生物學(xué)探究性實驗課課件

1、生物學(xué)探究性實驗課的實施一、生物學(xué)探究性實驗課的基本實施過程探究性實驗的一般步驟： 問題假設(shè)實驗分析、總結(jié)應(yīng)用基本過程： 發(fā)現(xiàn)問題提出假說 實驗驗證 得出結(jié)論創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)問題充分分析，提出假說設(shè)計實驗，實施實驗分析結(jié)論，關(guān)注拓展表達(dá)交流，質(zhì)疑完善二、生物學(xué)探究性實驗課的教學(xué)要求1、探究既是學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是學(xué)生的學(xué)習(xí)方式2、科學(xué)實驗原則是科學(xué)實驗的基礎(chǔ) 對照原則 控制變量原則 平行重復(fù)原則 條件適宜原則 條件可操作原則3、關(guān)注過程評價 教師對合作小組的學(xué)習(xí)表現(xiàn)性評價 小組對本組成員的學(xué)習(xí)表現(xiàn)性評價 探究性實驗的階段評價三、生物學(xué)探究性實驗課的實施注意事項1、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念2、選題適切3、指導(dǎo)到位

2、4、提問有效四、生物學(xué)探究性實驗課的實施案例與分析實驗：探究含磷洗衣粉與無磷洗衣粉對水體的影響生物探究性實驗的分層教學(xué) “倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”理念的提出標(biāo)志著我國高中生物課程已經(jīng)注重了對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)過程與技能等高層次認(rèn)知能力的培養(yǎng)。學(xué)生學(xué)習(xí)模式的改變必將帶動教學(xué)模式的根本改變。生物課堂將更多地出現(xiàn)學(xué)生的實驗，其中很大部分屬于探究性實驗。但實際教學(xué)中，由于課時限制，教材中（或老師）不可能安排大量高層次的、完全的探究活動。學(xué)生在更多的時候需要從不同層次的探究活動中學(xué)習(xí)各種科學(xué)探究方法和科學(xué)探究技能。 根據(jù)探究活動的難易程度和學(xué)生參與探究層度的不同，一些學(xué)者將探究性實驗劃分成不同的層次（表1）。針對不同

3、的探究層次，教學(xué)應(yīng)采取不同的模式。 表1 探究活動的層次 (Paul J .Germann;1996) 層次 問題 方法 結(jié)論 問題 變量 實驗方法 實施實驗 實驗結(jié)論 應(yīng)用 提出探究問題 作出假設(shè) 確定自變量 確定因變量 確定需控制的無關(guān)變量 設(shè)計實驗過程、設(shè)計表格、圖表等 實驗操作 觀察 測量 記錄 分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論、提供證據(jù)、進(jìn)行推理和解釋、評價假設(shè)的正確性 提出新的假設(shè)和預(yù)測、解釋和應(yīng)用實驗結(jié)論、提出新的問題 6 5 + 4 + + 3 + + + 2 + + + + 1 + + + + + 0 + + + + + + 注：“+”表示活動設(shè)計中已提供。：“”表示活動設(shè)計中未提供，需學(xué)

4、生自己完成 “程序驗證”模式 0級水平指的是探究活動的各個步驟在活動之前就已呈現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生對實驗的全過程可以說在沒做實驗之前已經(jīng)心中有數(shù)。這種探究活動通常用于驗證已經(jīng)學(xué)過和討論過的知識和概念，即我們常說的驗證性實驗。如人教版生物1：分子與細(xì)胞第二章中的“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實驗。驗證性實驗一般安排在理論課之后。 這一水平的實驗一般采用“程序驗證”模式：按照固有的實驗程序，重復(fù)已有結(jié)論的實驗過程，通過驗證現(xiàn)有生物學(xué)原理或知識是正確性，幫助學(xué)生理解原理、掌握知識的一種教學(xué)模式。操作程序為：熟知實驗過程按照程序操作得出結(jié)論。該模式對于學(xué)生理解科學(xué)研究的過程、體會科學(xué)研究方法的巧妙具

