn)的輸入，學(xué)校硬件設(shè)施簡陋，生物課時緊張學(xué)生動手機(jī)會較少等因素使我校學(xué)生的生物實驗?zāi)芰η啡保龅缴飳嶒炘O(shè)計相關(guān)試題總出現(xiàn)畏難情緒，該部分得分率也普遍偏低。因此，在生物教學(xué)工作中，改變課題教學(xué)模式，積極嘗試自主探究性學(xué)習(xí)模式培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是非常有必需的。如何通過巧妙的教學(xué)設(shè)計和實驗情境模擬來有助于學(xué)生自主理解實驗原理以及設(shè)計思路，提高學(xué)生的實驗設(shè)計能力并能用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)纳飳I(yè)術(shù)語表達(dá)實驗設(shè)計，是本課題研究的主要目的。二、課題界定1、對研究對象的總體范圍界定2013級全體學(xué)生2、對關(guān)鍵概念的界定生物實驗設(shè)計是指在正式進(jìn)行科學(xué)實驗之前，實驗者根據(jù)一定的目的和要求應(yīng)用相關(guān)的科學(xué)知識、原理，對實驗過程中的材料、手段、方法、步驟等全部方案的制定。高中生物教學(xué)大綱中明確指出，培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力是素質(zhì)教育的重點(diǎn)之一，教師要積極創(chuàng)造條件，努力使學(xué)生初步學(xué)會生物科學(xué)探究的一般方法，包括提出問題、做出假設(shè)、實驗設(shè)計和實驗驗證等，初步形成創(chuàng)造性思維品質(zhì)，能夠運(yùn)用學(xué)到的生物學(xué)知識評價和解決某些實際問題。探究性教學(xué)模式是指在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生通過主動參與獲得知識的過程。通過對知識的親身體驗，掌握研究科學(xué)所必需的探究能力，并形成科學(xué)的概念和規(guī)律，進(jìn)而產(chǎn)生對探索未知世界的積極態(tài)度。三、研究目標(biāo)為了使實驗教學(xué)既能滿足當(dāng)前高考教學(xué)改革的要求，又能盡可能地挖掘?qū)嶒灲虒W(xué)的能動性，培養(yǎng)學(xué)生對生物學(xué)科的興趣，提高學(xué)生的綜合能力，本課題將積極探究如何在生物實驗教學(xué)中以探究性教學(xué)理論為指導(dǎo)，采用探究性教學(xué)方式，模擬實驗情境，引導(dǎo)學(xué)生開展自主性學(xué)習(xí)，提高學(xué)生生物實驗設(shè)計的能力，幫助學(xué)生建立自信，并能將生物學(xué)原理和實驗設(shè)計理念舉一反三的應(yīng)用在生活中。四、研究內(nèi)容鑒于學(xué)生對生物學(xué)實驗教學(xué)普遍重視不夠，學(xué)生缺乏對實驗設(shè)計基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練導(dǎo)致學(xué)生的實驗設(shè)計能力較差等現(xiàn)象，為盡快而有效地提高學(xué)生的生物實驗設(shè)計能力，積極響應(yīng)學(xué)校關(guān)于學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)的新課程改革的開展，如何在生物教學(xué)過程中通過探究培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力從而使學(xué)生具備適應(yīng)社會需求的關(guān)鍵能力是本課題研究的主要內(nèi)容。