高中生物实验探究式学习的实践与思考

高中生物实验探究式学习的实践与思考2010-4-316:29:00作者：佚名来源:转载查看评论（0条）字号：大中小摘要：实验过程既是文化知识的运用与实践过程，更是培养学生求实创新、团结协作的个性品质的重要过程。探究式学习使学生像“小科学家”一样去发现问题、解决问题，在探究过程中获取知识、发展技能、培养能力，同时受到科学方法、精神、价值观的教育，并发展自己的个性。本文以课题结题报告的形式，再一次论证了生物探究性实验教学的实效性。

关键词：生物实验探究式学习

一、研究背景

教育部中学校长培训中心主任陈玉琨言道：“把创造还给学生，让学生在创造性的学习中提高创新意识，培养创新精神。这是学校教育应对时代挑战的惟一选择。”长期以来，我们的教学是：重视培养学生演绎推理能力和扎实的理论功底，而忽视了创新精神和实践能力的培养。重结论轻过程，只注重学生学到了多少，而对演示实验、学生实验重视不够，甚至仍然有老师在“黑板上做”实验，让学生“背”实验的现象。这种结果与过程脱节的教学，妨碍了学生创新精神和创新能力的培养和提高，导致了“高分低能”的现象。所以，我国新一轮的课程改革要求要注重学生实验能力的培养，以提高学生的科学素养。

探究式学习由美国科学家施瓦布教授倡导提出，他认为学生学习的过程与科学家的研究过程在本质上是一致的，因此，学生应像“小科学家”一样去发现问题、解决问题，在探究过程中获取知识、发展技能、培养能力，特别是创造能力，同时受到科学方法、价值观的教育，并发展自己的个性。探索式学习强调科学概念、科学方法、科学态度三者的综合和对科学研究过程的理解。观念上平等、开放、民主；过程中自主、体验、个性；形式上生动、多样、有趣。

生物科学作为一门建立在观察实验基础上的自然学科，比其它学科更易于触及学生的思维及能力发展，所以在生物教学中以实验探究式学习作为探究式学习教学中起始阶段的选题，起点高（情境高于教材）而落点低（解决问题的基本技能、基本方法和基础理论直接或间接源于教材），既能培养解决问题的能力、方法和思维，还能让学生在问题解决过程中主动获取知识。对学生而言，实验过程中问题的解决不仅是一个知识输出的再现过程，更是一个知识信息重组和整合的获得性过程。

二、研究过程

1.研究对象

以2003级高一刚入学的学生中的一部分作为研究对象。各班按比例选择部分学生，采取学生自愿报名，教师科学选择研究对象。原则是这些学生入学时总的平均成绩不高于全班的平均成绩。（高一年级阶段生物小组为20人，高二、高三年级由于文理分科生物小组为13人）实验周期为三年（从高一到高三），逐步积累经验，边实践边总结、边改进。

2.研究课题

课题设定原则：（1）课题要紧密配合教学进度，根据教学进度提前布置一级、二级和三级课题。（2）课题的选取要具有趣味性、可行性、现实性、独创性等。（3）要紧密联系日常生活。（4）要关注社会热点和高科技问题。

课题内容：根据学生的认知程度情况，师生共同研究确定一级、二级和三级课题。如：一级课题有《塘沽区盐碱地绿化治理方法调查研究》，《影响皮肤的因素研究》等；二级课题有《课本实验的探究》等；三级课题《身边的微生物》、《自主复习方法的研究》等。

3.研究方法及过程

本课题是理化生综合课题，从高一新入学的学生中建立了理化生研究小组，进行了连续三年的研究。由于高一年级阶段由于没有开设生物课程，生物研究小组的活动采取课外活动为主，研究方法主要为调查研究。此阶段开展了《塘沽区盐碱地绿化治理方法调查》《影响皮肤的因素》等子课题。高二年级阶段，研究方法主要为实验探究。研究小组开展了《课本实验的探究》子课题，包括《DNA提取实验材料的改进》、《观察植物细胞的有丝分裂实验材料的选取和实验过程的改进》、《叶绿素的提取和分离实验过程的改进》等小课题；高三年级阶段，由于学生面临高考压力，是迎接高考的关键一年。为了搞好总复习，把“探究式学习”的思想运用到某些教学内容当中，采取“输入法”和“探究法”相结合的措施，对参加实验的学生要求“三自主”，即自主动手小结知识点、知识网；自主总结分析、解决问题的方法和思路；自主联系实际。把某些重点内容变成几个具体问题进行专题探究。

4.教学策略

研究模式：（1）确定问题情景——激发学生的探究热情；（2）提出解决问题的假设——设计方案；（3）验证假设——收集数据、分析论证、得出结论；（4）评估——尝试分析假设与实验结果的差异；（5）交流与合作——写出实验报告，能与人合作、交流；（6）反馈和反思——吸取经验教训，发现新问题，改进探究方案。

