高中生物探究性实验教学的优化策略_高中生物探究性实验

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高中生物探究性实验教学的优化策略

(2010-07-20 21:16:25)转载教育 ▼

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通过两年的研究，我们总结优化了探究性实验教学模式，其教学程序如下：

（王更强 东莞市第一中学 523129）

摘要： 本文分析了高中生物探究性实验教学的主要问题, 提出了高中生物实验教学的优化策略，首先是优化实验教学目标，从而优化教学设计，其次是优化实验教学模式。通过五大措施优化高中生物探究实验教学过程,有效提高实验教学质量，促进学生科学素养的提高。关键词： 高中生物探究性实验 教学模式 优化策略

1．当前高中生物探究性实验教学中存在的主要问题

随着新课程改革的深入，生物实验在高中生物教学中的地位和作用越来越突出，通过对我市高中生物实验教学的调查，发现当前生物探究性实验教学中存在很多问题，其中与教师、学生有关的主要有以下三种情况：一是教师分不清实验的性质是探究还是验证，教学目标不明确；二是教师的实验教学组织能力差，对实验教学中教师和学生的活动设计不科学、组织不到位；三是学生的操作技能差，直接影响实验教学效果。以上问题的解决，唯有让教师理解实验的本质，在具体的实验教学中首先要优化实验教学目标，其次要优化实验教学模式，巧妙安排教学过程，才能有效提高生物实验教学质量，提高学生科学的素养。2．优化高中生物实验教学目标

普通高中生物课程标准对学生生物实验技能方面只给出了描述性的指导原则，没有根据学生的认知水平和规律进行具体化；目前对学生实验技能训练和发展的目标没有人进行全面提炼和整理，形成相应的目标体系。我们以“基于方法观传授知识、基于过程观培养能力、基于综合性提高创新意识”为实验教学理念，构建了“一条主线、三个层次”的实验教学目标新体系，以能力培养为主线，从基本技能训练、综合探究实验和创新设计实验三个层次实施实验教学，从而提高学生实践能力和创新能力。

只有明确了实验教学的目标，才能科学地进行生物实验教学的设计。因此根据普通高中生物课程标准，结合我校生物实验教学的实际，我们全面地整理和细化了实验教学目标，形成我校生物实验教学的三维目标体系。知识目标强调的是知识的基础性、综合性、应用性；能力目标着重培养学生的提出问题的能力、获取信息的能力、探究能力和创新能力；情感领域目标则注重科学价值、科学态度等的培养。3．优化探究性实验教学的模式及策略 3．1优化探究性实验教学的模式

通过两年的研究，我们总结优化了探究性实验教学模式，其教学程序如下：

从以上教学程序上可以看出探究性实验教学的主要特点有：该实验教学模式的核心是实验设计（生物实验的思想方法），目标主要是培养学生提出问题、实验设计、创新实验的能力以及培养学生探究、合作的精神等。强调探究问题的环节，以问题为先，以探究为主，强调探究是对所研究问题的学习，同时也是对探究过程的学习。其主要特征是：重情景，重设计实验，重发现新问题，重评价等。3．2探究性实验教学的优化策略

探究性实验教学的核心是实验设计，指导学生探究实验关键要优化以下几个环节： 3．2．1优化“实验前教师的预实验”

教师对实验的预习其实质就是教师在学生实验前进行预实验，教师对该实验操作的干扰因素、过失因素、实验操作过程中易出现的错误结论、实验的改进方法等就有全面的掌握和理解，从而为教师进行实验规划准备、实验组织、实验操作、实验设计研发及实验教学评价等教学过程提供一手材料，为正式的实验教学扫清障碍。3．2．2优化设计“图表式实验学案”

课前预习，是教学活动的开始，是学生主体参与的首要环节。“图表式实验学案”，将实验流程完整的地展现给学生，对学生预习实验进行全程指导，以图文并茂的方式将实验原理、实验操作、实验记录、实验分析和实验结论呈现出来，同时教师对实验关键点给予提示，这种方式比常规的带着问题看书预习要清晰明了，便于抓住实验预习的要点，这样能让学生自主地主动参与实验预习，能最大地调动学生参与实验的积极性，大大提高实验教学的效率。3．2．3优化“提出问题” 探究始于问题，“发现问题比解决问题更重要”，确定一个可通过实验探究解决的问题，提出可检验的假设，既是进行探究性实验的前提，也是进行实验探究的难点。具体难在设计提问的内容、提问的方法和对学生提问的反馈。

“最精湛的教学艺术，遵循的最高准则就是让学生自己提问题。”教师能把探究性实验的内容巧妙地转化为问题情境，训练学生运用简化和提炼的策略，对教师提供的背景资料和问题情境进行解读，鼓励学生敢于“异想天开”，指导学生合理运用“提出问题”的策略：通过学生自我设问、学生之间设问、师生之间设问等方式；给学生留下足够的空间和时间去发表自己的见解，收集汇总学生的各种问题，然后训练学生运用比较、分析、归纳、概括、重新组合等科学的思维方法来处理各种问题，最终学生就能发现有价值的信息，提炼出很有创意的问题，如《影响酶活性的条件》学生通过思考提出了许多的问题:（1）“能用过氧化氢酶探究温度对酶活性的影响?（2）“高温和低温对酶活性的影响是一样的吗？高温会不会使酶失活？低温呢？”（3）“多高的温度会使酶失活呢？如何确定出这个温度？”，（4）“使酶活性达到最高的最适温度到底是多少？”由此看出，学生对于温度影响酶活性地探究并不是“浅尝则止”，而是“渐入佳境”了，提出的问题探究价值也越来越高。3．2．4优化“实验设计”

