生物实验教学设计研究 学习日志

生物实验教学设计研究 学习日志（精选10篇）

生物实验教学设计研究 学习日志 篇1

生物实验教学设计研究 学习日志

一、当代生物学教学中的现代教育思想

(1)面向全体同学；(2)提高生物科学素养；(3)倡导探究性学习。

二、初中生物实验教学的意义

1．有利于培养良好的学习兴趣和习惯；2．有利于培养学生的科学态度。3．培养交流与合作能力。

三、初中生物实验教学设计的基本原则

1．科学性原则；2．单因子变量原则 ；3．对照性原则；4．重复性原则；5．可行性原则。

四、初中生物实验教学的类型

（一）按学科分，包括形态学实验、解剖学实验、生理学实验、生态学实验、分类学实验、遗传学实验、生物技术实验。

（二）从中学教学角度，可分为演示实验、学生实验、课外实验。

（三）按照实验的精确性和实验所处的环境，可分为实验室实验和自然实验。

（四）按照实验的教学目的，可分为验证性实验和探究性实验。验证性实验是指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果、巩固和加强有关知识内容、培养实验操作能力为目的的重复性实验。

优点是：实验目的明确，实验步骤规范、结果已知，比较容易达到实验目的；受季节、课时因素的影响小，可以较灵活的安排。

缺点：束缚学生的思维。例如：验证人体呼出的气体中二氧化碳含量增多的实验、植物的光合作用产生淀粉的实验。

探究性实验是指实验者在不知道实验结果的前提下，通过实验、探索、分析、研究得出结论，从而形成科学概念的一种认识活动，优点是：这种实验学生有新奇感，容易产生浓厚的兴趣，能充分调动起学习的积极性和思维，有利于学生观察、分析、解决问题以及实验操作能力的培养。

（五）按照实验中的质和量的关系，可分为定性实验和定量实验。定性实验是指定性判断实验对象的各种属性，定性确定生物体结构和功能等的实验。定量实验是指为了深入了解生命的本质特征、揭示各个因素之间的数量关系、确定某些因素的数值等而进行的实验。

五、初中生物探究实验教学设计的具体实施的环节

（一）教学内容分析：

（二）学生背景分析：

（三）教学目标：

（四）教具准备：

（五）教学策略：问题探究法和小组体验活动

（六）板书设计

（七）教学过程

生物实验教学设计研究 学习日志 篇2

一、明确研究定位

纵观整个初中生物实验,既有单纯的室内操作,又有较为复杂的室外观察,每个实验内容都不尽相同。因此, 教师要带领学生开展研究性学习,首先要明确研究的定位, 定位包括研究的主题与目的,即除了要清楚此次研究性学习的内容外,还应明确借助研究性学习要培养学生的哪种能力。以苏科版七年级上册第一章《生物学的基本研究方法》的教学为例,其中的一个实验是“学会显微镜的用法”,其教学目标为:了解显微镜各个部位的名称和用途, 学会使用显微镜去观察细胞等。教材中对实验的要求较为简单,只要学生能够正确使用显微镜即可。教师可以适当增加实验的难度和趣味性,让学生用显微镜的一个目镜分别与四个不同倍数的物镜组合来观察细胞装片,以帮助学生理解镜头越短,与玻片的距离越远,物镜放大倍数就越低,而显微镜放大倍数越低,视野范围越大,看到的细胞数目就越多。此外,还可以让学生在显微镜下观察是否能看清写在不透明纸上的字(提醒学生观察的材料一定要薄且透明)。总之,明确研究性学习的定位能够最大程度地避免研究过程的“脱轨”。

二、设计研究方法

虽然实验本身就是一种研究方法,但要完成实验就不能仅仅局限在操作上,还要包括对文献研究(如实验前先了解有哪些注意事项,可能会出现哪些突发情况等)、考察调查(如某些实验可能需要实验者去户外采集实验标本或数据等)等在内的多种研究方法的相互结合。因此,学生要开展研究性学习就要设计科学合理的研究方法,特别是在进行比较复杂的户外实验时。以苏科版七年级上册第五章《人体的物质和能量来源于食物》教学为例,在讲解第四节有关“人体对食物的消化与吸收”这部分内容时,教师可以组织学生探究馒头在人体口腔中的变化,以 “馒头被咀嚼后变甜跟哪些因素有关”“各自有什么作用” “馒头中的淀粉是否发生变化”等问题展开研究。考虑到这一实验会涉及牙齿的咀嚼、舌头的搅拌、唾液的分泌、 馒头中淀粉的特性等多种因素,教师需要采用对比实验的研究方法来完成,即把馒头切成三块并分别放入三支试管中,分别进行有唾液的搅拌处理、无唾液的搅拌处理、有唾液无搅拌的处理,再通过三支试管的对比实验来说明口腔中唾液里的唾淀粉酶能使部分淀粉转变成麦芽糖。总之,设计研究方法的目的在于提高研究性学习的效率。

三、讨论研究成果

研究性学习的结果是不定性的、可变的、可议的。因此,开展研究性学习的一个重要步骤就是教师要合理指导学生讨论研究成果。以苏科版七年级上册第四章《绿色植物是有机物的生产者》教学为例,教师可以给学生提供必要的研究材料,让学生完成绿叶在光下制造有机物的部分实验过程。该实验要求:学生首先要清楚如何进行操作实验,包括实验前是否要对实验材料进行暗处理,如装有酒精和叶片的小烧瓶是否需要隔水加热?在遮盖一部分叶片时可以选用什么材料进行遮盖?这些问题需要学生进行讨论、磋商和探索。实验过程中以及实验后出现的若干现象,如酒精的作用是什么?滴加碘液后,遮光部分不变蓝又说明什么?这些问题在实验操作前往往并不能预计到,且不同学生操作实验时可能出现的问题也各不相同。因此,讨论研究成果的目的一方面是时时监测实验过程,另一方面要借助实验来发现问题、探索未知。总之,讨论研究成果的目的在于保证研究性学习有所收获。