四、结果与分析

（一）高一年级阶段

1.由于没有生物课程无法对学生做出成绩的评价，但是20名小组学生在文理分科时有13名学生选择了理科。可见科学实验探究把学生带入了科学的殿堂，学生从此热爱上了自然科学，这是学生创新能力等综合能力提高的前提和保障。

2.王磊等三位同学在天津市青少年绿色承诺行动活动中被评为先进学生

3.《塘沽区盐碱地绿化治理方法调查》课题成果作区级展示。

4.参加课题组的学生普遍在人际交往、合作意识、观察能力、动手能力、得到了锻炼。

例如：在《塘沽区盐碱地绿化治理方法调查》课题研究中，课题组的同学自己联系并参观了开发区绿化公司，在参观过程中，

学生对盐碱地的绿化有了更为感性的认识，了解到家乡的变化和成就，每个成员心中升起了强烈的自豪感。在紫云公园的碱渣山绿化工程进行时，课题组成员经常去参观、拍照，采访。通过一段时间的参观调查活动，学生掌握了盐碱地绿化的基本理论知识。在新校园绿化建设之初，课题组成员给学校领导提交了《校园绿化建设的建议》，主要内容包括：土壤改造方法、绿化树种选择、小花园绿化规划图等具有专业水平的合理化建议。当学生的调查报告及研究成果在区级现场会展示时，得到了参会人员的一致好评，学生也获得了成功的体验。

（二）高二年级阶段

1.生物学科成绩对比

总人数超过平均分人数百分数

实验组131292．3

对照组1748850．6

结果分析：经过两年的科学实验方法的训练，实验组学生适应了探究的学习方式，自主学习能力得到了极大的提高，学习成绩明显提高。

2.实验小组的同学改进了几个高中生物课本上的实验，并在实验课堂教学中被采用，使实验课堂教学收到了较好的效果。

例如：以《叶绿体中色素的提取和分离实验过程改进》实验课题为例。我们在课题研究过程中，鼓励学生在实验过程中使用不同方法，通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。如建议学生利用化学知识对层析液的成分做研究，以减少对人体的毒害；对滤纸条的划线次数、划线方法、取用碳酸钙的量、如何过滤等实验步骤进行探究改进。在实验过程中，学生的兴趣很高，积极性与主动性得到充分体现，相互之间主动交流实验的结果与体会。同时，教师根据学生的实验对比结果，师生对实验的方法进行了一定的改进，如采用10ｇ菠菜叶与10ml无水酒精组合，层析后色素带分层比较清晰；划滤液细线的方法可直接采用载玻片的一侧蘸取匀浆，压在滤纸条上。此法可以节省实验时间，且滤液细线细而齐。部分学生的研究结论被教师介绍给大多数学生，学生的研究直接参与进教学的研究，这对这些参与实验的学生是一种激励，反过来可以成为他们进一步学习的动力。

（三）高三年级阶段

1.理综高考成绩对比

总人数超过平均分人数百分比

实验组13969．2

对照组1747344．7

结果分析：实验组学生在高考复习阶段采取了“三自主”的复习方法，对概念、规律体会的深刻，理解的较到位,在综合考试中能取得较好的成绩。

2.从理综的高考成绩来看，前四名的学生都是课题组成员。这些学生对科学有着浓厚的兴趣，直接或间接的体会到了科学之美，为以后的发展奠定了基础。

五、实验结论：

1.实践表明高中生物探究性实验教学模式具有实效性。此教学模式符合学生的认知规律，能有效的激发学生的兴趣。引导学生积极思考，诱发学生的创新意识，提高学生的动手和动脑能力，形成可持续发展。

2.学生在实验探究的过程中，不仅仅是学习成绩的提高，学生的人际交往能力，团队合作精神，语言表达能力，组织协调能力等综合素质均有所提高，这对学生今后的人生具有积极的作用。

六、实验反思

为期三年的第一轮实验研究已经结束，现总结前一阶段研究出现的问题和不足:

1.课题的选取一定要具体、实际，适应不同年级、不同层次的学生。

2.课题的研究对教师提出了更高的要求。教师不仅要具备较深的专业理论知识，还要懂得其他相关理论知识，掌握一定的技能技巧。教师要不断的学习，否则，这项工作不会做好。因为学生的探究离不开教师的指导。包括选题、设计程序、动手操作、分析数据、结论的得出等。没有教师的指导，就不可避免的出现游离于课题之外，甚至不能进行下去，影响整个探究效率，完不成计划。

