浅谈生物实验教学中的探究性学习Word文档格式.docx
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能正确处理实验数据或调查数据；
能对选题进行理论分析后得出有用的结论。
论文（设计）质量
立论正确，论述充分，论证合理，内容详实，层次分明；
文字准确规范，语言通顺易懂，书写格式正确，数据可靠，计算准确，模型合理，图表清晰；
字数上本科一般不少于8000字，专科不少于5000字。
创新方面
对前人工作有所改进，有独到的见解。
论文成绩
（五级制）
评语
评审教师签名：
年月日
注：
1、毕业论文（设计）成绩采用五级制记分：
优秀、良好、中等、及格和不及格。
2、毕业论文（设计）必须由本人在查阅有关资料，掌握有关信息的基础上独立完成，严禁请人代写或抄袭。
否则以按零分计。
对于抄袭的论文，导师要在评语栏中写明抄自何处。
姓名：
2009级生物科学专业
摘要：
通过在高中生物实验教学中开展探究性学习的实践研究，提高了学生创新实践的能力，体现了学生的主体性、探究性、合作性，促进了教师专业化的提升。
关键词：
生物实验教学探究性学习
一、问题的提出
探究性学习是学生自主地获取知识和技能、体验和了解科学探究的过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学的价值观的活动过程。
生物学科是一门以实验为基础的学科，实验对培养和提高学生的综合素质起着重要的作用，生物教学离不开实验。
近几年的高考试卷中,生物实验题的分量明显加重。
一方面,是因为关注实验与探究能力体现了“要重视考查考生科学素养”的命题要求；
另一方面,在实验试题中比较容易增强试题的灵活性和开放性,从而提高以能力立意的选拔功能。
二、研究概述
（一）研究目标：
在高中生物教学中,通过设计一系列合理的实验教学方案来开展探究性学习的实践研究，以此来了解这些方案对高中生探究、创新等综合能力的影响。
（二）研究内容：
1、老教材中高中生物实验的相关情况的分析：
在老教材中,许多实验是验证性实验，在实施过程中发现缺少探究，不利课改理念的体现，不利学生探究、创新能力的培养。
2、学生对探究性学习的了解和现状分析、调查。
3、设计一系列实验教学方案（如改验证性实验为探究性实验；
开放性设计型实验探究等）。
4、研究通过实验教学开展探究性学习对学生探究、创新等综合能力的影响。
（三）研究方法：
1、文献法：
在整个的研究过程中，一直收集资料并学习交流，文献法贯穿始终。
学习了《中学生命科学课程标准》、《高中生心理学》、《新课程学习方式的变革》、《教育心理学》、《中学生命科学课程标准解读》以及有关探究——建构教学等专题学习研究。
2、问卷法：
学生对通过实验教学开展探究性学习的了解现状调查；
实验教学方案实施后学生的反馈情况调查。
3、行动研究法：
设计一系列实验教学方案。
研究通过实验教学开展探究性学习对学生的探究、创新等综合能力的影响。
三、研究结果
策略一、将验证性实验设计成探究性实验
在138名进行问卷的学生中，有52.9%的学生是喜欢实验课的。
高中生物实验按常规可分为两类：
演示实验和学生实验。
演示实验是指教师为了配合教学内容而演示给学生看的实验。
通过演示实验，教师可以指导学生对有关生物学现象进行观察和分析，并使学生获得生动的感性知识，为进一步上升为理性认识创造条件。
学生实验是指学生在教师指导下，自己进行实验的教学方式，这是中学生物学教学的重要组成部分，这种教学方式对学生来说要比教师演示具有更大的独立性。
在老教材中，大部分演示实验与学生实验是验证性实验。
验证性实验主要是验证、巩固新知识，而探究性实验主要是指人们在结果、现象未知的情况下通过实验设计去探索，进而获得结论，在探究中往往有新发现，有利于能力的培养。