五、具體措施本課題將從以下幾個方面入手開展探究工作：1、查閱與研究課題相關(guān)的資料，積累素材2、加強(qiáng)教學(xué)實踐，挖掘教材中的實驗設(shè)計理論知識3、補(bǔ)充經(jīng)典實驗，優(yōu)化實驗設(shè)計理論知識4、強(qiáng)化訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成研究型設(shè)計實驗的能力5、鼓勵學(xué)生開展生物自主實驗，在動手中鞏固知識。6、推廣優(yōu)秀課堂案例，進(jìn)行組內(nèi)交流。六、計劃步驟：2015年2月制定研究方案、上報研究項目申請表，探究活動總時間為一年，分四個階段進(jìn)行。第一階段：2015年2月份-2015年5月，課題小組成員通過多種渠道收集國內(nèi)外關(guān)于《提升學(xué)生生物實驗設(shè)計能力的探究》的相關(guān)資料，進(jìn)行課堂理論學(xué)習(xí)，做好課題研究的準(zhǔn)備工作。第二階段：2015年6－9月份，觀摩聽課，包括外出觀摩聽課和參加調(diào)研活動，進(jìn)行課堂觀察活動并寫出階段性觀察報告,將研究結(jié)果匯總,以備課小組為單位進(jìn)行深層次的教研。第三階段：2015年10月至11月，開展課堂教學(xué)實踐，邀請教學(xué)專家示范并指導(dǎo)生物實驗教學(xué)以及生物實驗設(shè)計試題點(diǎn)評教學(xué)，進(jìn)一步修改、完善。并將優(yōu)秀課堂案例以及經(jīng)驗進(jìn)行推廣。第四階段：2015年12月，總結(jié)評價，撰寫探究活動終結(jié)性實驗報告和研究論文。七、研究方法：本實驗在行動研究中主要采取文獻(xiàn)研究法、課堂實踐法、比較法、個案總結(jié)法、座談法。1．文獻(xiàn)研究法。通過查閱國內(nèi)外有關(guān)“生物課堂中提升學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力研究”的相關(guān)論文，確立課題的理論支撐，加強(qiáng)理論指導(dǎo)，使課題組成員得到理論的提高有經(jīng)驗借鑒。2.課堂實踐法。在相關(guān)理論知識的指導(dǎo)下，積極研究生物教材，選取合適的生物實驗在課堂實踐中開展探究性教學(xué)模式，并邀請教學(xué)專家示范指導(dǎo)。3.比較法。開設(shè)不同的班級，比較探究性教學(xué)模式與傳統(tǒng)生物實驗教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。4.個案總結(jié)法。對有代表性的個案進(jìn)行分析分類研究，結(jié)合課堂實踐中學(xué)生的互動情況，寫出個案研究報告。5.座談法。匯報心得體會，進(jìn)行組內(nèi)交流。八、研究成果（一）研討課/示范課為了更準(zhǔn)確地把握我校生物實驗教學(xué)課堂的現(xiàn)狀、學(xué)生對生物實驗教學(xué)的需求和學(xué)生在實驗設(shè)計類考題得分偏低的原因，我們設(shè)計了一份《生物課堂中提升學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力研究調(diào)查問卷》（見附件一）。統(tǒng)計分析調(diào)查問卷的數(shù)據(jù)，我們可以看出：由于傳統(tǒng)的生物實驗的教學(xué)模式過分強(qiáng)調(diào)知識點(diǎn)的輸入，學(xué)校硬件設(shè)施簡陋，生物課時緊張學(xué)生動手機(jī)會較少等因素使我校大部分的生物實驗教學(xué)方式大多數(shù)是教師講解，從而使學(xué)生對實驗原理、目的和步驟認(rèn)識較抽象，大部分學(xué)生只能部分掌握必修課本上的實驗內(nèi)容。而在考試時生物設(shè)計類考題時丟分較多的原因有將近一半學(xué)生認(rèn)為是由于基礎(chǔ)知識薄弱導(dǎo)致審題錯誤，還有將近1/3學(xué)生認(rèn)為是由于表達(dá)能力差，不能用專業(yè)的生物術(shù)語簡潔準(zhǔn)確地回答問題。此外，大部分學(xué)生認(rèn)為他們覺得最佳的生物實驗教學(xué)方式還是學(xué)生自己動手操作。