fname=初中實驗培訓(xùn)

1

中學(xué)生物實驗教學(xué)面臨的挑戰(zhàn)和對策

主講人:湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院段巍

duanwei_2004883@23

課程基本理念(2011年版）

面向全體學(xué)生

所有的初中學(xué)生都需要學(xué)習(xí)生物學(xué)，也可以學(xué)好生物學(xué)。因此，本課程的設(shè)計是面向全體學(xué)生、著眼于學(xué)生全面發(fā)展和終身發(fā)展的需要。課程目標(biāo)和課程內(nèi)容提出了全體學(xué)生通過努力都應(yīng)達(dá)到的基本要求，同時也有較大的靈活性，可以適應(yīng)不同學(xué)校的條件和不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，實現(xiàn)因材施教，以促進(jìn)每個學(xué)生的充分發(fā)展。

提高生物科學(xué)素養(yǎng)

生物科學(xué)素養(yǎng)是指一個人參加社會生活、經(jīng)濟(jì)活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力，包括理解科學(xué)、技術(shù)與社會的相互關(guān)系，理解科學(xué)的本質(zhì)以及形成科學(xué)的態(tài)度和價值觀。生物學(xué)課程的目標(biāo)、內(nèi)容和評價都旨在提高每個學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)

生物科學(xué)不僅是眾多事實和理論的匯總，也是一個不斷探究的過程?？茖W(xué)探究既是科學(xué)家工作的基本方式，也是科學(xué)課程中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和有效的教學(xué)方式。本課程倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，力圖改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、勤于動手、積極思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，突出創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。4探究既是學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是學(xué)生學(xué)習(xí)的方式；探究性實驗中的實驗僅僅是手段，是學(xué)生認(rèn)知的載體，實驗教學(xué)的根本目標(biāo)在于培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。5一、我國中學(xué)生物學(xué)實驗課程的發(fā)展趨勢1、實驗教學(xué)目標(biāo)明確具體

新課程將發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力和增強(qiáng)學(xué)生的生物學(xué)實驗的基本技能列出了具體的目標(biāo)。

根據(jù)“初中課標(biāo)”，知識目標(biāo)的內(nèi)容包括：A、獲得有關(guān)生物學(xué)基本事實、概念、原理、規(guī)律和模型等方面的基礎(chǔ)知識，知道生物科學(xué)與技術(shù)的主要發(fā)展方向和成就，知道生物科學(xué)發(fā)展史上的重要事件；B、了解生物科學(xué)知識在生活、生產(chǎn)、科學(xué)技術(shù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用；C、積極參與生物科學(xué)知識的傳播，促進(jìn)生物科學(xué)知識進(jìn)入個人和社會生活。6（一）知識（2011年版）

獲得有關(guān)生物體的結(jié)構(gòu)層次、生命活動、生物與環(huán)境、生物多樣性、生物進(jìn)化以及生物技術(shù)等生物學(xué)基本事實、概念、原理和規(guī)律的基礎(chǔ)知識。

獲得有關(guān)人體結(jié)構(gòu)、功能以及衛(wèi)生保健的知識，促進(jìn)生理和心理的健康發(fā)展。知道生物科學(xué)和技術(shù)在生活、生產(chǎn)和社會發(fā)展中的應(yīng)用及其可能產(chǎn)生的影響。7能力目標(biāo)的內(nèi)容：Ａ、能夠正確使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進(jìn)行生物學(xué)實驗的操作、生物繪圖等技能；Ｂ、能夠利用多種媒體搜集生物學(xué)信息，學(xué)會鑒別、選擇、運用和分享信息；Ｄ、發(fā)展科學(xué)探究能力。8

（二）能力（2011年版）

正確使用顯微鏡等生物學(xué)實驗中常用的儀器和用具，具備一定的實驗操作能力。

初步具有收集、鑒別和利用課內(nèi)外的圖文資料及其他信息的能力。

初步學(xué)會生物科學(xué)探究的一般方法，發(fā)展學(xué)生提出問題、作出假設(shè)、制訂計劃、實施計劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流的科學(xué)探究能力。在科學(xué)探究中發(fā)展合作能力、實踐能力和創(chuàng)新能力。