四、评估研究过程

在研究性学习中教师应合理评估研究过程,不以研究成果的好坏作为最高标准,而应重视研究过程中的学生体验。考虑到研究性学习本身存在的诸多难以预测的变量,每名学生在研究过程中的感受和收获都是不一样的。 在研究性学习中,有的学生可能通过大胆假设、小心操作、谨慎求证,最终实现了个人逻辑思维能力与实践操作能力的提升;有的学生可能通过与其他同学的合作学习而变得更加外向、开朗,最终实现个人情商素质的提升;有的学生则改正了平常的不良学习习惯,发现了个人的潜在能力等,在后续的学习中可以进一步完善自己,实现个人学习能力的提升。教师研究并评估学生在这一过程中的感受,不仅能为下一次研究性教学提供修正优化的依据,而且还可以更好地找准提高学生学习能动性的切入点。 总之,评估研究过程的目的在于提高学生的学习综合素质。

初中生物教学中有不少实验课程,其中一些实验仅需学生了解即可,而有些实验则需要学生自主操作,无论教学要求如何,其实质都离不开“研究”。因此,这也是许多教师尝试在生物实验教学中开展研究性学习的原因。 为了提高研究性学习效率,教师应以明确研究定位→设计研究方法→讨论研究成果→评估研究过程为教学脉络,帮助学生更好地在研究实验的过程中获得知识的增长与能力的提升。

摘要：研究性学习是引发学生思维,促进学生学会学习,提高学生学习能力和效率的一种有效的学习方法。初中生物学科中很多的实验,教师应引导学生进行研究性学习,以明确研究定位→设计研究方法→讨论研究成果→评估研究过程为教学脉络,帮助学生更好地在研究实验的过程中得到知识的增长与能力的提升。

关键词：初中生物,研究性学习,实验教学

参考文献

[1]胡桂香,丁盛茂.初中生物教学中渗透“研究性学习”的探索[J].生物学教学,2001(5).

[2]谢明.初中生物教学中开展研究性学习的策略[J].文教资料,2007(1).

生物实验教学设计研究 学习日志 篇3

【关键词】学案导学 实验教学 生物兴趣

【中图分类号】G633.91【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）12-0106-01

提高教学质量的关键是教学的有效性，传统教学方式有很多优点，但也有弊端多表现为：教师填鸭式讲解多，照“本”宣科。忽略了学生是学习的主体，学生大部分时间处于被动接受状态，这必然影响到学生学习效果。学生要提高学习效果，学校要提高教学质量，必须聚焦课堂、大胆推进课堂教学改革。。作者通过生物学案导学、生物实验教学模式的实践，真正做到了好课的标准，即：这节课结束了，学生急切地盼望着下一节课。生物课堂是巨大的磁场。

1.学案导学

“学案”是教师教学的导向，是根据本节本章学习内容和每班级学生学情预设的方案。学生看书依案而学，使课堂教学能够较好地发挥学生学习的主动性，使得学生的“学”自如、有趣、轻松、使课堂教学节奏快、效率高[1]。另外，学案在学生复习时能成为一份很好的资料[2]。

1.1学案设计的准备

学案编写前要分析课程标准，研究教材教参，明确教材内容要求，一般多由经验丰富的老教师设计，其他教师献策补充、修改。编写时主要包括学习目标、学习难点及课堂导学（依据“自学质疑、交流展示、互动探究、精讲点拨、矫正反馈和迁移运用”六个模块）。

1.2学案设计的形式

生物学案的形式可以有： 问题式、表格式、填空式、框架图式、习题式、纲要式等。一份完整的学案应是以上几种形式的综合运用，但为了使学生加强记忆，预习时有一定逻辑顺序，现多以问题形式展示，避免学生填空出现的，只为填空不知其意义。若某些知识联系紧密、成一定系统可以设计图解式学案等。

2.实验教学

生物实验是学习生物学的基本方法，直观形象的演示生物规律，揭示实验本质，生物实验不仅能激发学生学习生物学的兴趣和积极性，训练学生的实验技能、观察能力、更重要的是能有效地培养学生的生物科学素质[3]。

2.1实验教学的准备

高中生物实验目的是使学生接触到更多的生命科学实验、研究方法，达到培养学生的科学素养的目的[4]，但实际教学中，一些学生没有真正领会生物实验教学的重要意义与价值，实验课上常出现学生嬉戏打闹，不能顺利完成实验的现象，学生甚至养成敷衍轻浮的坏毛病，为防止此现象重复发生，教师必须课前积极准备，预想到一些可能发生的情况或是偶发事件。真正做到高中生物实验教学的高效性。

2.2实验教学的形式

生物实验的形式主要有分组实验、教师演示实验、视频演示实验、家庭实验和课外小组实验。视频演示实验、演示实验的特点简单明了，占时间少；分组实验特点教师提供材料和试剂，规范操作步骤，费时但指挥得当，效果最好的；家庭实验特点是材料常见，人员随意、过程简单，周期长。实验形式的选择要依据实验内容与现实情况周全考虑再定夺。

3.自主练习

高中生物学要转变教师的教学方式，改变学生的学习方式，培养学生主动学习、勇于探究的生物精神。为使学生积极参与生物学习的全过程，必须培养学习生物兴趣，这样学生才能由被动学习变为主动学习。学生多表现为课后自己做题练习，同学相互讨论学习内容，并通过网络了解更多的生物知识。生物课堂真正成为“学生今天离开来，明天还想来”的幸福课堂。