从学生的调查问卷中反映出：
喜欢探究性实验的学生有48.55%，而喜欢验证性实验的学生只有22.46%，对两者都喜欢的学生有21.74%。
1、把验证性演示实验转化为探究性演示实验
新课程的重要理念之一是强化科学探究，注重培养全体学生的科学素养，而演示实验是使他们在科学知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观方面得到全面培养的良好载体。
如在学习脊髓的调节功能这一内容时，将“牛蛙的脊髓反射实验”这一验证性实验转化为探究性实验，整个探究活动分三步。
探究活动一：
牛蛙曲腿反射的完成是否一定需要经过反射弧的五个环节？
探究活动二：
牛蛙曲腿反射的神经中枢位于哪里？
探究活动三：
如何证明牛蛙曲腿反射的神经中枢位于脊髓？
以这一实验为主线，带动大部分知识点的教学，这样在重视科学知识与技能培养的同时，又重视了过程与方法、情感态度与价值观的培养，达到“三位一体”的培养目标。
在演示时，请有兴趣的学生与教师一起参与实验的操作，这样既确保了实验的顺利进行，又为有兴趣的同学提供了自己动手参与实验的机会，激发了学生的学习兴趣，提高了课堂教学效率。
又如：
演示实验“酵母菌酒精发酵”，这一实验的装置较复杂，故本人认为不适合让学生自己做实验，在一般情况下这个演示实验若不浪费课堂时间的话，只能让学生观察实验结果（现象），但这样就不能取得较好的教学效果。
本人在教学实践中感到，把陈述式的表达转化成以问题式的方式来表达。
采用边演示边讲解、边设问、边分析、边总结的方法，设计一系列探究的问题，层层分析。
因为：
第一：
从心理学的角度讲，边演示边讲解与学生的思维同步，易接受；
第二：
在做这个演示实验时，在课堂上教师可边安装边介绍实验装置，如此做法，虽然需多花教学时间，但其教学效果却要比教师课前安装好，在课堂上指着现成装置讲述一遍要好得多；
第三：
教师采用边装置边提问边讲述的方法，不仅能使学生学到操作上的技巧，而且能使学生知道装置中的某些关键对实验所起的作用和影响。
如：
教师可设计一系列的问题：
请同学们思考，酵母葡萄糖液面的高、低对本实验的效果会怎样影响？
为什么？
（1）请同学们思考，酵母葡萄糖液面的高、低对本实验的效果会怎样影响？
（2）为什么要加少许油？
（3）为什么用石蜡油封住大试管口？
（4）水浴时温度为什么保持35℃-38℃？
（5）为什么要准备二支小试管分别都装相等量的蓝色的BTB试剂？
在实验观察过程中教师还可继续提问：
（1）你有否观察到大试管中有气体产生？
（2）与大试管相连的小试管中有什么现象发生？
请1-2位学生上来闻闻大试管中产生的气味，让学生对全班同学说：
闻到了酒精气味，再问学生们：
（3）同学们想一想，实验过程中什么物质被分解了？
分解成什么物质？
学生在教师逐层引导、启发下，结合明显的实验现象，自己就能得出实验结果：
葡萄糖被分解成酒精和二氧化碳。
结合教学目标教师可作小结：
酵母菌无氧呼吸是在酶的作用下葡萄糖被分解，产生了酒精和二氧化碳及少量的能量。
2、改验证性演示实验为探究性学生实验
验证性的演示实验只是教师动手、学生观察。
由于教师具有较高的实验能力，再加上课前的充分准备，实验结果一般都较理想。
虽然它有利于学生建立生物学概念和理解生物学规律，但却不利于培养学生的独创精神和独立工作能力。
而将演示实验改为学生实验，由于学生的知识水平和实验能力参差不齐，实验中容易产生各种与结论不符的意外结果。
这必然引起学生对教材中的实验结论的怀疑。
在好奇心的驱使下，为了确信自己的实验结果而不得不重做实验，直至得出满意的结论。
况且高中学生思维已具有一定的独立性和探索性，积极思考，尝试辩证地观察、分析和处理问题。