实验设计是联系问题和结论的重要途径，制定切实可行的实验方案十分重要，设计实验方案其实质是解决一个实验问题，关键是帮助学生根据自己的设想制定方案，而不是代替学生去制定实验方案，我们主要训练学生运用解决问题的模式进行实验设计。

首先建立问题的框架，明确实验设计的重点和关键，如正确陈述自变量和因变量的关系，自主设计合理的对照实验，正确描述观察或测量变量的方法，清晰列出重要的步骤和材料，预测实验结果，制定观察记录表等。

其次是抓住实验设计的核心，找到解决问题的方案。在设计实验方案的过程中，运用求同法、求异法、剩余法、共变法确定实验的变量和孤立变量；训练学生运用对比的科学方法建立对照实验；精心设计实验步骤第一步是“共性处理”、第二步是“变量处理”、第三步是“显示差异结果”；训练学生运用发展变化的观点，根据实验的实际情况，不断修正改进原来的实验方案；训练学生用辩证的思维方法看待自己的实验，评估实验的局限性。3．2．5优化“交流评价”

实验探究的目的并不在于全班得到统一的实验结果，而重在使学生真正参与探究过程，让学生懂得科学的探究方法，让他们的创新意识得到发挥。在“交流评价”环节我们比普通的实验多一个交流模块，一般有两个交流模块，一个放在实验前，交流个人提出探究问题及设计的实验方案，重点评价学生能否提出值得探究的问题，并进行猜想和假设；另一个则放在实验操作之后，对实验结果的分析交流以及对实验中的各种特异情况作进一步的探究。评价以激励性评价为主，重点评价学生：能否独立正确的完成实验操作方法：能否科学地观察实验现象，如实地记录实验的数据：能否对实验现象或收集到的实验数据进行分析、归纳或概括出实验的结论；能否与他人交流成果且有所获益等。另外我们设置了成果展示栏，对学生的优秀实验报告，课外实验探究，创新实验设计、研究性成果进行展示汇报，让学生感受和分享成功的快乐，更激发他们参与实验的热情和参与实验探究的激情。

实验中有很多现象并不象预设的一样，对新生成的实验问题，学生不能根据现象作出结论判断，教师通过交流评价环节，让学生展开激烈的讨论，每一个学生都参与实验分析，通过层层分析，步步推进，学生对问题的认识逐步深入，然后提出新问题，并且自主设计新的实验进一步探究解决，作出合理解释。如有一组学生在探究用淀粉酶探究PH值对酶活性影响时，观察到淀粉酶在碱性条件下溶液遇碘不变蓝。实验出现的“意外”是否说明“淀粉酶在碱性条件下活性很高”呢？该组同学为了找出原因，积极展开了进一步的探究；首先，从实验结果溶液不变蓝，提出第一个新的设想：“试管中的淀粉被完全分解了吗？”他们改用斐林试剂检测，并没有观察到砖红色沉淀，得出结论：“淀粉没有被分解”。那么是什么原因阻止了淀粉和碘液的显色反应呢？考虑到加HCl与加NaOH实验组之间唯一区别在于pH值不同，该组同学提出第二个设想：“碘液在碱性条件下可以和淀粉反应？”他们先往该试管的溶液中加入1mLHCl溶液用以中和NaOH溶液，再滴加碘液，此时溶液变为深蓝色。于是实验出现“意外”的原因终于大白了，是检测的试剂选择不当，碘液会与NaOH反应，本实验应该选择斐林试剂进行检测比较合适。

从2005年新课程在我校实施以来，我们就把生物探究性实验教学作为一项课题进行研究，取得了一定的成绩：其中“优化高中生物实验教学，提高教学质量的研究”获东莞市普教系统科研成果一等奖；教师参加省市优质课比赛一人获省一等奖，两人获市一等奖；教师论文发表4篇，12篇获奖；共拍摄了四节实验录像课；学生参加东莞市科技小论文比赛有10多篇获一等奖；参加青少年科技创新大赛一项获省一等奖，二项获市二等奖；总之，实验教学的功能要得到最大的发挥，一定要优化高中生物实验教学。事实上，优化实验教学目标和优化实验教学模式是最基本的优化策略，因为优化实验教学目标才能优化教师的教学设计，才可以规范教师的实验教学行为，优化实验教学模式才可以优化实验教学过程，才可以改进学生学习的方式。为此，让我们共同努力、共同探索实验教学的规律和优化策略吧！

参考文献：

1.朱正威.探究性学习实施中的几个问题.生物学通报.2006.1：27—28 2.韦仕发.实验探究教育法在“新陈代谢与酶”一节中的应用.生物学教学.2006.6：33—35 3.施忆.高中生物课程标准中的活动与探究（必修部分）.北京：高等教育出版社.2003.11