3.实验期间要注意资料的收集整理。本次实验期间有些数据资料存留记录的不够详细。学生的一些典型的活动案例没有及时收集，各次考试的成绩没有详细的记录和分析。

4.由于学生从高二开始学习生物学，又要进行文理分班，所以实验从高二年级开始进行较好，并且在一轮实验基础上，可以增加实验组人数，如以一个班级为实验组，将会得到更为科学的实验结论，将更加具有实践指导价值。

5.评价机制需要进一步完善。在课题进行的过程中，有着极为丰富、极为精彩的收获、体验和经验。这些隐性的成果很难用分数来评价，实际上也没有去评价，实在令人惋惜。多元化的评价方式值得我们进一步去研究。

探究式实验进入学生生活，打破了学生认识过程中的思维定势，发展了学生的创新思维，可以激发学生的学习兴趣和参与意识，培养他们学习的主动性，形成客观而实事求是的科学态度和不懈的进取精神、严谨细致的作风和坚忍不拔的意志等。新课改在天津地区的推行，给此项课题研究注入了新的活力、并提供了理论知识等多方面的保证。所以在今后的教学中要继续此课题的研究，并将研究成果应用于日常教学中。

七、参考文献

1.余清臣.《研究性学习》.教育科学出版社

2.陈美玲.生物实验探究与创新实践.中学生物教学.2001.（3）

问题探究模式在中学生物及其实验教学中的运用作者：宋敏丽

随着素质教育理念的不断深入，不少学校的生物及其实验的教学模式也在不断地摸索，不断地改进。新课程理念的核心内容是“以学生发展为本”，它要求教师在教学模式上应倡导学生主动参与、乐于探索、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力，获取新知识的能力，分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。这种要求就呼唤着一种全新的生物教学模式的出现，因此我们在生物及其实验教学活动中引入了问题探究模式。

问题探究教学模式继承和发展了布鲁纳“发现式学习”的思想精髓，以发现问题、解决问题为中心，主张学生对知识的“再次发现”和“重新组合”，培养学生亲自发现、获取信息和提出并解决新问题的能力；并根据教材提供的基本知识，把培养创新精神和实践能力作为教学的重要内容。生物及其实验具有实践性、实验性、直观性、综合性等特色，在它们的教学中引入问题探究模式，就是在生物及其实验课堂教学中创设一种类似科学研究的情境和途径，让学生通过主动的探索、发现和体验，学会对大量信息的搜集、分析和判断，从而增强思考力和创造力。因此，生物及其实验的问题探究教学模式打破了传统教学模式中束缚学生手脚的一套做法，具有最大的自主性与独立性。它不仅为追求发现而学习，更是为追求自身发展而学习，实质上是一种创新型的生物学教学模式。

为了充分发挥问题探究模式在生物及其实验教学中的优越性，培养高素质的创新型人才，按照问题探究模式的内在要求，我们授课教师要做好以下几点。

一、创设学生问题探究的课堂氛围

在生物及其实验的问题探究教学模式下，首先要准确定位师生角色。教师在学生面前就不再是什么权威的象征，不再是知识的传授者、课堂的管理者，而是学生学习的参与者、促进者和服务者。师生关系不再是居高临下，而是平等对话。教师在整个教学过程中，只起一种“催化剂”的作用。因此，教师要充分地相信学生、尊重学生，为其创设学习知识、拓展知识和应用知识的条件，让他们做课堂的主人、知识的主人，课堂上的教学行为应由学生的学习过程和学习行为来决定。

例如生物课中植物的系统分类部分，不仅教师难讲授，而且学生也普遍反映难于接受。基于这种情况，教师在讲授该部分内容时，如先把藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类等各植物类群的特征讲清楚，再紧密结合各类群的特征，有针对性、有重点地分别对各类群的一种代表植物进行详细讲解，使各类群的特征具体化、明了化。然后，在此基础上，以小组为单位，让学生根据植物进化的基本规律，对各类群的进化关系进行讨论、归纳和总结，从而理清各植物类群在进化中的相互关系。这样，学生通过主动地探究，就能很容易并且很牢固地掌握植物各类群的系统演化关系，同时也加深了学生对各植物类群特征的理解。要完成教师角色从“提问者”向“被提问者”的转变，它要求教师要具有超前学习、终身学习的意识，以教师自己的人格魅力作为联系师生的基础纽带。

二、激发学生问题探究的兴趣

爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”兴趣作为一种个性心理特征，在人们的认知过程中具有积极的促进作用，它是学生主动学习、积极思考、勇于创新的内在动力。心理学研究表明，学生对某种事物的兴趣越浓厚，其学习时注意力越集中，致使其观察细致，记忆深刻，从而呈现最佳的学习状态。教学过程中只有采用多种教学手段，积极引导学生最大限度地参与知识的探究过程，才能增强学生对生物的学习兴趣，才能使学生把生物课本的知识结构转化为学生头脑中的认知结构，同时促进智能的发展和基本素质的形成。