在了解我校生物實驗教學(xué)現(xiàn)狀后，我們課題組通過查閱相關(guān)資料并積極研究教材，從新課教學(xué)和一輪復(fù)習(xí)和選修課三個方面分別選擇了《酶的作用和本質(zhì)》、《遺傳規(guī)律相關(guān)實驗設(shè)計專題》、《ABO血型》來探討培養(yǎng)學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力從而使學(xué)生具備適應(yīng)社會需求的關(guān)鍵能力。新課教學(xué)：程聰老師在高一（10）班講授《酶的作用和本質(zhì)》外省的一些專家和教師也聆聽了這一節(jié)課。本課堂首先通過一個簡短的視頻很快吸引了學(xué)生的注意力導(dǎo)入主題，提出問題。接著現(xiàn)場讓學(xué)生以小組為單位動手做實驗來探究過氧化氫在不同條件下的分解的情況，然后請每個小組根據(jù)自己的實驗結(jié)果得出結(jié)論并分析實驗現(xiàn)象和結(jié)果。最終由學(xué)生自己總結(jié)出酶的作用和本質(zhì)。這不僅活躍了課堂氣氛，培養(yǎng)了學(xué)生對生物的學(xué)習(xí)興趣和動手能力，還大大提高了課堂效率。一輪復(fù)習(xí)：陳倩老師在高三（10）班講授《遺傳規(guī)律相關(guān)實驗設(shè)計專題》。遺傳學(xué)相關(guān)題目一向都是高考得分最低的考點(diǎn)，把遺傳規(guī)律與相關(guān)實驗設(shè)計結(jié)合在一起更是讓學(xué)生害怕的考題。本課堂以習(xí)題講解的形式開展，選擇一些高考題和八校聯(lián)考的題目為例給學(xué)生介紹這類題的解題技巧：先要了解題中實驗的實驗?zāi)康?，接著要分清實驗組和對照組，分析實驗設(shè)計中的自變量和因變量，在寫實驗步驟時要注意前后順序的邏輯性和單一變量原則。選修課：曾凡洪老師在龍泉中學(xué)給學(xué)生上了一堂別開生面的選修課《ABO血型》。在這堂課上，曾老師首先用《亮劍》中的士兵輸血片段為開頭一下子吸引了學(xué)生的注意力，接著曾老師詳細(xì)給學(xué)生介紹了三種血型的分類依據(jù)，并以此為例介紹了與血型相關(guān)的遺傳題的解題技巧。整堂課上都是老師作為引導(dǎo)者，學(xué)生自己思考并得出結(jié)論。這改變了傳統(tǒng)的教師傳授知識的教學(xué)模式，培養(yǎng)了學(xué)生的生物思維和關(guān)鍵能力，提高了課堂效率，并獲得一致好評。（二）研究論文：見附件二：程聰《生物課堂中如何提升學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力》（三）、圖片展示：曾凡洪老師講授《ABO血型》曾凡洪老師講授《ABO血型》陳倩老師課堂上，學(xué)生在思考題目陳倩老師指導(dǎo)學(xué)生開展實驗附件一：生物課堂中提升學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力研究調(diào)查問卷1.你學(xué)習(xí)生物實驗內(nèi)容的主要方式是（）A.大多數(shù)是教師講解B.大多數(shù)是老師用多媒體演示C.大多數(shù)是老師做演示實驗D.大多數(shù)是學(xué)生親手操作實驗2.生物必修課本上的實驗，學(xué)校有開設(shè)實驗課的有（）個A.1-3個B.4-6個C.都開設(shè)D.0個3.你能否掌握生物必修課本上的實驗內(nèi)容（）A.能完全掌握B.能部分掌握C.不能掌握4.在做分值約為10分的實驗設(shè)計題目時，你一般能得到（）分A.3分以下B.4-6分C.7-8分D.8分以上5.你覺得你丟分的原因是（）多選A.審題不仔細(xì)B.基礎(chǔ)知識薄弱C.表達(dá)能力差D.讀不懂題意E.其它6.在做實驗設(shè)計題目前，你是否清楚該實驗的目的？（）A.很清楚B.清楚C.較清楚D.不清楚7.你是否知道實驗設(shè)計的基本原則和一般步驟？A.知道B.