4.高中生物“学案导学”“实验教学”型课堂教学评价

4.1学生评价

在实施“学案导学”“实验教学”型课堂教学一阶段后，作者了解不同层次学生的学习情况：

（1）我最喜欢上生物课，因为课前预习可依据学案梳理，上课气氛轻松活跃，简单的知识一看就会，有难度的可以小组讨论，畅所欲言，没有固定的、规范化的答案，思维开阔。

（2）课前就能掌握基本概念和个别名词，课上可以观看些实验，丰富学习内容，不枯燥乏味，学习效率自然提高了。

（3）开始不习惯使用学案，认为加重预习负担，坚持一段时间后觉得预习效果比只看书效果好，课后基本不用花太多的时间在生物上，整体还是节约了学习时间。

（4）学案明确了学习目标，实验激发学习兴趣，同学们之间的讨论，迎合了学生争强好胜的心理，也养成学生“要学、要胜”的学习习惯。

4.2教师评价

我们学校的生物教师间经常相互听课，在实施“学案导学”“实验教学”期间，他们的反馈评价归纳如下：

（1）课前编制学案，虽浪费时间，但学生预习有所依据，培养了学生有目的的自主学习的习惯，课上实验教学、小组讨论等形式培养学生兴趣，提升学习效率。

（2）课堂中，师生关系的平等、和谐，一问一答，紧张有序，课下师生互谈生活实例，拉近师生关系，提高学生知识水平，也培养学生的知识素养。

5.小结

有效的课堂教学依赖于教师的主导作用。结合学生教师的评价及自己的感受，可以看出他们对“学案导学”“实验教学”型课堂教模式是比较认同的。与传统教学相比，生物课堂气氛活跃起来了，讨论热烈而有序、有效，学生听课效率有了很大的提高，相应的学习效率也提高了[5]。本人认为此教学模式不仅有利于学生高中学习，也会有利于学生“潜能发挥”和后续学习兴趣的发展。