为了激发学生对生物的学习兴趣，在生物及其实验的问题探究教学模式中要注意与现代教育手段相配套，可以一定比例，恰当地使用多媒体互动教学。在多媒体互动教学中，文字、图片、声效、动画于一体，使传统的“粉笔加黑板，教师一言堂”静态灌入式课堂教学变为图、文、声、像并茂的动态传播，使深奥的、抽象的生物结构、理论具体化、形象化，使复杂艰难的认知活动变得简单而轻松，增强了感染力，拓展了学生的知识面，从而最大程度地调动了学生学习的积极性和主动性，也为生物及其实验实施问题探究式教学提供了契机。

在生物及其实验的多媒体互动教学中，学生不仅能高清晰地观察到一张张制片的图像，准确识别一个个瞬时结构；还可对一个发育的结构(如百合花药和子房的结构)连续制片，通过flash动画来模拟它们实际的发育过程，从动态中彻底掌握这些结构的发育。这样，学生所学的知识就“活”起来了，同时也增加和培养了学生探究生物界奥妙的兴趣。

另外，在生物及其实验的问题探究教学模式中，要多给学生鼓励和赞赏。让学生懂得问题探究的教学模式贵在坚持科学态度的前提下，勇于提出问题；而不宜注重问题探究的结果。

三、实践中培养学生问题探究的意识

生物实验课是学生学习生物知识的一个大舞台，是培养学生问题探究意识和提高问题探究能力的主要途径，要充分利用这一实践问题探究的学习阵地。学生乐于从事动手操作的活动，他们不仅对活动的内容与形式感兴趣，而且在活动的过程中容易发现许多意想不到的问题。在实验课上，学生在动手操作与问题探究中，要不拘泥于书本，不迷信权威，不墨守成规；教师要尽量减少对学生的限制，并适时适度地给学生指导和帮助，以充分发挥学生的主观能动性，使他们独立思考，大胆探索，标新立异，积极提出自己的新观点、新思路和新方法。这样，不仅加深了学生对生物基本理论、基本概念的理解，而且还提高了学生发现问题、分析问题、解决问题和独立操作的能力，为自己对新事物的探索、创新能力的培养奠定了基础。

比如在生物实验课上，当学生认真观察一张张生物制片时，会提出这样问题：“为什么从制片所看到的某些结构与课本上的图例不完全相同呢?”这时，教师要点拨学生，课本上的图大多属于效果图或示意图，它强调其中的某一特征，通过集中处理，重点突出，使学生更容易理解。同时，教师还要引导学生，只有认真观察与探究，才能发现这些差异，从而更准确地掌握某些结构特征，并可能观察到个体间存在的一些个别差异。

再如教师在讲授小麦叶徒手切片制作的实验时，可以先将徒手切片的制作方法简单地讲给学生，然后让学生自己去操作。学生在操作中会发现并提出许多问题及体会，诸如“切片时刀刃要垂直支架的狭缝，而不能平行狭缝”、“支架的大小尺寸必须适当，尤其是它的宽和高”、“身体必须有一个稳定的支撑点，才能平稳地切片”等。另外，他们通过对不同材料的叶和支架的操作，还发现小麦叶等质地较薄而软的叶片，用马铃薯作支架容易切片，而杨树等质地较硬的叶片，用胡萝卜作支架容易切些。这样，不仅锻炼了学生动手操作能力，也培养了他们的发现问题、解决问题、创造性思维的习惯与能力。

另外，让学生尽量参与各种社会实践活动和科学探究实践，不仅可以使学生亲自体验求知过程的乐趣，还可以进一步培养其问题意识和求真的科学探索精神，使学生在认知和实践的“融通”中，让知识活化为生活。

四、在学生的考查中要注重问题探究的过程

为了提高学生的创新意识，要改进学生的考查方案，在学生的考查中要注重和充分体现问题探究过程。可在生物实验课程快要结束时，安排学生完成一定的方案设计、小发明、小论文等，以了解学生问题探究能力的培养及训练情况；并要求学生在课程结束后的一、两周内完成。如学生在设计并观察植物有丝分裂的实验中，通过独立选材、培养、取材、制片和观察，遇到和发现了许多的问题，并找到了相应的解决方法。所有这些都可以从学生的实验报告中发现，它们不仅涉及到了“为什么要经常选用洋葱、大蒜根尖作试材”、“洋葱、大蒜根尖在怎样的温度条件下生长又快又比较粗壮”、“洋葱、大蒜根尖长到多长最适合实验观察”“压片时根尖截取的长短对制片效果有无影响”等实验中遇到的实际问题，还会发现一些相关的实验技巧，比如“怎样压片效果较好，压片的力度较适是多大，压片是从根尖端开始好，还是从另一端开始好呢?”在发现和解决这些问题的同时，不仅强化了相关的知识，还培养了学生的创新能力和实践能力。