5、有重要作用，但不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新思維。因此新課程中減少了“驗證性”實驗的數(shù)量，增加了一定數(shù)量的高層次的“探究性”、“創(chuàng)新性”實驗。或者在“驗證性”實驗中加入探究的元素。如與人教版過渡教材中的“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”實驗相比，新教材增加的可探究的元素：實驗器材、儀器和試劑的選擇，以及記錄表格的設(shè)計，留給學(xué)生更多的自主權(quán)?！坝^察探究”模式 1級和2級水平部分或全部缺省結(jié)論部分，學(xué)生在完成提供的實驗步驟后才能根據(jù)實驗現(xiàn)象分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，甚至還要對結(jié)論進(jìn)行推理，作出合理的解釋，對不符假設(shè)的還要提出新的假設(shè)和預(yù)測等。此類實驗一般安排在理論課之前。例如“觀察DNA和RNA在

6、細(xì)胞中的分布”“比較過氧化氫在不同條件下的分解”“細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系”等實驗，都是將實驗結(jié)論留給學(xué)生實驗后來完成。 這一水平的探究實驗可以采用“觀察探究”模式：沒有已知的結(jié)論，需要依靠學(xué)生按照現(xiàn)成的實驗程序，積極參與到實驗操作過程中去，主動探索得出結(jié)論。操作程序為：熟知實驗過程按照程序操作觀察歸納分析得出結(jié)論交流評價。如“細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)年P(guān)系”實驗中，學(xué)生首先要熟知實驗過程，然后按照程序操作，接著才能觀察、測量、計算、分析，最后才能回答出細(xì)胞大小與物質(zhì)運輸?shù)降子泻侮P(guān)系。該模式有助于學(xué)生體驗生物科學(xué)研究的真實過程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析能力和邏輯推理能力。 “指導(dǎo)探究”模式 3級和4

7、級水平探究實驗在創(chuàng)設(shè)出特定情景，由學(xué)生自行設(shè)計實驗探究某種因素對實驗的影響。如新教材“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”“探究影響酶活性的條件”“探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”“探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響”等實驗，在給出問題情景后，或提供參考案例或給出提示和參考資料，讓學(xué)生自行提出問題，作出假設(shè)，設(shè)計實驗解決問題。 5級和6級水平為最高層次的也是最開放的探究實驗。它需要花費師生大量的時間和精力。這種水平的探究常見于綜合實踐課的研究性學(xué)習(xí)。 上述四級水平的探究活動屬于比較完整的科學(xué)探究活動。適宜采用“指導(dǎo)探究”教學(xué)模式：在教師的指導(dǎo)下，運用創(chuàng)新教學(xué)理論，以實驗活動為基礎(chǔ)，以改進(jìn)、完善、設(shè)計實驗為切入點

8、，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學(xué)生積極的個性特征和科學(xué)態(tài)度的一種教學(xué)模式。操作程序一般為：情景設(shè)疑方法制導(dǎo)實驗操作分析總結(jié)交流應(yīng)用進(jìn)一步探究。該模式重在方法指導(dǎo)上。教師要鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生從多方面去尋找實驗方法，通過實驗的驗證，篩選出最佳的實驗方案。要求學(xué)生對實驗材料和用具的選擇、實驗變量的控制、對照實驗的設(shè)置、實驗步驟安排、設(shè)計觀察表格等過程進(jìn)行整體考慮，盡量做到方法合理、器材簡單、步驟簡短、現(xiàn)象明顯、結(jié)論正確。高中生物探究性實驗教學(xué)設(shè)計思路一、變驗證性實驗為探究性實驗，增強實驗的探究性在高中生物人教版第三章第三節(jié)中的“葉綠體中色素的提取和分離”實驗，在實驗教學(xué)過程中，我鼓勵學(xué)生作了以下探索：首先，可

9、以對實驗材料進(jìn)行探索性的改進(jìn)，不僅拘泥于教材上建議的用菠菜作為實驗材料，問學(xué)生是否可以選擇在同一季節(jié)中常見的其他植物？如大白菜、小白菜、玉樹、萬年青、萵苣、紫色鴨跖草等。讓學(xué)生自主選擇他所喜歡的幾種植物，設(shè)計實驗程序，根據(jù)不同植物的色素在層析后濾紙條上的色素帶的寬窄和顏色的深淺，來比較不同植物中各種色素含量的多少，并且可以編制出一組對照表；其次，根據(jù)教材上的提示，層析液的配方還有不同，從而引導(dǎo)學(xué)生配置不同配方的層析液來探索效果更好的一組配方;第三，由于研磨液與色素溶劑的體積比例的不同，也可能造成實驗結(jié)果的差異。因此在實驗過程中，也可以從這些方面來引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗，進(jìn)行實驗探究。二、變課堂教學(xué)中