参考文献：

[1]王会.中学生物学教学“学案”的设计[J]，生物学教学，2001

[2]张家军. 高中生物“学案导学式”教学有感

[3]陆琴.高中生物实验教学的有效性研究[J]，中学生物学，2011

[4]边丽荣.基于探究的高中生物实验教学策略[J]，课程与教学，2008

生物实验教学设计研究 学习日志 篇4

学习兴趣是学习活动的重要动力。学生一旦有了学习兴趣 , 注意力就会高度集中 , 思维就会异常活跃 , 学习活动就会随之变得愉快 , 学生就能高效率地掌握知识技能。反之 , 就会导致学生在该门学科中学习动力的缺乏和动力水平降低。实验教学在生物教学中占有非常重要的地位。随着教育的改革 , 在初中生物教学课程标准中 , 注重了理论和实践相结合的原则 , 教材内容突出了实验内容多 , 实验形式多 , 实验要求多的特点。根据中学生好奇、好动、求知欲强等心理特点 , 结合生物学科的特点和有关学习兴趣的理论 , 把实验教学作为激发培养学习兴趣的一种有效途径。在实验教学中 , 笔者是从以下几方面入手激发和培养学生学习生物知识的兴趣的。.充分发挥实验教学的作用 , 有利于放开学生的手、脚 , 激发学生学习知识的兴趣在生物实验教学中 , 要想激发学生的学习兴趣 ,教师必须解放思想 , 更新观念 , 放开学生的手、脚 ,不要牵着学生一步一步地走 , 让学生去模仿 , 教师要相信学生都能成功的完成实验 , 允许学生实验失败鼓励他们从失败中找原因 , 直至实验成功 , 要让学生从实验中品尝到成功的喜悦。但在放手实验时 , 首先要让学生带着明确的目的去实验、去探究 , 把知识从实验中体会出来 , 然后引导学生总结实验结论 , 这样既体现了教师的主导作用 , 又发挥了学生的主体作用 , 才能充分调动学生学习生物学知识的积极性。如: 在讲 “ 骨的成分 ”时 , 教师指导学生做实验: ①学生将骨放在酒精灯上煅烧 , 待骨变灰白时 , 将灯移开 , 轻轻地敲骨 , 骨断了。②学生将大鱼的一根肋骨浸入盛有浓度为 15%的氯化氢溶液的试管中 , 15分钟后 , 用镊子夹住肋骨 , 肋骨变软了。这时教师通过引导学生认真分析得知: 煅烧后的骨很脆 , 盐酸中浸过的骨很柔韧 , 说明骨是由硬脆的无机物和柔韧的有机物组成。这样一个简单的实验 , 既可激发学生的思维 , 加深对知识的理解和掌握 , 也可激发学生学习知识的欲望。.改革传统的封闭式实验为开放式实验 , 激发学生兴趣传统的实验教学中 , 实验材料的采集、培养全由教师来准备 , 使学生对实验材料的来源不了解 , 容易造成学生在实验过程中对实验材料不珍惜 , 大手大脚 , 浪费很多 , 做实验也很随便;另外 , 不了解实验材料的来源 , 也很难激发学生课外学习生物学知识的兴趣。针对这一情况 , 我的做法是: 每次实验前 , 先介绍实验材料的采集和培养方法 , 然后才做实验 , 对一些简单的观察性实验 , 如: “观察植物的叶、茎、根 ”实验 , “ 观察植物的花 ”实验 , “ 观察分析单子叶植物和双子叶植物在形态上的异同 ”实验 , “观察松的枝条、针形叶和球果 ”实验等就让学生到校园、公园、菜市场、花店等处自行采集、观察 , 或由教师带学生采集 , 引导学生学习室外观察和记录;对于一些需要在实验室里培养的实验材料 , 如霉菌、酵母菌、洋葱根尖等 , 则组织部分学生参与管理。学生在采集和培养过程中会发现一些新问题 , 有利于学生拓宽思路、开阔视野、吸取新知识 , 又能真正掌握实验的全过程。.通过简单有趣的生物实验演示 , 激发学生的学习兴趣和好奇心理 , 从而引导学生积极主动地获取生物学知识、领悟科学研究的方法初中生活泼好动、好奇心强 , 不仅对演示实验怀有极大的兴趣 , 更想亲自试试。我们在教学中应多让学生观察 , 多让学生动手 , 拓展他们的思维。如: 初一 《生物学 》第二册实验九 “ 观察蚯蚓的蠕动 ”中 ,学生通过实验知道蚯蚓体壁保持湿润是因为其依靠它来呼吸 , 气体必须溶解在粘液里才能进行气体交换。还可请学生进一步实验 , 如 “ 在干燥的纸上 , 蚯蚓很快就扭来扭去 ” , 通过实验让学生主动获取有关蚯蚓生活环境的知识。实验结束后把蚯蚓放归大自然 , 贯穿 “ 爱护动物 ”、“ 保护动物 ”的知识 , 增强学生的环保意识等。通过实验演示 , 激发学生的兴趣 , 使学生的记忆、理解能力增强。实验课可以说是学生的乐园 , 但从以往的教学情况来看 , 做 “学生实验 ”前 ,如果没有做好准备工作就让学生实验 , 往往会出现一些意想不到的问题 , 同时也达不到预定的教学目标。因此 , 学生实验前 , 老师的工作一定要做到位 , 然后才能实验。例如: 在 “ 观察洋葱根尖细胞分裂的基本过程 ”实验 , 教材中要求学生观察洋葱根尖细胞分裂的永久装片标本 , 我在实验时要求学生制作临时装片标本进行观察 , 实验前由于没有对染液的配制和洋葱根尖的选取做充分的准备 , 结果制作的装片无法观察到细胞的分裂过程。教学中我指导学生由此引发讨论 , 通过讨论使学生领悟科学研究的方法和严谨的学习态度。.应用实验导入新课 , 使学生产生疑惑 , 然后通过授课解决疑惑每节课的前十几分钟 , 学生情绪高昂 , 精神健旺 , 注意力集中 , 如果教师能抓住这个有利时机 , 根据欲讲内容 , 做一些随手可做的实验 , 就能激发他们的学习兴趣 , 使学生的注意力集中起来。如探究实验“ 肉蛆是从哪里来的 ?”首先让学生 4人一组讨论蛆的由来 , 让学生充分发挥自己的想像 , 提出许许多多的假设 , 然后再让学生根据本文中要求的实验步骤进行对照实验 , 从而可以得出结论: “蛆不是由腐烂的肉变来的 ”。从而引入课题 , 使学生在好奇心理的驱使下进入听课角色。.通过实验教学 , 培养学生发现问题、解决问题的思维能力在每一个实验的过程中 , 从实验意念的产生到实验方案的设计 , 从实验结果的分析到实验报告的完成 , 每一步都有思维活动 , 每一步都是思维的结果。所以 , 生物科学实验有利于把学生带入发现问题的情境 , 使学生在分析实验问题之中和在解决实验问题中锻炼思维能力。

(1)做一些探索性实验 , 提高学生分析问题和解决问题的能力爱因斯坦说过 “ 提出一个问题比解决一个问题更加重要 , 因为后者仅仅是方法和实验过程 , 而提出一个问题则要找到问题的关键、要害。”发现问题是解决问题的起点 , 而且也是解决问题过程中的一种动力 , 它孕育着希望的光芒、美好的情景 , 我们在教学中要尽量鼓励学生积极开动脑筋 , 希望他们通过

自己不懈的努力和辛勤的劳动去发现问题。例如 , 在研究“ 消化 ”的实验里所提出的假设: “ 细胞膜只能透过小分子物质 , 食物中的大分子物质必须先变成小分子物质才能透过细胞膜。” 这个假设的理论根据是: ①人和动物都是由细胞构成的;②生活的细胞需要从外界吸收营养物质;③ 营养物质是通过细胞膜进入细胞里的;④ 人和动物的营养物质来源于食物;⑤食物营养成分中有大分子物质。通过生物实验使学生理解科学研究的基本过程 , 经过反复训练 , 从而提高学生分析问题和解决问题的能力。

(2)合理安排和组织实验 , 培养学生理论联系实际的能力根据学生求动、求知、求趣、求异、求新等心理特点 , 精心组织和设计课堂讲授内容和实验内容 , 把课本知识和生活实际联系起来 , 学生在理解的基础上掌握 , 避免了死记硬背。例如: 观察根毛和根尖的结构时 , 学生先分别观察四个部分的外形及细胞特点 ,教师将课文讲授穿插于其中。当学生将实践上升到理论后 , 教师再次要求进一步观察 , 以发现四部分之间的动态联系: 生长点既受根冠保护 , 又为伸长区和根冠源源不断地提供新细胞;伸长区的下部逐渐混同于生长点 , 其上部则趋向于根毛区。例如: 学习“蝗虫 ”一节前 , 我布置给学生一个兴趣小实验 , 回家捉两只蝗虫 , 并将甲蝗虫的头部浸入水中 , 而将乙蝗虫的腹部浸入水中 , 请仔细观察哪只蝗虫先死 , 并思考造成这种结果的原因。在上课时 , 我根据有关知识有理有节地引导学生思考、分析和讨论 , 由于学生带着问题投入学习, 因而他们更加投入 , 也更加主动地参与教学活动 , 对所学的内容印象也更深 , 通过这个实验 , 学生很快就对知识理解和掌握了 , 而且也记得牢 , 直到几年后 , 有些学生还说这个实验很有趣 , 印象深刻。