在期终考查时要加入一定比例的平时成绩。平时成绩考查的重点是学生在课堂上参与讨论的情况以及学生针对本课程所进行的科研情况。

虽然到目前为止，问题探究模式在生物及其实验教学中仍处于摸索阶段，但是由于实现了教师的教学理念和学生的学习方式的根本转变，它已作为一种全新的教育理念，正受到各地生物教育工作者越来越多的重视，是实践创新教育的一种教学手段，在今后培养高素质的创新人才方面有着很大优势。

参考文献

[1]教育部人事司.高等教育学.北京：高等教育出版社，1998.

[2]秦亚平.中学生物探究式课堂教学的实践与探索.中学生物教学，2004(1-2).

[3]李世伟.谈课改环境下生物教师如何促进学生主动学习.中学生物教学，2004(1-2).

(责任编辑孙晓雯)

生物探究性实验中多元智能理论的应用性研究多元智能理论认为人的智力是多元的，每个人除了言语一语言智力、数理一逻辑智力外，至少还有其他的6种智力，即视觉一空间智力，身体一运动智力，人际一交往智力，自知一自省智力，音乐一节奏智力，自然一观察智力。高中生物探究性实验教学中体现的多元能力是一致的。高中生物探究性实验的基本环节一般是：提出问题一作出假设一设计实验一进行实验一分析结果，得出结论一表达和交流。一、提出问题与与言语一语言智力高中生物探究实验的这一环节是指教师提供背景材料或学生从日常生活、生产实践或学习生活中发现与生物学相关的问题，并以书面或口头表述的形式提出问题，描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在。所涉及的科学方法一般有观察、表达等。多元智能理论中所提出的言语一语言智能是指用语言思维、表达和欣赏语言深层内涵的能力。表现为个人顺利用语言描述事件表达思想并与人交流的能力。在生物教学中表现为个人利用语言描述生物现象、生理过程，将自己对生物学事件的观察分析与推理表达出来与他人交流。因此高中生物探究性实验的这一环节能很好的发挥和培养学生的言语一语言智力。二、作出假设、设计实验、分析结果。得出结论与数理一逻辑智力高中生物探究性实验中作出假设这一环节是指学生搜索原有知识经验，形成对实验问题情境及其内部关系的初步理解，建立起关于问题的猜想和假设，这是一个动脑的过程，猜想必须符合逻辑，同时又能有所创新和突破，而且要有对猜想和假设作初步论证的意识。（剩余1726字）实验分析类试题有两种题型，即解释实验现象、结果和根据实验结果得出实验结论。实验分析类试题与实验设计类试题虽然在题目形式和具体要求上有些差异，但在思考方法上非常相似，若有清晰的实验设计思路，往往也就具备了较强的实验分析能力。因此，实验分析类试题的解题基本步骤可参照实验设计类试题。一、实验分析、评价及改进：实验分析题就是利用已有的生物学知识，从实验取材、药品试剂、步骤及操作、结果及预测等进行分析，从而正确解答有关内容。评价及改进主要分析以下几点：1．实验原理及方法是否正确；2．实验步骤是否科学；3．有没有充分利用实验条件；4．有没有设置对照实验；5．有无更为简单的实验方案；6．实验能否顺利完成；7．实验的安全性如何。1．实验取材分析、评价及改进：选择实验材料是实验成功的关键，因此在实验分析时取材的分析往往是实验试题的内容之一。例如：观察植物细胞有丝分裂实验、植物细胞的质壁分离和复原实验、叶绿体中色素的提取与分离实验、可溶性还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定实验、生长素的研究实验、甲状腺激素的有关实验中，都必须选择适宜的实验材料。基于探究的高中生物实验教学策略

[摘要]科学探究是学习生物学基本、有效的途径之一，它有助于学生形成对生命世界的正确认识、对科学本质的理解和对生物学规律的领悟，应作为高中生物学教学的基本内容和方法。设计一个基于探究的实验活动对于一般的实验教学来说，只要能在两方面加以改变，就可以将验证式的实验转变成开放性探究实验。一是改变实验活动在整个教学中的优先次序，不要将实验活动安排在教学的最后，让学生在实验前还不知道实验的结果；第二是将以往只注重验证课本理论的一些典型实验项目，改变成比较重视探究过程的实验让学生加以探究。