初步學(xué)會運用所學(xué)的生物學(xué)知識分析和解決某些生活、生產(chǎn)或社會實際問題。9情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)的內(nèi)容：A、初步形成生物體的結(jié)構(gòu)與功能、局部與整體、多樣性與共同性相統(tǒng)一的觀點，生物進(jìn)化觀點與生態(tài)學(xué)觀點，樹立辯證唯物主義自然觀，逐步形成科學(xué)的世界觀；B、關(guān)心我國的生物資源狀況，對我國生物科學(xué)和技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r有一定的認(rèn)識，更加熱愛家鄉(xiāng)、熱愛祖國、增強(qiáng)振興中華民族的使命感與責(zé)任感；C、認(rèn)識生物科學(xué)的價值，樂于學(xué)習(xí)生物科學(xué)，養(yǎng)成質(zhì)疑、求實、創(chuàng)新及勇于實踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度；Ｄ、認(rèn)識生物科學(xué)和技術(shù)的性質(zhì)，能正確理解科學(xué)、技術(shù)、社會之間的關(guān)系，能夠運用生物科學(xué)知識和觀念參與社會事務(wù)的討論；Ｅ、熱愛自然、珍愛生命，理解人與自然和諧發(fā)展的意義，樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念；確立積極的生活態(tài)度和健康的生活方式。10

（三）情感-態(tài)度-價值觀（2011年版）

了解我國的生物資源狀況和生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，形成愛祖國、愛家鄉(xiāng)的情感，增強(qiáng)振興祖國和改變祖國面貌的使命感與責(zé)任感。

熱愛自然，珍愛生命，理解人與自然和諧發(fā)展的意義，提高環(huán)境保護(hù)意識。

樂于探索生命的奧秘，具有實事求是的科學(xué)態(tài)度、探索精神和創(chuàng)新意識。

關(guān)注與生物學(xué)相關(guān)的社會問題，初步形成主動參與社會決策的意識。

逐步養(yǎng)成良好的生活與衛(wèi)生習(xí)慣，確立積極、健康的生活制度。11“課標(biāo)”的要求是制訂實驗?zāi)繕?biāo)的基本要求

除了傳統(tǒng)的訓(xùn)練學(xué)生生物實驗的基本技能，強(qiáng)調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的觀察、實驗、思維、能力外，還特別注重培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)探究的方法和實踐能力，養(yǎng)成實事求是的思維習(xí)慣。122、實驗數(shù)量及內(nèi)容明顯增多

比老教材更多的實驗，課標(biāo)提倡學(xué)校根據(jù)自身情況與學(xué)生需求自定實驗探究內(nèi)容

幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的生物學(xué)知識體系---強(qiáng)調(diào)探索知識發(fā)生發(fā)展過程中科學(xué)方法和技能的掌握。改變學(xué)習(xí)方式提高教師專業(yè)化水平13生物學(xué)實驗概念內(nèi)涵的擴(kuò)展

傳統(tǒng)意義上的生物學(xué)實驗是用來說明一種生物現(xiàn)象，驗證一種生物原理或規(guī)律并在教師指導(dǎo)下的一種被動的學(xué)習(xí)活動。

新課改下的生物學(xué)實驗是學(xué)生為了探究某一方面的生物現(xiàn)象、原理或規(guī)律而進(jìn)行的自主的研究型實踐活動。

實驗的主體雖無變化，但實驗的目的、方式或方法均發(fā)生了較大的變化。143、實驗難度加大4、實驗形式多樣化形式：解剖觀察型、探索研究型、檢測分析型、調(diào)查搜集型、技能制作型、模擬設(shè)計型等幫助學(xué)生掌握探索知識的科學(xué)方法和技能5、實驗評價多元化強(qiáng)調(diào)：應(yīng)根據(jù)目標(biāo)多元、方式多樣、注重過程的評價原則，綜合運用觀察、交流、測驗、實際操作、實驗報告與作品成果展示、自評與互評等多種方式，為學(xué)生建立綜合、動態(tài)的成長記錄手冊，全面反映學(xué)生的成長歷程。15二、目前初中生物實驗教學(xué)中存在的問題1、教學(xué)觀念陳舊，未能充分認(rèn)識生物實驗教學(xué)的作用學(xué)生根本無法獲得相應(yīng)的知識與技能，未能達(dá)到教學(xué)的目的。實驗內(nèi)容大量增加傳統(tǒng)教育方式的影響(應(yīng)試）