在演示实验与学生实验的比较中，学生喜欢学生实验的有51.45%，喜欢演示实验的有16.67%，两者都喜欢的学生有29.71%。
因此，如果将高中生物教材中的某些演示实验，如“过氧化氢酶作用的高效性”、“人呼出的气体”、“小麦胚芽鞘的向光弯曲”改为学生实验，不仅会给学生提供更多的动手机会，给学生充分的时间，充分的自由，让学生充分发挥想象，而且学生在具体操作过程中，还能有所发现，有所创造。
由于“小麦胚芽鞘的向光弯曲”实验所需时间较长，故放在课外让学生完成。
例如：
把演示实验“过氧化氢酶作用的高效性”改成探究性的学实验。
教师提供了实验所需的实验仪器和材料，让学生根据以下的设计表格在课堂上进行实验。
试管
实验材料
实验结果
说明
1
10ml3%H2O2
2
10ml3%H2O2+新鲜猪肝
3
10ml3%H2O2+锈铁钉
4
10ml3%H2O2+熟猪肝
学生在进行实验时思考以下几个问题：
（1）1号试管的设计意图是什么？
（2）2号试管与4号试管的实验结果比较说明了什么？
（3）2号试管与3号试管的实验结果比较说明了什么？
通过对加入材料后试管内的变化的观察、比较和讨论，培养学生的观察能力和思维能力。
在分析、讨论的过程中让学生了解科学探究的方法，知道实验设计要遵循的原则：
对照原则和单一变量原则。
3、将验证性学生实验设计成探究性学生实验
1）有关实验材料探究
通过对实验材料进行探究实验，让学生明确为什么教材上的实验要选择此种材料，它是不是最佳材料，如果没有可以换用当地的哪种材料，材料不同对实验有什么影响等等，让学生明白一个实验的成功与否与材料的选择是密不可分的。
实验“叶绿体色素的提取与分离”选择材料的原则是要得到高浓度的滤液，本实验常用新鲜的绿叶如菠菜，但由于气温缘故市场上菠菜价格高，对其去根、茎后利用率也较低。
为此我们尝试用其他的绿叶代替，实践后的结果如下：
所选的实验材料
学生总人数
实验获得成功的学生数
成功率
菠菜叶
28
22
78.57%
芹菜叶
14
9
64.29%
青菜叶
13
46.43%
苜蓿叶
23
17
73.91%
马蹄莲叶
16
81.25%
金盏菊叶
10
58.82%
表中所选的实验材料中，马蹄莲与金盏菊是在学校里采取的，其它四种是家在农村的学生从家里带来的。
几年来在这一实验中，我们一直把菠菜叶选为实验材料，可实践下来发现，用苜蓿叶与马蹄莲叶所做的实验成功率较高，学生认为这两者的叶嫩，色素含量高，可选青菜叶所做的实验成功率却不高，学生认为相对来说，青菜的叶比苜蓿和马蹄莲的叶老，而且青菜叶不易研磨。
马蹄莲与金盏菊是观赏植物，学生认为最好不用作实验材料。
在这次的实验中，学生认为选用菠菜叶或苜蓿叶作为实验材料最佳。
另外，在“生物组织中还原性糖、脂肪、蛋白质和DNA的鉴定”实验后，经学生建议，我们在拓展课上进行了生物组织中还原性糖鉴定的再次实验，但材料改为苹果、桔子、香蕉等。
通过探究，让学生更关注日常生活。
2）有关实验器材、实验方法的探究
在实验“叶绿体色素的提取与分离”中教材中介绍使用玻璃毛细管，在具体的操作中发现玻璃毛细管导致划线中断或粗细不匀。
实践下来，画滤液线用火柴梗或牙签可克服毛细吸管划线易断的缺陷，并且实验效果同样很好。
在十几年的实验教学中，我们一直以汽油代替石油醚，减少有毒物质对学生的影响。
常规的层析操作在带塞的大试管内进行，操作较繁琐，故有时改带塞大试管为小烧杯，以培养皿为盖。
有部分学生在做该实验时，没在滤纸上划滤液细线，而是改成画圆点，若色素含量多的话，色素带也较明显。
策略二、开放性设计型实验探究
生物科学是一门实验科学，因此生物实验一直是生物学高考必考的内容。