[关键词]科学探究；生物实验；教学策略

以实验为载体的探究是生物教学最显著的特征，也是生物教师最常用、最擅长的手段。但是，在实践中“实验”与“探究”的结合并不象预想的那样顺畅。基于探究的实验教学策略，是在吸收已往实验教学改革中有益经验的基础上，探索一条有效、完整、开放的实验教学方式，以回归实验教学在培养学生实证意识、思维品质、质疑精神等方面的作用和地位，为全面提高学生的科学素养服务。

一、问题的提出

从教学论的角度看，实验教学是指在使用实验仪器情景下的一种教学形态。高中生物实验与其他理科实验一样，具有直观、形象的特征，能高度浓缩地展示人们认识和发现某一知识、原理的过程，能帮助学生在较短时间内认识和理解相关的科学知识。但这种对实验和实验教学的认识，在本质上将它放在了知识教学的从属地位，实验教学的目标只是追求一个预设的结论。虽然在实验教学的过程中，教师会注意对学生进行有关实验技能、方法和探究思维等方面的训练，但这些往往被放在次要的位置。

科学探究的提出给实验和实验教学以全新的视角。《生物课程标准（实验）解读》指出：“科学探究是生物学中不可缺少的、动态的部分”[1]。高中生物课程应该反映生物科学的“完整画面”，应该将科学探究作为高中生物学教学的基本内容和方法。科学探究活动也是学生学习生物学基本、有效的途径之一，它有助于学生形成对生命世界的正确认识、对科学本质的理解和对生物学规律的领悟。生物实验作为教师转变教学方式、实施科学探究的最有效的手段之一，具有强化学生实证意识、提升学生思维品质、培养学生质疑精神的重要作用，倡导基于探究的实验教学策略，将学生置身于一种动态、开放、个性、多元的学习环境中，打破原有学科的封闭性和课程选择的单一性，让学生自主探索，主动求知，学会收集、分析和利用各种信息及信息资源，实质上就是在提高学生的科学素养。

二、如何在一般实验中体现探究的思想

美国学者施瓦布曾经把科学实验活动分成三个层次，[2]根据实际还可以加上一个层次，即将问题、方法步骤及答案均提供给学生，学生只要按此步骤去做实验，验证已知的结果，可称之为零层次（见表1）。

探究也是分层次的，一些学者根据探究活动的难易程度以及学生参与探究程度的不同，将探究性实验划分了不同的层次（见表2）。[3]

至此，可以清楚地表明，验证性实验、演示实验、学生实验基本上属于0水平探究，也就是没有体现科学探究的基本精神，随着有关实验的问题确定、解决问题的程序和做结论等几个方面学生参与程度的增加，探究的深度也不断增加，直至开放式的研究。由此可见，随着新课程将科学探究作为核心理念，实验和实验教学的作用得到了显著的提高。

众所周知，学科教学在知识的量上有明确的任务，探究性学习要花费更多的时间。一些老师之所以在实验教学中倾向于低水平的探究，一方面是观念的问题，视课堂的“乱”为洪水猛兽，怕失去对课堂的控制；另一方面是技能的问题，试问，从小到大，我们有多少教师有过探究性学习的经历？

事实上，在实际教学中，教材已充分考虑到了这些因素，高层次、开放性探究实验活动是十分有限的。学生在更多的时候需要从多种多样的不同层次的探究实验活动中学习各种科学探究方法和科学探究技能。因此，如何在一般实验中体现探究的思想是教师的必然选择，也是推进探究教学的必由之路。

那么，怎样设计一个基于探究的实验活动呢？

对于一般的实验教学来说，只要能在两方面加以改变，就可以将验证式的实验转变成开放性探究实验。一是改变实验活动在整个教学中的优先次序，不要将实验活动安排在教学的最后，让学生在实验前还不知道实验的结果；第二是将以往只注重验证课本理论的一些典型实验项目，改变成比较重视探究过程的实验让学生加以探究。从实际上考虑，让学生探究的必须是个难度不高而且没有危险性的实验，教师才能安心放手让学生探究，而且实验内容要能与上课内容直接相关，并且适合学生的程度，又不需额外增加太多教学时间，如此老师才易于安排和融入原来的教学进度中。所以从现有的实验项目中挑选一些单元，改变原有实验教学方式再加一些巧思即可达到目的。三、基于探究的生物实验教学活动设计案例

“酶的催化效率—过氧化氢分解”是高中生物学的一个重要教学内容，实验的目的主要是，认识酶作为生物催化剂，与无机催化剂相比，有何特点？按照过去的方式，为了体现探究，教师通常把演示实验改变成学生实验，学生通过在两支编号为1号和2号的试管中分别注入3mL2％过氧化氢溶液，然后在1号试管中加入鸡肝匀浆或马铃薯匀浆少许，在2号试管中加入二氧化锰少许，作为催化剂，轻轻振荡试管，观察两支试管中气泡产生的多少和快慢来比较反应的速率，推理出生物催化剂过氧化氢酶和无机催化剂二氧化锰催化效率的高低，从而得出酶的催化作用具有高效性的特点。