中学生物实验教学研究-作业8 篇5

答：（1）了解叫和谐的具体情况。

（2）调节教和学双方活动。

（3）进一步调动师生积极性，激发学生学习的主动性。

2、生物学实验教学中评价的内容和形式是什么？

答：生物实验教学评价内容是：教学条件（教学队伍、实验室、仪器设备）、教学管理（实验教学文件、教学过程）、教学效果、教学内容与课程体系改革。

生物实验教学评价形式是；（1）定性评价与定量评价相结合，以定性评价为主。（2）整体性评价与专题性评价结合，以整体性评价为主。（3）自评与他评结合，以自评为主。

3、你认为生物学实验哪些考核方式比较好？为什么？

生物实验教学设计研究 学习日志 篇6

——课题研究方案

利川市建南镇乐福店中学周忠银

一、课题的提出：

1、生物教学的现状

改革开放以来，生物这门学科的教学改革方兴未艾。然而一批批莘莘学子的生物知识面较窄、动手能力低下的尴尬局面，又始终围绕着教学一线的生物老师。究其原因，是直接受到升学、就业问题的制约，家长们看中的是今后的专业、就业方向；学生们看中的是中考、高考中该学科是否参考及分数所占比重的大小；学校衡量一个教师教学水平的高低的主要尺度也是分数。这就使得多少一线的生物教师不得不按课本上的知识体系循环，局限在“填鸭式”、“满堂灌”的教学方式中进行教学。学生只能死记硬背书本知识以应付考试，考完就忘。在实际生活中，一般常见的植物都不认识，动手能力更差，呈现出高分低能、综合素质差的现象。

2、课题研究的意义

（1）、是适应时代发展的需要

随着世界科学技术的飞速发展，今天的生物学已远不是对生物体形态结构及生理功能作简单的描述了解，而是借助于各种先进的科技手段，从宏观和微观对生命现象进行深入的本质的研究。生物科学知识的更新、生物技术的发展，社会对人材有了新的要求，不仅从知识能力角度，而且从动手能力的角度去评价一个人，因此课题的研究和实施是时代的要求。

（2）、是推进素质教育的需要

现代教学理论特别强调教会学生学习，培养学生的创新能力，这也是实施素质教育的核心要求。

要使学生具有创新能力，首先要培育学生的创造思维和创造性能力。生物学是一门直观性、实验性很强的学科。如何在教学中调动学生的积极性，提高他们的动手能力，从而达到培育他们的创造性能力，以发展成创新能力，是我们生物

教师研究的课题。通过实验、研究，改进教学方法，提高学生的综合素质。

二、课题的界定：

“动手能力”是指人们借助一定的手段，运用一定的方式，在特定的时空条件下，用已有的知识进行操作，解决实际问题的能力。本课题是研究在生物教学中，教师如何运用科学的途径和措施，学生在学习生物学基础知识时，通过生物学技能的训练和学习，提高学生的观察、实验能力，提高理解应用知识的能力和水平，提高学生的学习兴趣，从而产生学习的内部动机，真正做到将书本知识与生产生活实践相结合，培养学生的创造力，为创造性学习和将来从事创造性劳动打下坚实的基础。

三、理论依据：

1、素质教育理论。

江泽民总书记《关于教育问题的谈话》、中共中央《关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》，其核心目标是使学生具有适应现代社会发展的基本素质，具有创新能力。对学生来说，有了动手能力，为今后的学习奠定了坚实的基础，从而形成创造性、甚至创新能力。

2、邓小平同志“三个面向”的指导方针。

邓小平同志“教育要面向现代化，面向世界，面向未来”的方针，体现了教育要全面发展的思路。

3、认知心理学理论。

认知心理学理论着重研究教育行为如何通过影响学生的内部过程，注重动机思维和情感等过程，从而影响学生的学习成就。另外，理论联系实际，实践——认知。研究成果对于如何通过影响学生的认知结构，具有理论导向意义和实践指导价值。

四：研究目标：

1、以教科研为先导，课堂教学为主渠道，激发学生学习生物的兴趣，引导学生科学思维，主动参与，大胆实践，提高学生的整体素质。

2、培养学生的科学态度、合作精神和实际能力。

3、探究推进素质教育途径和方法。

五、研究原则：

1、教育性原则：

利用生物学科的特点和优势，挖掘内容上的教育因果，坚持潜移默化的教育。

2、主体性的原则：

根据社会发展的需要和教育现代化的要求，创设和谐、宽松、民主的教育环境，有目的、有计划地规范各种组织各种教育活动，从而把他们培养成为能够自主地、能动地、创造性地进行认识的实践活动的社会主体。