基本知道C.不知道8.你經(jīng)常出錯的是哪種實驗設(shè)計題型？（）多選A.設(shè)計生物實驗B.對實驗步驟的補(bǔ)充和完善C.對實驗過程的錯誤進(jìn)行改正D.對實驗步驟和結(jié)果進(jìn)行評價9.你在做生物實驗題目時，會不會參考課本實驗內(nèi)容自己設(shè)計實驗方案？（）A.會B.有時會C.很少D.幾乎沒有10.你認(rèn)為教師應(yīng)該如何指導(dǎo)學(xué)生提高實驗設(shè)計能力？()A.在課堂上演示生物實驗，邊演示邊講解實驗?zāi)康脑砗筒襟EB.多開設(shè)學(xué)生實驗，讓學(xué)生在實踐過程中鞏固理論知識C.創(chuàng)造條件，引導(dǎo)學(xué)生開展研究性學(xué)習(xí)D.其他方法，如__________________________________________附件二：生物課堂中如何提升學(xué)生自主設(shè)計實驗的能力培養(yǎng)學(xué)生的生物實驗?zāi)芰?，是中學(xué)生物教學(xué)大綱明確提出的培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、思維能力、實驗?zāi)芰妥詫W(xué)能力等四種能力之一，而生物實驗設(shè)計能力既是實驗?zāi)芰Φ闹匾獌?nèi)容，也是實驗?zāi)芰Φ淖罡邔哟?，其本身具有較強(qiáng)的綜合性、創(chuàng)造性和靈活性等特點(diǎn)。實驗設(shè)計題能拓寬學(xué)生的思維空間，鼓勵學(xué)生大膽設(shè)計實驗方案，并做出方案合理性的評估，有利于學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。當(dāng)前學(xué)生對生物學(xué)實驗教學(xué)普遍重視不夠，學(xué)生缺乏對實驗設(shè)計基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，因此學(xué)生的實驗設(shè)計能力較差。為盡快而有效地提高學(xué)生的生物實驗設(shè)計能力，應(yīng)加強(qiáng)該方面的教學(xué)實踐。一、加強(qiáng)教學(xué)實踐，挖掘教材中的實驗設(shè)計理論知識1.夯實教學(xué)，掌握實驗設(shè)計基本思路在生物實驗中，其基本思想就是“對照”，大多數(shù)生物實驗以對照性原則進(jìn)行設(shè)計的，在實驗設(shè)計中，通過設(shè)置對照組，可排除無關(guān)變量的影響，減少實驗誤差。在探究某一種條件對研究對象的影響時，對研究對象進(jìn)行的除了這種條件不同以外，其他條件都相同的實驗就叫對照實驗。設(shè)計對照實驗時應(yīng)注意科學(xué)性、可比性、可操作性及可重復(fù)性。探究實驗中設(shè)置幾組實驗，視假設(shè)中的條件多少而定。其中一組提供假設(shè)中的全部條件，稱對照組。其余各組均缺少假設(shè)中的一個條件滿足其余條件，稱為實驗組。故有多少個條件，就設(shè)置多少個實驗組，外加一個對照組。在探究一種條件對研究對象的影響時，對研究對象進(jìn)行的除了這種條件不同以外，其他條件都相同的實驗就叫對照實驗。

教師在教學(xué)過程中首先必須有意識讓學(xué)生判斷哪個是屬于實驗組，哪個是屬于對照組，學(xué)生只有明確實驗組、對照組的概念，才能在獨(dú)立進(jìn)行實驗設(shè)計時，明確實驗?zāi)康?，抓住單一變量，以清晰的思維、條理性的思路，設(shè)置出較為有效的、完善的對照實驗。而這對于學(xué)生在分析、推理等思維能力、處理事物的能力也是很好的鍛煉。其次分析實驗變量，同時分析研究這些變量的控制方法，才能使我們設(shè)計的實驗達(dá)到一個良好的觀察效果。在控制實驗變量時，一般常用只改變單一變量條件的方法來控制，而其他條件保持不變。對單一變量的控制分析，現(xiàn)象原因比較清晰容易。如水分對種子萌發(fā)的影響，水由無、少量、適量、過量，溫度由室溫、戶外溫度、到低溫（冰箱）學(xué)生易理解。