从近几年的实验题在高考中的题型变化来看，借助实验方法创设新情境，侧重考查学生对实验进行解释和分析的能力已成为命题趋向，其中设计型实验题更是热点。
在问卷调查中发现，有70.29%的学生喜欢探究性实验。
“探究影响光合作用的环境因素”
如图利用真空渗入法排除叶肉细胞间隙的空气，充以水分，使叶片沉入水。
在光合作用过程中，植物吸收CO2放出O2，由于O2在水中的溶解度很小，而在细胞间隙积累，结果使原来下沉的叶片上浮，根据上浮所需的时间长短，即能比较光合作用的强弱。
材料选择：
叶龄适当的蚕豆叶数片。
器具试剂：
钻孔器（或钢笔套）、250ml塑料一次性杯子6个、10ml注射器、40w日光灯、镊子、2%NaHCO3溶液（用冷开水配制）、冷开水。
（1）根据上述材料器具，设计实验说明不同环境条件下光合作用的强弱变化。
（2）设计一张表格用于记录实验现象和数据。
请同学们根据相关的知识背景，在完成实验设计的基础上，预测实验结果，并将实验现象和数据填入自己设计的表格中，以培养同学们综合运用及知识迁移能力。
这一实验以小组（4-6人）为单位，合作进行。
《中学生命科学课程标准》在课程理念中指出：
变单一的个体学习为独立自主与小组合作交流相结合的学习。
现在的学生大部分是独生子女，长辈的娇惯，使其在成长过程中渐渐形成了以自我为中心的思维定势。
在合作学习过程中，学生学会交往，学会参与……学生在过程中感受到的是合作的平等性，合作的乐趣，合作的成功感，进而形成积极的学习方式和生活方式。
学生进行了两次的设计，第一次有23个小组参加，可上交实验报告的只有15组，其中4组实验失败，11组学生认为实验成功。
由于实验设计题具有开放性的特点，再加上每个学生有自己独特的思考方法和不同的解决问题的途径，得出的结果是多种多样的。
从他们的实验报告中发现，有的学生在设计实验时，变量不是单一，而且好多学生只看到1-2个叶圆片上浮就认为实验成功了。
根据学生的需要，在拓展课上进行了第二次的探究。
在第二次的探究中，学生在设计实验时控制了变量，同时也找出了影响第一次实验的主要因素——光照。
学生在太阳光下进行实验。
所有的学生都看到了实验现象，而且放入每杯内的5个叶圆片都能陆续上浮。
有23个小组完成了实验报告，成功率为95.65%。
在23组中，有16组的学生进行了叶圆片上浮时间的记录。
挑出其中的6组（来自同一个班，在同一时间进行的，变量都为CO2）进行分析：
第一叶圆片上浮时间平均为59.58秒，第五叶圆片上浮时间平均为133.15秒。
教师提供了实验所需的实验仪器和材料，让学生设计探究实验，在组织学生讨论、交流设计实验方案、改进完善实验方案的基础上，再组织学生进行实验操作，通过实验现象的观察分析，获得有关知识。
在探索实验设计过程中，学生经历了：
实验设备的选择---实验设计---设计方案交流---改进设计等步骤，使设计方案趋于完善，为科学探究的下一步骤---进行实验创造条件。
这是一个集体设计思路和实验方法于一体的探究活动，学生从探究过程中学到了如何“设计实验方案”的探究方法。
在探究的过程中让学生进一步了解科学探究的方法，懂得了实验设计的基本方法和实验设计的原则。
在教学中激发出学生的探索意识，让学生在探索意识的驱动下学习新知识。
四、效果
（一）教师的转变
1、树立新的教学观念
组内教师积极参加各类教材培训和实验培训，自觉学习新课程标准和课程方案，努力转变教学观念，“为了每一个学生的发展”是课改的核心理念。
新的《课程标准》中指出：
要改变单一的接受性学习方式，倡导有效地接受和体验、研究、发现相结合的学习方式。
要让学生在体验中学习，提倡学生主动参与、乐于探究，提倡交流与合作学习。
2、成为终身学习者