3、科学性原则：

科学性是指不仅要求活动的内容是科学性的，而且要求教师培养学生掌握科学的方法，养成严谨的科学态度，形成良好的科学素质。

4、趣味性原则：

从青少年的兴趣和爱好，从内容上、活动方式上富有趣味性，并在活动中培养学生学习生物科学的兴趣，提高学生的参与积极性。

5、普遍性原则：

普遍性指开展多种多样的、易为多数学生接受并参与的活动。

6、基础性原则：

开展一般层次的大众化的活动，从选题上看，活动周期不宜长，课题不宜大，要符合学生的年龄特征和知识背景；难度不宜大，成本不宜高。

7、专题性原则：

要求学生获得较为完整的知识及对某项活动有一定的研究收获。

六、研究对象及方法：

1、研究对象：

为使研究具有深度和普遍意义，我们采取点面结合的方法。选取兴趣小组和初一

（二）班、初二

（二）班为实验对象，初一

（一）、（三）班和初二

（一）、（三）班作为对照班，和实验班进行课题实施。

2、研究方法：

（1）、理论学习法。组织课题组成员学习有关素质教育理论、现代教育理论。

（2）、文献资料法。搜集国内外同类研究信息，借鉴先进经验，关注研究趋势，寻找新的突破。

（3）、调查研究法。向学生发问卷，开座谈会，收集学生体会，在此基础上科学分析。

（4）、经验总结法。及时总结每一阶段的经验，并推广应用。

（5）、教育实验法。采取定量与定性、横向与纵向相结合的方法，建立实验班、对照班，增强可比性。

（6）、个案研究法。收集各种活动的资料，为研究提供实践依据。

（7）、实践培养法。开展第二课堂，培养学生的学习兴趣和动手能力。

（8）、教学设计研究法。开展集体备课、说课、听课活动，提高教师设计教学的能力。

七、研究内容：

1、我校学生学习生物学的兴趣和学习方法现状的调查分析。

2、素质教育理论、课程教学目标、学生自主学习方法的研究。

3、探索培养学生实践能力的途径和方法。

八、研究过程：

第一阶段：

1、酝酿申报。

2、理论学习：收集文献资料，进行研究；听专家讲课；学习教育教学理论。

3、规划方案：

通过调查、分析、集体讨论，根据学校实际条件，制定切实可行的实施方案。

第二阶段：实验操作、巩固发展：

1、以课堂教学为主渠道，按素质教育要求，优化课堂教学目标，对学生进行学法指导，培养学生的学习习惯、学习方法，提高学生的观察、实验、分析、思维能力。

2、开展丰富多彩的课外科技活动，如基础类的小实验、小制作和宣传类的“爱鸟周”活动及环保宣传活动，培养学生的学习兴趣和学习生物学的基本技能。

3、进行各种竞赛，如标本制作、显微镜操作、生物报制作。

4、建设生物园（50平方米）。

第三阶段：总结定性

整理素材，归纳出一套操作模式，写出完整的实验报告和教育教学论文，供实验、操作、推广，以点带面，优化整体。

九、预期成果：

①将整个研究阶段得到的“学生实验评价表”整理、归纳、提高编印成册进行推广使用。

②将整个实验所撰写的各种研究论文编印为《“提高学生动手能力”论文集》。

生物实验教学设计研究 学习日志 篇7

一、在实验准备工作中激发学生学习兴趣

在实验准备阶段, 教师首先要向学生强调遵守实验室守则和实验规则的重要性, 让学生养成有组织、有纪律的良好实验习惯。还要让学生预习实验内容, 让每个学生阅读、了解每个实验的内容、操作步骤、注意事项、实验目的和每个实验的全过程, 并在实验教学中要让学生学会自主学习, 主动思考一些相关的复习、预习题, 力求让学生搞清仪器的原理和药品的特性, 培养学生的动手操作能力, 调动学生的实验积极性, 使学生进入实验室后, 在实验时心中有数, 有条不紊地进行实验操作。如果遇到难度较大的实验内容, 教师要事先对学生讲解实验难点和要点, 以便使实验能够达到预期的目的。

例如, 高中许多实验教学中显微镜的使用、装片的制作等是生物实验的基本功, 许多高中生物老师都认为显微镜的使用是初中的学习内容, 可实际上许多学生根本不了解显微镜的原理, 连对光都不会。显微镜作为实验工具, 对于很多生物教学内容来说, 是决定教学成功的关键, 所以教师在让学生使用显微镜时, 就要复习强调其使用方法和操作要领, 让学生弄懂显微镜的基本原理、使用方法和注意事项, 让学生弄懂高倍镜放大倍数大, 分辨率高, 但所看到的实际面积小, 即视野小, 而低倍镜则相反。另外, 教师还要让学生明白显微镜成像成的是倒像, 图像在视野中偏左的时候, 要把装片往左侧移动。为了更好地激发学生的学习兴趣, 教师可以用两台显微镜示范, 一台是已经对好光了的, 另一台是已找到标本清晰图像的, 让学生观察后做模仿。在上实验课时会有少数同学因为实践经验不足, 或者怕麻烦、怕腥味、怕脏、怕出错等原因而不愿意做实验, 只是看着教师和同学做, 不敢或懒得动手, 教师必须鼓励和督促每个学生亲自动手操作每一个实验。实践证明:事先做好了充足的实验准备工作, 在教学“用显微镜观察多种多样的细胞”、“观察叶绿体”、“观察动物细胞的吸水和失水”、“观察植物细胞的质壁分离和复原”、“观察细胞的有丝分裂”等实验, 许多学生做起来就比较得心应手, 有效提高生物教学效率。

二、在实验过程中启发学生独立动手设计

在实验的过程中, 经常会有许多学生只重视实验最后结果的记录, 而轻视对实验过程中间出现的某些现象的记录, 教师要发挥主导作用, 以学生为主体, 善于结合实验内容提出问题, 使学生带着问题仔细观察、分析比较、得出结论。培养学生实事求是和富于探索的科学态度。在学生做实验的同时, 教师要注意培养学生分析实验现象, 做好实验记录。实验绘图要求学生实事求是地照看到的实际画, 可以培养学生在实验过程中独立观察、探索思维和实际动手制作能力, 提高分析问题和解决问题能力。有的同学由于种种原因而没有得到期望的实验结果, 教师不要急于求成, 直接指出实验失败的原因, 而要启发学生, 帮助学生分析, 让一些实验做得不好的同学或看不到实验结果的同学谈谈失败原因和要吸取的教训, 让学生自己能够从各个角度分析各种失败的可能原因, 提高学生自主分析的探究问题的能力。培养学生分析与处理实验现象和结果的能力, 以及严谨的学习态度。