經(jīng)費限制，多為演示實驗，要求學(xué)生記住具體的實驗步驟和實驗結(jié)果，造成了學(xué)生的動手能力和實踐能力無法提高。懼怕實驗，抵觸心理162、課程安排過于單一，過于注重演示實驗

實驗的目的，便是培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，發(fā)現(xiàn)他們在以前未能發(fā)現(xiàn)的東西，激起其好奇心和求知欲，以幫助學(xué)生獲取知識。

傳統(tǒng)模式的實驗教學(xué)，忽視了探究對學(xué)生的重要性，僅僅將演示當(dāng)成生物實驗教學(xué)的形式，探究性實驗基本未在實驗形式中出現(xiàn)

實驗教學(xué)模式上的不合理，導(dǎo)致實驗對于學(xué)生來說僅僅是毫無懸念的結(jié)果，這樣的實驗教學(xué)模式，失去了實驗的樂趣，更失去了通過深層探究獲學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力。173、未能充分重視實驗過程

驗證性實驗是主要的實驗教學(xué)形式，它給定了實驗結(jié)果，學(xué)生只要能夠獲得結(jié)果即可，而且實驗指導(dǎo)教師也只檢查實驗結(jié)果，而完全忽視實驗操作過程。

學(xué)生的思維模式過于固定，并且不能在實驗過程中發(fā)現(xiàn)生物學(xué)習(xí)和生物實驗的樂趣和奧秘，從而無法幫助學(xué)生形成多種生物概念和生物知識。184、生物教師的評價機(jī)制和監(jiān)管機(jī)制尚待改進(jìn)三、初中生物實驗教學(xué)的實施策略1、教師和學(xué)生需要在實踐中重新審視生物實驗的教學(xué)功能。2、適當(dāng)增加探究實驗?zāi)Ｊ?、注重生物實驗過程5、學(xué)校實驗客觀條件的限制（實驗室、師資）194、培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好實驗習(xí)慣和實驗意識

老師應(yīng)幫助學(xué)生形成一定的實驗學(xué)習(xí)習(xí)慣，讓學(xué)生做好實驗的預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備工作，并明確實驗的目的和實驗過程，讓學(xué)生明白實驗的重要性，要求養(yǎng)成學(xué)生愛護(hù)實驗儀器、節(jié)省實驗材料的意識，并從實驗過程中獲取實驗心得，鞏固生物知識。5、改善教學(xué)評價方式和實驗教學(xué)條件都說探究好，開展卻很難？20科學(xué)探究的方法科學(xué)抽象調(diào)查實驗觀察數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換數(shù)理統(tǒng)計方法測定技術(shù)與手段變量分析與條件控制操作技能測量記錄關(guān)系分析歸納、概括建立模型問題與假說獲得事實的方法處理資料的方法得出結(jié)論的方法提出問題作出假說基本環(huán)節(jié)主要方法技能手段結(jié)論進(jìn)一步探究評價、發(fā)表與交流四、探究實驗21得出結(jié)論表達(dá)交流實施計劃制定計劃作出假設(shè)提出問題（一）探究實驗的流程（1）做出假設(shè)(假說)22

對于自然界或生物實驗中觀察到的現(xiàn)象，依據(jù)一定的經(jīng)驗材料或科學(xué)原理，提出的一種推測或猜想的過程。●假說的基本特征*

假說與實驗?zāi)康牡慕y(tǒng)一性每一個目的（課題）的確定，都是一個假說形成的過程*

假說的客觀性以客觀存在的現(xiàn)象為出發(fā)點*

假說的推測性和預(yù)見性帶有猜測，但有一定依據(jù)和推理*

假說的多樣性需要實驗的證明案例：探究光對鼠婦生活的影響23《生物學(xué)》七年級上冊（人教版P15）提出問題：光會影響鼠婦的生活嗎？作出假設(shè)：鼠婦適于生活在陰暗的環(huán)境中，光會影響鼠婦的生活。

作出假設(shè)的依據(jù)是：在花盆、石塊等陰暗的地方常?？吹绞髬D，而在明亮、干燥的地方看不到鼠婦。當(dāng)把花盆、石塊搬開后，鼠婦很快就爬走了。——依據(jù)一定的生活經(jīng)驗●提出假說的基本過程和方法24①對大量實驗材料的分析和整理為假說提供客觀事實的階段②提出基本觀念作為假說核心的基本事實和原理③從基本觀念推導(dǎo)出假說的具體內(nèi)容孟德爾的假說過程依據(jù)感性材料做出理性思考的過程*