这样的实验活动，场面热闹，学生不定地按照教师的指令动手做实验，实验的成功率也很高。可是，如果仔细分析，学生的行为实际上是对教师指令的被动回应：把鸡肝匀浆和二氧化锰分别加入到盛有3mL2％过氧化氢溶液的试管中，使之产生一种预定的变化。这样做，看似在观察与探究，实质上仍然停留在“告诉事实、验证结论”的水平，仅仅从过氧化氢酶和二氧化锰2个催化反应实验的比较，并不能推理出生物催化剂比无机催化剂具有高效性的特点，显然，学生思维加工的投入量不够充足。

针对上述情况的改进课，如果我们对实验进行改进和拓展，实验探究的水平就会明显提高。

（一）提出问题

经过日常生活的积累和化学课程的学习，学生已经了解到很多地方都需要催化剂，比如说：汽车尾气排放催化装置、工业制硫酸、合成氨、酶催化生物大分子等。并且在课堂上也已经学习了使用催化剂的几个化学反应，如氯酸钾催化受热分解、双氧水催化分解等。在理解元素周期律以后，还可引导学生分析讨论“催化剂与化学反应的关系”。一般情况下，学生大多能提出如下问题：催化剂与化学反应是否有一一对应的关系？催化剂是如何改变化学反应速率的？催化剂在化学反应中的特点是什么？这种超学科的知识整合，对于激发学生的探究热情是十分有效的。

（二）猜想与假设

首先要总结问题，经过查阅资料、网上搜索、小组讨论，在教师的引导下，学生提出自己的设想：催化剂与化学反应不是一一对应的关系，一种催化剂可以催化不同的化学反应，不同催化剂对同一反应的催化效果可能不一样。

（三）实验准备

1．知识准备。要求学生在课外查阅过氧化氢、二氧化锰、三氧化二铝、鸡肝、马铃薯等的相关物理和化学性质，以及和催化剂相关的知识。

2．器材准备。试管，卫生香，火柴，过氧化氢，二氧化锰，三氧化二铝，鸡肝匀浆（新鲜的和不新鲜的各一份），马铃薯匀浆（生的和熟的各一份）等。

（四）实验探究

实验探究过程如表3所示。

（五）实验结论

1．二氧化锰，三氧化二铝，鸡肝匀浆，马铃薯匀浆，能加快过氧化氢的分解速率，故能作过氧化氢分解的催化剂。

2．新鲜的鸡肝匀浆和生的马铃薯匀浆，催化效率大大高于二氧化锰、三氧化二铝的催化效率。

3．不新鲜的鸡肝匀浆、熟的马铃薯匀浆之所以催化效率降低，有可能是采购回来的肝脏不新鲜，或是制成的肝脏研磨液使用和存放时间过长而变质；熟的马铃薯匀浆可能是高温导致过氧化氢酶失活，说明影响酶催化作用的因素很多。

基于探究的生物实验教学策略是在提高学生科学素养课程目标指导下的实验教学改进行动，它的亮点是挖掘课本实验的内涵、拓展课堂实验的功能、提升实验教学的品质，充分体现“自主、探究、合作”新课程理念，对于推进“以探究为核心的、多样化的生物教学方式”具有一定的指导作用。

[参考文献]

[1]教育部.普通高中生物课程标准解读[S].北京：人民教育出版社，2003：28.

[2]刘恩山.普通高中生物学课程与探究性学习[J].生物学通报，2004（1）：27-29.

[3]方红峰.实验教学在新课程中地位和作用的再认识[J].中国教育技术装备，2006（10）：6.