伽利略说过:“科学的真理不应该在古人的蒙着灰尘的书上去找, 而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”高中生一般都具有强烈的参与意识, 当其参与愿望得到满足时, 就会爆发出强烈的学习兴趣, 产生巨大的学习推动力。为了更好地通过实验激发学生的学习兴趣, 调动学生的学习积极性, 教师要在生物实验教学中引导、启发学生应用已学知识, 结合教材进行实验方法、实验步骤的改进或自主设计实验的尝试, 让他们自已独立设计实验过程。针对学生考虑不周之处, 与他们交换看法, 逐步完善实验设计, 直到实验成功。为了培养学生的自主学习能力, 在生物学实验中, 教师要为学生提供宽松和谐的实验环境, 在可能的情况下, 把验证性、演示性的实验改为探索性实验、研究性实验, 鼓励学生自己设计具体的实验。在设计教学活动时, 虽然因为每个学生的个性特点不同, 每个人的实验方案都不会雷同, 还有许多同学的实验设计还很不完善、很不成熟, 甚至于是没有可行性的失败方案, 但教师还是要给予学生足够的肯定性评价, 鼓励学生有自信进行自由选择, 让学生在实验中, 具有大胆创新的自信, 通过大胆猜想的过程, 培养学生独立且科学地思考问题的能力和观察、实验、思维、自学等能力, 激发学习生物的兴趣。最后要做好实验小结, 启发学生自我评价, 要把教学过程和评价策略作为一个整体考虑, 在不同的教学方式中采用不同的评价策略。

三、在课外拓展中延伸学生的学习兴趣

大自然中有丰富多彩的动植物, 社会生物科学技术也在各个领域飞速发展, 所以生物课堂是一个时时处处都存在的超大生物实验课堂, 实验教学作为提升学生生物科学素养的重要手段和有效途径, 不仅可使学生在课外的生物实践中加深理解、巩固和验证所学理论知识, 而且可使学生学会一定的观察方法, 培养学生的观察能力、逻辑思维分析能力和独立实验设计解决问题的能力, 还可以提升学生的动手操作能力、语言表达能力, 以及学生之间相互交流、相互合作的能力等综合素质能力, 有利于培养学生严谨的科学工作作风。所以教师要在课后做好生物教学的课外延伸工作, 结合实际为学生布置一些课外的调查、观察, 指导学生对调查观察所得资料进行整理归纳, 并引入课堂组织学生来分析和探索, 使学生懂得在生物学这门实验科学中, 实验、观察、标本的采集和制作等在生物学教学中有着十分重要的地位。

搞好生物实验教学是新课标的基本要求。因此, 在高中生物教学中我们要重视和积极探索实验教学, 激发学生学习的主体意识, 丰富学生的生物知识, 使学生对生物产生浓厚兴趣, 拓宽学生的思路, 让学生掌握学习生物学的能力和方法, 为他们将来获取新的知识并将知识运用于实践创造良好的条件, 真正提高科学能力和科学素养。

参考文献

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[3]洪钢铁.高中生物实验教学中的能力培养.中国校外教育.理论, 2007, (2) .

生物实验教学设计研究 学习日志 篇8

【关键词】设计活动 科学探究 实验方案 自主思维

一、巧妙设计活动，激发学生实验的积极性

良好的教学环境能激发学生积极的情感，促进学生智力活动的进行和个性的发展。在日常的教学环节中，教师可以通过设计一些新颖独特的活动，提出有思考性的问题，调动学生思维，吸引学生积极地投入到探索活动中来，从而提高教学效率。例如，在探究“适于蚯蚓生存的环境”实验中，有些学生讨厌蚯蚓，或者对蚯蚓存在恐惧心理，不愿意做实验。于是我设计了一个探究活动：“给蚯蚓建造一个温馨的家。”同学们非常兴奋，他们四人一组，通过在校园里观察蚯蚓的生活环境，讨论和设计“蚯蚓之家”应该具备哪些基本条件，利用可乐瓶、食品瓶、花盆等设计实验方案，然后采集蚯蚓、土壤、樹叶等，建造一个蚯蚓的“家”。为了保持土壤透水、透气，有的同学还在瓶子底部挖了一些小孔。有些同学对蚯蚓呵护备至，甚至把蚯蚓当做宠物来饲养了。两个星期后同学们汇报和展示自己的实验成果，大家共同评选出最佳“蚯蚓之家”。通过这次活动，同学们不仅掌握了适于蚯蚓生存的生态环境，而且观察了蚯蚓的形态结构特征。实验结束后，同学们主动把蚯蚓放回大自然，体现了关爱大自然，珍爱生命的美好情感。我给同学们充足的自由学习时间，同学们就自己感兴趣的话题开始讨论、探究起来，他们探讨的范围非常广泛，涉及了物理、化学、人体生理等许多方面的知识，得出了许多有意义的结论。