植物表現(xiàn)出的各種性狀*

各種性狀在后代的表現(xiàn)*

以豌豆為材料，分別觀察7對相對性狀的后代表現(xiàn)*

性狀有顯性和隱性*

性狀分離有一定的比例*

性狀由遺傳因子決定*

遺傳因子是成對存在的*

在形成配子時，成對的遺傳因子彼此分離*

受精時，雌雄配子結(jié)合是隨機(jī)的（2）實驗方案的確立25（實驗過程的設(shè)計）①實驗材料的選擇和實驗手段的選擇例：探究生物與環(huán)境的關(guān)系實驗材料——鼠婦非生物因素——光人民教育出版社（七年級上冊）選材：手段：（課程標(biāo)準(zhǔn)建議活動）選材和手段的拓展26*觀察蚯蚓的生活環(huán)境*“蚯蚓的家”應(yīng)該具備哪些基本條件？*對影響蚯蚓生活的主要環(huán)境因素作出假設(shè)。選材：蚯蚓，蝸牛手段：給蚯蚓營造一個溫暖的家案例27《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》主題之一“人體生命活動的能量供給”的活動建議測定某種食物中的能量（七年級下）材料：花生種子、核桃種子手段：1ml水升高1℃吸收4.2焦熱能試管內(nèi)的水定量盡量減少熱量散失②變量及其控制28

對實驗反應(yīng)的各環(huán)節(jié)和結(jié)果有影響的因素（因子）稱為變量【變量的類型】●

根據(jù)與研究對象的關(guān)系及對其影響*

環(huán)境變量（溫度、光照、壓力、空氣成分、溶液濃度、pH……）*

時空變量時間（生命周期、生物鐘……）空間（容量、地域、緯度、磁場、太空……）*

儀器設(shè)備●

根據(jù)變量之間的關(guān)系自變量因變量●

根據(jù)實驗的目的調(diào)節(jié)變量（人為改變的因子）反應(yīng)變量（因變量）無關(guān)變量、干擾變量

實驗中對變量的控制29●

對照原則調(diào)節(jié)變量的單一性排除無關(guān)變量和干擾變量●

隨機(jī)化原則消除或減少實驗中系統(tǒng)誤差的影響避免實驗結(jié)果的偶然性●

重復(fù)性原則擴(kuò)大實驗樣本（避免樣本來源不足）再次重復(fù)實驗（將結(jié)果推廣到同類事物）消除非處理因素造成的誤差案例：30一組對照：多組對照：光合作用不遮光遮光種子萌發(fā)的外界條件①②③④20~25℃4~8℃條件對照：甲狀腺素飼料喂蝌蚪空白對照實驗條件對照甲狀腺抑制劑正常蝌蚪自身產(chǎn)生甲狀腺素（非嚴(yán)格的空白）不做處理甲狀腺素實驗空白對照31案例探究螞蟻的覓食行為

（八上）提出問題：

制定計劃：

提示：因為你作出的假設(shè)是螞蟻靠觸角的嗅覺發(fā)現(xiàn)食物，因此要驗證你的假設(shè)，就應(yīng)該設(shè)法干擾觸角的作用。

螞蟻是怎樣發(fā)現(xiàn)食物的？（提示：螞蟻的觸角有觸覺和嗅覺）作出假設(shè)：螞蟻是靠觸角的嗅覺發(fā)現(xiàn)食物的。作出假設(shè)的依據(jù)是因為糖或蜜是有氣味的，而螞蟻的觸角有嗅覺和觸覺作用。（當(dāng)然，你也可以假設(shè)螞蟻是用復(fù)眼看到食物的）32參考方案：

捉幾只螞蟻罩在紗罩下，紗罩下分別放一小堆糖和一小堆木屑或砂粒。觀察螞蟻的行為。是否用觸角區(qū)別糖和木屑或砂粒？如果將螞蟻的觸角涂上凡士林，再觀察螞蟻是否還能區(qū)分出糖和木屑（或砂粒）。你的方案是：實施計劃：