教學(xué)中需要討論控制多個變量時，我們可采用單變量控制的方法，化繁為簡去分析，然后再綜合分析考慮多個變量變量之間的綜合影響問題。最后指導(dǎo)學(xué)生掌握一些實驗變量的基本控制方法。如：溫度、空氣、溫度等的控制方法。學(xué)生有了控制實驗條件的能力，才能對實驗變量加以有效控制。對空氣不足的控制方法學(xué)生查閱資料采用涼開水上面加食物油的辦法，在試管加好水放好種子后燃燒木條再用蠟密閉試管口的辦法，經(jīng)實驗效果良好。2.拓展教學(xué)，明確實驗設(shè)計原理在現(xiàn)行的教材中對生物學(xué)實驗設(shè)計的基本原則和方法等內(nèi)容沒有專門的系統(tǒng)闡述，而是把它們隱含在教材的實驗內(nèi)容和生物學(xué)史的內(nèi)容之中，這就要求教師應(yīng)善于發(fā)現(xiàn)并挖掘出教材中的隱含信息，幫助學(xué)生了解和掌握實驗設(shè)計的理論知識。例如：復(fù)習(xí)“唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”實驗時，通過對實驗原理、操作步驟的細(xì)致分析，幫助學(xué)生形成科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炘O(shè)計思想；通過比較對照組實驗在實驗過程中的重要作用，使學(xué)生學(xué)會運(yùn)用實驗設(shè)計的科學(xué)性原則——設(shè)立對照組；通過實驗內(nèi)容的剖析，使學(xué)生掌握實驗設(shè)計的準(zhǔn)確性原則——設(shè)立多變量變量。通過分析生長素的發(fā)現(xiàn)歷程和孟德爾遺傳規(guī)律的揭示過程使學(xué)生了解實驗設(shè)計的基本方法和步驟。3.補(bǔ)充經(jīng)典實驗，優(yōu)化實驗設(shè)計理論知識分析教材中的實驗發(fā)現(xiàn)，實驗內(nèi)容少且缺乏系統(tǒng)性的方法指導(dǎo)，這對于學(xué)生全面了解實驗設(shè)計的理論知識是不夠的。因此，在教學(xué)中可以適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)充生物學(xué)的經(jīng)典實驗(如傘藻的嫁接實驗、童弟周培育單尾鰭金魚實驗等)，著重讓學(xué)生了解實驗者的實驗意圖，認(rèn)識實驗的形成過程，分析實驗中設(shè)置的實驗條件的目的。這對于學(xué)生進(jìn)一步理解實驗設(shè)計的原則，掌握實驗設(shè)計的方法，都是十分重要的。二、強(qiáng)化訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立完成研究型設(shè)計實驗的能力（一）課本實驗的重新設(shè)計——樹立實驗設(shè)計的信心進(jìn)行實驗設(shè)計的初期，學(xué)生對實驗設(shè)計方案的思路模糊，存在畏懼的心理。此時教師可采取由淺入深、循序漸進(jìn)的策略，幫助學(xué)生樹立實驗設(shè)計的自信心。課本實驗是學(xué)生既熟悉又親切的知識，教師在課本實驗的復(fù)習(xí)中可靈活地改變實驗的某個條件，讓學(xué)生模仿課本實驗的程序進(jìn)行簡單的實驗設(shè)計，使學(xué)生從中獲得成功感，增強(qiáng)對實驗設(shè)計的興趣；同時在“模仿”的過程中訓(xùn)練學(xué)生實驗設(shè)計的思維方式，使學(xué)生初步形成實驗設(shè)計的思路。在學(xué)習(xí)“還原糖的鑒定”后，讓學(xué)生練習(xí)由相關(guān)的課本實驗重組、改編的實驗設(shè)計題型。（二）典型習(xí)題的剖析——理順實驗設(shè)計的思路加強(qiáng)學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)，不但要重視分析、解釋實驗現(xiàn)象、結(jié)果以及推導(dǎo)實驗結(jié)論能力的培養(yǎng)，更應(yīng)重視培養(yǎng)設(shè)計實驗方案的能力。