中学生命科学教师在熟练掌握学科知识的前提下，关注生命科学与其他学科知识的相互渗透与联系，进一步学习和研究教育理论，紧跟生命科学发展和教育改革形式，逐步形成时代特征、个人特色的教学风格。
要成为一名研究型的教师，就必须不断地进行知识的充电，提高自己的学识修养。
3、实施有效的教学策略
为了改变学生的学习方式，以学生发展为本，在教学中教师应创设情境，激发学生的求知欲，引导学生投入到探究活动中，努力创造条件给学生更多的探究的时间和空间。
4、树立反思意识
课题的研究是在不断探索、反思中进行的。
教师要做一个反思的实践者，强调教师通过自己的反思和选择，对自己教学行为的变化方向与策略作出自己的选择，而并不强求教师只是做一个新课程和理念的执行者。
（二）学生的改变
1、学生的学科知识更加巩固了。
本人对“酵母菌酒精发酵”这一实验进行了一系列的教学试验活动。
高二
（1）班为控制班，高二（3）班为试验班。
对
（1）班采用传统的教学方法，即教师课前安装好实验装置，在课堂上指着现成装置讲述一遍，然后让学生观察实验结果（现象）最后做随堂练习来完成教学任务。
对（3）班则采用把陈述式的表达转化成一系列探究式的问题的方式来表达的方法，边演示边讲解、边设问、边分析、边总结，最后做随堂练习来完成教学任务。
随堂练习结果（随堂练习总分为10分）
班级
人数
平均成绩
标准差
结论
试验班
38
6.50
1.372
非常显著
差异
控制班
40
5.60
1.411
由教学统计原理可得差异系数Z=2.86>
2.58,因此
（1）、（3）班的成绩差异非常显著。
通过教学试验表明，把“酵母菌酒精发酵”这一验证性演示实验转化为探究性演示实验，具有一定的可行性。
2、学生的能力提高了
在实验探究中，通过让学生积极投入、亲身体验和主动探究，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力，获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流和合作的能力等，学生的探究、创新等综合能力提高了。
五、思考
通过课题研究，懂得了加强学科知识与教育理论知识的综合运用，逐渐形成了反思意识,养成了反思习惯；
主动寻找教学中遇到的问题，及时提出相关的研究主题,在教学中研究，在研究中教学，形成教研相长的良性循环。
我们把在课题研究中积累的经验融入教学过程中，进一步完善，推广和运用，提高教学绩效。
引导教师在课题研究中成长，有效地促进教师专业发展目标的不断实现。
课程改革的推行打破了原有的常规教学体系，给了教师们更广阔的创新空间，同时也提出了更高的要求。
作为中学生生命科学教师，首先要有适应时代的教育理念作为教学实践的指导，以“面向全体学生”为宗旨，致力于“提高学生的生命科学素养”，支持学生进行探究性学习；
在教学过程中不断培养学生的主体性、探究性、合作性，注重对学生过程与方法、情感态度与价值观的培养。
针对目前的教育现状，结合生命科学教育教学改革的最新要求，我们将不断完善和发展自我，拓展和调整知识结构，终身学习，实现从教师职业化到教师专业化的提升，在教学实践中不断完善自己，积极研究创新，以更好地适应教育改革的需求。
参考文献：
[1]《高中生心理学》郑和均等编，浙江教育出版社。
[2]《教育心理学》（美）RobertJ.SternbergWendyM.Williams著，中国轻工业出版社。
[3]《生物报》第317期，景步国总编，生物报社编辑出版。
[4]《高中生物学实验研究》洪如林主编，高等教育出版社。
[5]《新课程学习方式的变革》魏国栋等主编，人民教育出版社。
[6]《生物统计学》童一中编，湖南科技出版社。
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