生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課課件

1、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施一、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的基本實(shí)施過(guò)程探究性實(shí)驗(yàn)的一般步驟： 問(wèn)題假設(shè)實(shí)驗(yàn)分析、總結(jié)應(yīng)用基本過(guò)程： 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題提出假說(shuō) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 得出結(jié)論創(chuàng)設(shè)情境，引發(fā)問(wèn)題充分分析，提出假說(shuō)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)原則是科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ) 對(duì)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(guò)程評(píng)價(jià) 教師對(duì)合作小組的學(xué)習(xí)表現(xiàn)性評(píng)價(jià) 小組對(duì)本組成員的學(xué)習(xí)表現(xiàn)性評(píng)價(jià) 探究性實(shí)驗(yàn)的階段評(píng)價(jià)三、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施注意事項(xiàng)1、轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念2、選題適切3、指導(dǎo)到位

2、4、提問(wèn)有效四、生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)課的實(shí)施案例與分析實(shí)驗(yàn)：探究含磷洗衣粉與無(wú)磷洗衣粉對(duì)水體的影響生物探究性實(shí)驗(yàn)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(guó)高中生物課程已經(jīng)注重了對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)過(guò)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(dòng)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(shí)驗(yàn)，其中很大部分屬于探究性實(shí)驗(yàn)。但實(shí)際教學(xué)中，由于課時(shí)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(dòng)。學(xué)生在更多的時(shí)候需要從不同層次的探究活動(dòng)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(dòng)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(shí)驗(yàn)劃分成不同的層次（表1）。針對(duì)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(dòng)的層次 (Paul J .Germann;1996) 層次 問(wèn)題 方法 結(jié)論 問(wèn)題 變量 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)施實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)結(jié)論 應(yīng)用 提出探究問(wèn)題 作出假設(shè) 確定自變量 確定因變量 確定需控制的無(wú)關(guān)變量 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程、設(shè)計(jì)表格、圖表等 實(shí)驗(yàn)操作 觀察 測(cè)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(píng)價(jià)假設(shè)的正確性 提出新的假設(shè)和預(yù)測(cè)、解釋和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)論、提出新的問(wèn)題 6 5 + 4 + + 3 + + + 2 + + + + 1 + + + + + 0 + + + + + + 注：“+”表示活動(dòng)設(shè)計(jì)中已提供。：“”表示活動(dòng)設(shè)計(jì)中未提供，需學(xué)

4、生自己完成 “程序驗(yàn)證”模式 0級(jí)水平指的是探究活動(dòng)的各個(gè)步驟在活動(dòng)之前就已呈現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程可以說(shuō)在沒(méi)做實(shí)驗(yàn)之前已經(jīng)心中有數(shù)。這種探究活動(dòng)通常用于驗(yàn)證已經(jīng)學(xué)過(guò)和討論過(guò)的知識(shí)和概念，即我們常說(shuō)的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。如人教版生物1：分子與細(xì)胞第二章中的“檢測(cè)生物組織中的糖類(lèi)、脂肪和蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)一般安排在理論課之后。 這一水平的實(shí)驗(yàn)一般采用“程序驗(yàn)證”模式：按照固有的實(shí)驗(yàn)程序，重復(fù)已有結(jié)論的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，通過(guò)驗(yàn)證現(xiàn)有生物學(xué)原理或知識(shí)是正確性，幫助學(xué)生理解原理、掌握知識(shí)的一種教學(xué)模式。操作程序?yàn)椋菏熘獙?shí)驗(yàn)過(guò)程按照程序操作得出結(jié)論。該模式對(duì)于學(xué)生理解科學(xué)研究的過(guò)程、體會(huì)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(yàn)證性”實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)?；蛘咴凇膀?yàn)證性”實(shí)驗(yàn)中加入探究的元素。如與人教版過(guò)渡教材中的“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定”實(shí)驗(yàn)相比，新教材增加的可探究的元素：實(shí)驗(yàn)器材、儀器和試劑的選擇，以及記錄表格的設(shè)計(jì)，留給學(xué)生更多的自主權(quán)?！坝^察探究”模式 1級(jí)和2級(jí)水平部分或全部缺省結(jié)論部分，學(xué)生在完成提供的實(shí)驗(yàn)步驟后才能根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，甚至還要對(duì)結(jié)論進(jìn)行推理，作出合理的解釋?zhuān)瑢?duì)不符假設(shè)的還要提出新的假設(shè)和預(yù)測(cè)等。此類(lèi)實(shí)驗(yàn)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(guò)氧化氫在不同條件下的分解”“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”等實(shí)驗(yàn)，都是將實(shí)驗(yàn)結(jié)論留給學(xué)生實(shí)驗(yàn)后來(lái)完成。 這一水平的探究實(shí)驗(yàn)可以采用“觀察探究”模式：沒(méi)有已知的結(jié)論，需要依靠學(xué)生按照現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)程序，積極參與到實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中去，主動(dòng)探索得出結(jié)論。操作程序?yàn)椋菏熘獙?shí)驗(yàn)過(guò)程按照程序操作觀察歸納分析得出結(jié)論交流評(píng)價(jià)。如“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生首先要熟知實(shí)驗(yàn)過(guò)程，然后按照程序操作，接著才能觀察、測(cè)量、計(jì)算、分析，最后才能回答出細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)降子泻侮P(guān)系。該模式有助于學(xué)生體驗(yàn)生物科學(xué)研究的真實(shí)過(guò)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(jí)和4