提高學(xué)生實驗設(shè)計的能力，教師不但要讓學(xué)生明確實驗設(shè)計的理論知識，更重要的是應(yīng)讓學(xué)生掌握實驗設(shè)計的正確思路，準(zhǔn)確完整地表達(dá)實驗設(shè)計的全過程，下面結(jié)合2005年廣東生物實驗題對實驗設(shè)計思路做簡要分析。研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在某電鍍廠排水口采集重金屬污染液100OmL。利用以下實驗材料和器材設(shè)計實驗，探究不同濃度重金屬污染液對水稻種子萌發(fā)和生長的影響。實驗材料和器材:水稻種子、試管、培養(yǎng)皿、紗布、尺子(100mm)、蒸餾水、恒溫光照培養(yǎng)箱、溫度設(shè)定為28℃、光強(qiáng)度為200OLux(實驗材料和器材的數(shù)量不限)根據(jù)給出的實驗材料和器材，請設(shè)計實驗方法和步驟、預(yù)測實驗結(jié)果并作出分析。（1）方法和步驟:（2）結(jié)果預(yù)測和分析:該題是探究實驗設(shè)計題，考查學(xué)生對實驗方法和步驟的設(shè)計，分析和處理實驗數(shù)據(jù)，作出合理的結(jié)論。解題思路為：1.首先認(rèn)真閱讀試題，明確實驗探究目的:不同濃度重金屬污染液對水稻種子萌發(fā)和生長的影響。然后仔細(xì)審查題目中提供的實驗材料和用具，初步設(shè)想這些材料、用具在實驗中可能起的作用。2.實驗原理：重金屬污染液對植物有毒害作用(生物學(xué)科知識定位)，測定不同濃度重金屬污染液對水稻種子萌發(fā)和生長的影響。如可用單位時間內(nèi)幼苗株高(或根長)或萌發(fā)率等任一種明確的、可量度的指標(biāo)進(jìn)行評價。3.確定實驗思路。（1）確定實驗變量為:不同濃度的重金屬污染液。根據(jù)材料應(yīng)進(jìn)行配制，用蒸餾水將重金屬污染液逐級稀釋10、102、103、104倍等(稀釋過程中pH的變化可不作考慮)，獲得多種不同濃度的污染液。不能忘記設(shè)空白對照組(變量為蒸餾水)。（2）保證實驗條件的一致性。除處理因素(變量)外，其他實驗條件必須保持一致。用等量(數(shù)量、質(zhì)量等)水稻種子，放入相同的用紗布鋪墊的培養(yǎng)皿中，給予相同的條件恒溫光照培養(yǎng)箱，溫度設(shè)定為28℃，光強(qiáng)度為200OLux（3）實驗結(jié)果的處理。根據(jù)實驗材料，要用尺子來測量幼苗株高(或根長)，計算其平均值，確定其萌發(fā)和生長情況。最后，根據(jù)有關(guān)理論和原理對實驗可能出現(xiàn)的結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，并能科學(xué)合理地分析不同濃度的重金屬污染液對水稻種子的萌發(fā)和生長是否有抑制作用，抑制程度如何。4.設(shè)計實驗步驟。思路清楚后，按順序把步驟和現(xiàn)象表述出來。表述時注意實驗操作的規(guī)范性和科學(xué)性，實驗現(xiàn)象表述要準(zhǔn)確，語言表達(dá)要簡明。本題設(shè)計步驟如下:由以上分析得出實驗設(shè)計的基本思路為：1、明確要求和目的；2、聯(lián)系理論原理；3、確定實驗思路；4、設(shè)計實驗步驟；5、實驗結(jié)果的預(yù)期、分析和討論。（三）專題訓(xùn)練——深化對實驗設(shè)計的理解“實踐出真知?！睂W(xué)習(xí)的目的在于應(yīng)用，只有將知識應(yīng)用于實踐，才能加深對知識的理解和鞏固，從而形成相應(yīng)的技能。學(xué)生在明確了實驗設(shè)計的基本原則和思路之后，一定數(shù)量的練習(xí)是必要的，它可培養(yǎng)學(xué)生綜合處理信息的能力、邏輯思維能力以及語言文字的表達(dá)能力等。為了使學(xué)生更好地掌握實驗設(shè)計的方法，提高