10、教師的演示實驗為學(xué)生的探究實驗，使學(xué)生的動手能力和大腦的思維活動能夠得到同步發(fā)展 演示實驗可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機、增強感性認(rèn)識、啟發(fā)學(xué)生積極思考。但是演示實驗的不足之處在于學(xué)生始終處于被動地位，不能主動參與探究。若改為教師一邊講解，一邊引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究就可以彌補這一不足。高中生物人教版第三章第一節(jié)中“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”的實驗，可作為演示實驗進(jìn)行探索性教學(xué)。為了證實酶的高效性，課堂上需演示過H2O2 溶液分解成水和O2 的實驗，目的在于讓學(xué)生學(xué)會探究“酶的催化效率”的方法，以及“比較過氧化氫酶和Fe3+ 催化效率的高低”。首先，在制備肝臟研磨液的時候，就可以向?qū)W生提出：為什么要

11、選用新鮮的肝臟？學(xué)生會回答新鮮肝臟中過氧化氫酶的含量高。老師又問：為什么長時間放置的肝臟中過氧化氫酶的含量會降低呢？這時學(xué)生回答就會比較多了。有的說:酶分解了。也有的說:酶失活了。這時老師就可以把學(xué)生引向酶的成分問題，以及長時間放置后肝臟會發(fā)出腐敗的臭味是什么原因。這樣學(xué)生就很容易聯(lián)想到肝臟中的過氧化氫酶被微生物分解了。緊接著老師還可以問學(xué)生為什么要將肝臟研磨成勻漿？當(dāng)向試管中滴加肝臟研磨液和氯化鐵溶液之前，問學(xué)生可能會有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？讓學(xué)生預(yù)想，進(jìn)一步通過實驗現(xiàn)象來驗證他的預(yù)想，這樣有助于增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后讓學(xué)生相互討論得出:過氧化氫酶的催化效率高于Fe3+的結(jié)論。并進(jìn)一步概括得出酶的

12、高效性。三、認(rèn)真組織學(xué)生開展生物探究性實驗和和課外探究性活動 按照新的課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，教師應(yīng)該打破課堂內(nèi)外的約束，有計劃的安排需要較長時間才能完成的活動，包括必要的調(diào)查、訪問、參觀等。充分利用各種教學(xué)資源，保證活動時間的落實。教學(xué)時間畢竟有限，有些探究性實驗要求的時間又比較長，不可能在課堂內(nèi)完成。如:植物必需的礦質(zhì)元素的探究、植物向性運動的實驗設(shè)計、生長素對植物生長發(fā)育的影響、甲狀腺激素對小蝌蚪生長發(fā)育的影響等探究實驗，可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計好實驗方案以后，安排學(xué)生利用課后的時間進(jìn)行具體的探究。還可以搞全天候開放的探究性實驗室，由學(xué)校提供實驗設(shè)備和場所，由學(xué)生根據(jù)自己的想法和愛好來進(jìn)行實驗設(shè)計和實驗操作，實驗教師只作輔助指導(dǎo)，實驗材料由學(xué)生自己準(zhǔn)備。四、認(rèn)真設(shè)計實驗習(xí)題，通過探究性實驗教學(xué)，幫助學(xué)生實現(xiàn)知識的深化和拓展 在教學(xué)過程中，教師精心設(shè)置實驗習(xí)題，并鼓勵學(xué)生設(shè)計實驗方案去獨立完成實驗探究，有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和思維能力。例如在學(xué)習(xí)光合作用后，可設(shè)計如下問題:請根據(jù)所學(xué)知識設(shè)計實驗(一組或幾組)說明植物光合作用產(chǎn)生了O2。還可以設(shè)計實驗證明光合作