提示：

正常的螞蟻找到糖需要的時間：觸角被涂抹上凡士林的螞蟻找到糖需要的時間：現(xiàn)在實施你的計劃吧！螞蟻除了喜歡吃糖，還喜歡吃什么？根據(jù)你的經(jīng)驗還可以再進(jìn)一步探究。

得出結(jié)論：33提出問題

學(xué)生活動（主體）教師活動（主導(dǎo)）1.嘗試從日常生活、生產(chǎn)實際或?qū)W習(xí)中發(fā)現(xiàn)與生物學(xué)相關(guān)的問題。

2.嘗試書面或口頭表述這些問題。

3.描述已知科學(xué)知識與所發(fā)現(xiàn)問題的沖突所在。1.設(shè)置情境（如呈現(xiàn)自然現(xiàn)象、生物實驗、照片、案例分析等），引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注有關(guān)的主題。

2.激發(fā)學(xué)生興趣。

3.收集相關(guān)問題。

4.引導(dǎo)提煉問題。（二）探究實驗的實施策略環(huán)節(jié)一環(huán)節(jié)一34

作出假設(shè)

學(xué)生活動（主體）教師活動（主導(dǎo)）應(yīng)用已有知識，對問題的答案提出可能的設(shè)想。估計假設(shè)的可檢驗性。1.引導(dǎo)學(xué)生對問題做出假設(shè)。2.對假設(shè)作出分析，確定探究方向。環(huán)節(jié)二35制定計劃

學(xué)生活動（主體）教師活動（主導(dǎo)）擬定探究計劃。列出所需要的材料與用具。選出控制變量。設(shè)計對照實驗。1.引導(dǎo)學(xué)生討論得出一致意見，制定詳細(xì)計劃。

2.劃分小組，明確個人的任務(wù)。

3.分析所需的資源，指定時間表。環(huán)節(jié)三36實施計劃

學(xué)生活動（主體）教師活動（主導(dǎo)）進(jìn)行觀察、調(diào)查和實驗。收集數(shù)據(jù)。評價數(shù)據(jù)的可靠性。1.引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察或?qū)嶒灐?.對觀察和實驗中出現(xiàn)的問題予以提醒和引導(dǎo)3.對各小組活動進(jìn)行詳細(xì)記錄、追蹤個案。環(huán)節(jié)四37

得出結(jié)論

學(xué)生活動（主體）教師活動（主導(dǎo)）描述現(xiàn)象。處理數(shù)據(jù)。得出結(jié)論。1.引導(dǎo)個人思考。2.發(fā)起小組討論。環(huán)節(jié)五38

表達(dá)交流

學(xué)生活動（主體）教師活動（主導(dǎo)）撰寫探究報告。交流探究過程和結(jié)論。

開展合適的活動（如報告會、角色扮演、模型制作、網(wǎng)頁制作，辯論賽等），引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行表達(dá)交流。環(huán)節(jié)六39（三）影響探究實驗實施的因素1、學(xué)生個體差異（1）學(xué)習(xí)態(tài)度合作型介入型競爭型逃避型（2）不同認(rèn)知風(fēng)格主動型和反思型視覺型和聽覺型直覺型和感官型402、教師教學(xué)方法教學(xué)風(fēng)格是教師的教學(xué)理念、態(tài)度、作風(fēng)、方式、方法、個性等心理和教態(tài)行為因素的綜合反映。個性、作風(fēng)、教學(xué)方法考慮教師所選擇的教學(xué)策略與學(xué)生介入的程度探究性學(xué)習(xí)對教師的依賴程度41教師或教材提出問題教師或教材引導(dǎo)提出問題教師或教材創(chuàng)設(shè)問題環(huán)境學(xué)生獨立提出探究問題提出探究問題表達(dá)與交流對解釋進(jìn)行評價對事實和證據(jù)進(jìn)行解釋收集事實證據(jù)給出表達(dá)的步驟和程序在他人指導(dǎo)下闡述自己解釋獨立闡述自己的解釋并作出合乎邏輯辯護(hù)教師給出事實與解釋的可能聯(lián)系教師引導(dǎo)對事實與作出解釋的聯(lián)系獨立考察事實與作出解釋的聯(lián)系教師或教材給出合理的解釋教師給出運用事實形成解釋的途徑教師指導(dǎo)下對收集的事實形成解