7、級(jí)水平探究實(shí)驗(yàn)在創(chuàng)設(shè)出特定情景，由學(xué)生自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究某種因素對(duì)實(shí)驗(yàn)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(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”等實(shí)驗(yàn)，在給出問(wèn)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(wèn)題，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)解決問(wèn)題。 5級(jí)和6級(jí)水平為最高層次的也是最開(kāi)放的探究實(shí)驗(yàn)。它需要花費(fèi)師生大量的時(shí)間和精力。這種水平的探究常見(jiàn)于綜合實(shí)踐課的研究性學(xué)習(xí)。 上述四級(jí)水平的探究活動(dòng)屬于比較完整的科學(xué)探究活動(dòng)。適宜采用“指導(dǎo)探究”教學(xué)模式：在教師的指導(dǎo)下，運(yùn)用創(chuàng)新教學(xué)理論，以實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為基礎(chǔ)，以改進(jìn)、完善、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)為切入點(diǎn)

8、，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)新能力、培養(yǎng)學(xué)生積極的個(gè)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(shí)驗(yàn)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(lì)和引導(dǎo)學(xué)生從多方面去尋找實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，篩選出最佳的實(shí)驗(yàn)方案。要求學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)材料和用具的選擇、實(shí)驗(yàn)變量的控制、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)步驟安排、設(shè)計(jì)觀察表格等過(guò)程進(jìn)行整體考慮，盡量做到方法合理、器材簡(jiǎn)單、步驟簡(jiǎn)短、現(xiàn)象明顯、結(jié)論正確。高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)思路一、變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，我鼓勵(lì)學(xué)生作了以下探索：首先，可

9、以對(duì)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)材料，問(wèn)學(xué)生是否可以選擇在同一季節(jié)中常見(jiàn)的其他植物？如大白菜、小白菜、玉樹(shù)、萬(wàn)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(jì)實(shí)驗(yàn)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(lái)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(duì)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(lái)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異。因此在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，也可以從這些方面來(lái)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。二、變課堂教學(xué)中

10、教師的演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生的動(dòng)手能力和大腦的思維活動(dòng)能夠得到同步發(fā)展 演示實(shí)驗(yàn)可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)、啟發(fā)學(xué)生積極思考。但是演示實(shí)驗(yàn)的不足之處在于學(xué)生始終處于被動(dòng)地位，不能主動(dòng)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(bǔ)這一不足。高中生物人教版第三章第一節(jié)中“比較過(guò)氧化氫酶和Fe3+的催化效率”的實(shí)驗(yàn)，可作為演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探索性教學(xué)。為了證實(shí)酶的高效性，課堂上需演示過(guò)H2O2 溶液分解成水和O2 的實(shí)驗(yàn)，目的在于讓學(xué)生學(xué)會(huì)探究“酶的催化效率”的方法，以及“比較過(guò)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(shí)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(huì)回答新鮮肝臟中過(guò)氧化氫酶的含量高。老師又問(wèn)：為什么長(zhǎng)時(shí)間放置的肝臟中過(guò)氧化氫酶的含量會(huì)降低呢？這時(shí)學(xué)生回答就會(huì)比較多了。有的說(shuō):酶分解了。也有的說(shuō):酶失活了。這時(shí)老師就可以把學(xué)生引向酶的成分問(wèn)題，以及長(zhǎng)時(shí)間放置后肝臟會(huì)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(guò)氧化氫酶被微生物分解了。緊接著老師還可以問(wèn)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(wèn)學(xué)生可能會(huì)有什么現(xiàn)象產(chǎn)生？讓學(xué)生預(yù)想，進(jìn)一步通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來(lái)驗(yàn)證他的預(yù)想，這樣有助于增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。最后讓學(xué)生相互討論得出:過(guò)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(kāi)展生物探究性實(shí)驗(yàn)和和課外探究性活動(dòng) 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(jì)劃的安排需要較長(zhǎng)時(shí)間才能完成的活動(dòng)，包括必要的調(diào)查、訪(fǎng)問(wèn)、參觀等。充分利用各種教學(xué)資源，保證活動(dòng)時(shí)間的落實(shí)。教學(xué)時(shí)間畢竟有限，有些探究性實(shí)驗(yàn)要求的時(shí)間又比較長(zhǎng)，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(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、生長(zhǎng)素對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的影響、甲狀腺激素對(duì)小蝌蚪生長(zhǎng)發(fā)育的影響等探究實(shí)驗(yàn)，可引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案以后，安排學(xué)生利用課后的時(shí)間進(jìn)行具體的探究。還可以搞全天候開(kāi)放的探究性實(shí)驗(yàn)室，由學(xué)校提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備和場(chǎng)所，由學(xué)生根據(jù)自己的想法和愛(ài)好來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作，實(shí)驗(yàn)教師只作輔助指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)材料由學(xué)生自己準(zhǔn)備。四、認(rèn)真設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)習(xí)題，通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)知識(shí)的深化和拓展 在教學(xué)過(guò)程中，教師精心設(shè)置實(shí)驗(yàn)習(xí)題，并鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案去獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)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(jì)如下問(wèn)題:請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)(一組或幾組)說(shuō)明植物光合作用產(chǎn)生了O2。還可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明光合作