转贴于中国论文下载中心生物实验教学与探究性思维的研究生物实验教学与探究性思维的研究研究方案金坛市金沙高级中学执笔：徐丽萍一、课题的提出1、课题研究现状述评《中国教育改革和发展纲要》早已指出：“对于基础教育，一个非常紧迫的任务就是从应试教育转向素质教育。”综观现阶段我国中小学教育的现状，普遍存在教育观念陈旧，教育方法单一，教学手段落后的状况，在课堂教学中教师单向灌输的多，学生主动学习的少，教师与学生、学生与学生之间积极的学习思维状态尚未大面积形成。目前，正在进行的课程改革，课程设置的指导思想发生了变化、教材编排的指导思想发生了变化，新课程的理念就是培养学生掌握科学的学习方法，并增进对所学知识的理解，进而提高其自主创新能力。通过网上查找和资料查询发现，国外早就注重对学生探究性思维的培养。如从香港《新世纪中国历史》教材中“课前研习”、“历史工作室”、“魔术眼镜”等栏目的内容和指导思想看，大多基于鼓励学生多思考、多交流、多实践（自己收集信息、处理信息）的理念，回归人本主义。日本外务省于1999年颁布的《学习指导纲要》也体现了宽口径、多样化、时代性、应用性、互动性强的新潮教学思想。近年来我国中小学教材的编排，在一定程度上也体现了这种趋势，但至少目前还没有探究性思维模式培养的大量报道，尤其从教育实践层面来看真正体现探究性思维模式培养的课堂教学比例还太少。2、选题的意义（1）随着知识经济的发展和中国加入WTO，未来的竞争是人才的竞争，因此需要全面推进素质教育。而素质教育的核心是培养学生的创新精神、实践能力和发现问题、处理信息的能力。这就需要平等、宽松、和谐的教学环境，需要体现以学生为本的教学理念，需要优化的教学模式和富有创造性的教学设计。（2）美国教育家布卢姆说过：“一个带着积极情感学习课程的学生，应该比那些缺乏热情、乐趣、兴趣的学生，或者比那些对学习材料感到焦虑和恐惧无趣的学生学习的更加轻松，也更加迅速。”美国心理学家布鲁纳也指出：“学习最好的动力，是对学习材料的兴趣。”可见学生是学习的主体，只有建立了参与意识，才可能积极主动去探索，去争取。而现阶段的课堂教学中教师单向灌输的多，学生主动参与的少，部分教学资源尚未充分利用，师生、生生之间的积极互动状态尚未普遍形成。如：在生物学科的教学中，生物实验这一重要媒体往往只是用来验证书本知识的正确性而不是作为师生共同探究知识的载体。（3）新高中生物教材与老教材相比：部分较难的知识章节和知识点被删除；教学内容上图表、阅读材料、演示实验、家庭小实验明显增加，且增加了研究性课题；在习题设置上开放性习题增加。从中可见新教材对学生的能力要求提高。二、课题的内容1、课题研究的视角主要从教师和学生、学生和学生、教师和媒体、学生和媒体四个方面研究。2、课题研究的方法（1）、点面结合的教学实验：①开展群众性的教育科研活动，结合本学科的实际情况，广泛进行探究互动教学模式的教学实验，以建构主义理论和合作学习理论为指导，在实践中检验、发展、深化理论。②在学生中组建三个实验班，进行重点的生物实验教学与探究性思维的研究的教学实验。实验方法：等组实验法。实验自变量：探究互动式教学（意义建构、主动学习、合作学习、机辅学习）实验因变量：学生的学习成绩、学科能力水平及综合素质。控制变量：教师的教学水平、学生的基础水平、师生对实验的情感倾向。（2）调查分析法：通过问卷、走访、观察等方式对学生学习的主动性、掌握知识的系统性和深刻性、知识迁移能力、自学能力、创新能力等进行定性分析。（3）统计法：把观察、调查、实验和测量中获得的数据资料，利用统计的方法进行定量分析，并进行统计检验，对实验的效果作出评价，然后进行总结，得出结论。3、课题研究的途径课题主要从小组学习的互动、媒体整合的互动、活动的互动、问题的互动、计算机网络环境下的互动等五个方面开展研究。各学科根据学科特点总结出行之有效的互动方法。4、课题研究的目的①提高本组教师学习新理论，接受新思想的积极性、主动性，不断提高其教育教学水平和综合素质，造就成有较强科研能力的学者型教师。②培养学生自主学习的能力，发展其个性特长和创新精神，使其学习过程由被动接受转变为主动探究、合作互助。③改革陈旧落后的教学模式，实现教学的多层面互动，提高教与学的质量。三、课题研究的实践意义和理论价值探究性学习是一种探究性、开放性的学习方式。它提供给学生更多获取知识的渠道和方式，在了解知识发生和形成过程中，推动他们去关心现实，了解社会，体验人生，并积累一定的感性知识和实践经验，使学生获得了比较完整的学习经历。它强调的是主动探究的过程、亲身经历的体验，以及情境性问题的解决。同时，在自主学习中逐步培养学生一种探究性、开放性的学习方法和思维方式。教材中安排的实验都是经过专家精心组织策划的，为学生创设的情境，具有典型性、指导性及探究性等特点。生物实验的独特吸引力，能使学生亲身体验实验带来的乐趣，必会使学生产生浓厚的学习兴趣。生物教育功能的多样性，生物教学中理论与实践的统一性，为探究性学习的全面开展提供了广阔的领域。探究性学习与生物课堂教学的有机结合