二、设计问题环节，引导学生掌握科学探究的基本过程

实验研究的程序和方法体现了科学探究的基本过程：提出问题→作出假设→进行实验→得出结论→表达和交流等。绝大多数的中学生物实验都体现了这个科学探究的基本过程。教师应结合每个具体实验，帮助学生由了解到理解，最后初步掌握科学探究的基本过程，把这种发现问题、解决问题的基本程序内化为学生的思维习惯。学习科学探究的过程是枯燥的，在日常的教学过程中，教师可以通过巧妙设计实验问题，引导学生在解决问题的深厚兴趣中掌握科学探究的基本方法。以“光合作用产生氧”的实验为例，教师首先创设这样一个问题情境：将一盆生长旺盛的绿色植物和一只小白鼠同放在一个密闭的玻璃罩内，在阳光的照射下，植物和小白鼠都能正常地生活；在黑暗的条件下，小白鼠很快死亡。这是什么原因呢？同学们根据以上的问题，做出如下假设：绿色植物在阳光下进行光合作用，能产生氧气，供给小白鼠呼吸，小白鼠才得以正常生活，在黑暗的条件下，植物不能进行光合作用，玻璃罩中缺少氧气，小白鼠很快窒息死亡。怎样用实验来证明光合作用产生氧气？教师可以先向学生介绍实验原理、材料、装置等，同学们设计实验方案。大部分同学以金鱼藻为实验材料，用排水法收集金鱼藻在阳光下产生的气体，当快要熄灭的竹签遇到这种气体时，迅速地燃烧起来。同学们分析这种现象，因为氧气具有能使快要熄灭的物质迅速燃烧的特性，从而得出结论：绿色植物在阳光下产生氧气，验证了最初的假设。学生在浓厚的学习兴趣中，掌握了科学探究的基本方法。

三、巧妙创设探究情境，充分培养学生自主思维能力

在“探究蚯蚓对外界刺激的反应”这一教学环节中，有的老师通过播放视频资料，或者按照课本上的实验步骤，把现象直接告诉学生。学生没有经过积极思考，被动接受知识，课堂死气沉沉。针对这一现象，我把学生分成四人一组，每组分发一条蚯蚓，鼓励同学们说：“请大家自己设计一些小实验，探究蚯蚓对外界刺激的反应，看谁最聪明，能够得出别人不知道的结论。”同学们一听，立刻来了兴致，他们把蚯蚓放在解剖盘中，按照自己的方式研究起来。一个同学对着蚯蚓拍手、叫喊，蚯蚓没有任何反应。可是，当他用铅笔敲击解剖盘的边缘时，蚯蚓开始翻滚身体，表现出焦躁不安的情景。于是这个同学发言说：“蚯蚓没有听觉，但喜欢安静的环境。”另一个同学用铅笔及不同颜色的纸在蚯蚓的前面来回远近、左右向不同的方向晃动，发现蚯蚓没有任何反应；然后，他把蚯蚓放在一个黑暗的纸盒中，用聚光的小手电筒照射，发现蚯蚓做出明显的躲避光线反射，从而得出结论：蚯蚓没有视觉，但体表有感光细胞，可以感受光线的强弱。在这次探究过程中，每个探究小组的同学都齐心协力，运用已有的知识和经验，积极动脑动手，充分发挥自主思维能力，努力解决问题。不同组的学生做同样的实验，有时得出截然不同的结果，他们并没有人云亦云，而是分析过程，查找原因。教师在引导过程中，注重探究的过程，重视学生通过亲身体验加深对学习内容的理解。同学们通过这次探究活动，拓展了科学探究的方法，增强了创新意识，培养了科学态度和探索精神。

建筑节能关键技术研究学习日志 篇9

这节课有两点让我感受很深：技术有一定的适用条件；人生活习惯的巨大作用。

建筑节能楼采用了很多建筑节能技术，但如老师所说，有些东西节能效果并不如想象中的那么好。技术有一定的适用条件，在某些条件下它能起到节能的作用，但离开了特定的条件，它的耗能不一定低。这个条件可能与地理环境有关，如热泵更适合于中国中南部而不是东北；可能与基础设施的建设有关，如太阳能在偏远地区会比在繁华地带起到更大的作用；与现处的耗能水平有关，如欧美一些技术能使他们的建筑耗能在他们所处的水平降低，但在中国不一定适用；还可能与一个国家或地区的能源结构有关，如法国核能占很大比重，电能算是清洁能源，在以火力发电为主的中国，他们所研发的耗电较高的清洁技术并不适用。在建筑能耗中，人的生活习惯产生了巨大的作用，也许仅仅是不全天开空调的习惯就会使能耗减一半，这比技术起到的作用大得多。有一部名为火星人访问地球的电影，其中人类创造的所有高科技武器，各种先进的技术在高度发达的火星人面前都不堪一击，人类的外交政治手段在灾难面前显得软弱无力滑稽可笑，但就在火星人即将全面征服地球时，一首不知从何处传来的爵士乐让他们无比痛苦，匆匆驾着飞船逃走。也许导演想告诉人们，只有艺术而不是科技才能拯救人类。这位导演的看法未免有些偏激，但艺术相比于公式定理是更能直接触碰人的心灵的，他启示我们不能忽视艺术在改变人的思想习惯上的重大作用。

还不得不提的是这栋楼本身的实践精神。技术到底好用不好用，拿来试试就知道，这也许是这节课留给我的最深印象。我知道这栋楼有很大的演示作用，但我相信这更多的是一种宣传和教育，与现今众多的形象工程不同。行胜于言，我要学的还很多。

生物实验教学设计研究 学习日志 篇10

高中生物数字化实验教学应用的不足及策略研究

姚梦萍

2017年6月

1.文献综述

1.1 高中生物实验教学研究现状

生物学是一门自然科学，一定要以实验为基础。生物学实验是生物学研究的基础，更是生物这门学科的一个重要组成部分。生物实验教学是生物教学的开端，任何生物学上的新发现都依赖于科学家无数次的相关实验探索。

生物实验教学在生物教学中的地位举足轻重。一方面实验的思想和过程是学习重点内容之一，另一方面，实验教学是生物学教学的重要方法和手段之一[1]。生物教学中很多重要的概念都是从实验中分析得出来的。例如：在人教版高中生物必修1第5章第4节“能量之源——光与光合作用”一节中，虽然光合作用的概念提出在前，但是学生不能很好的理解其中的含义，无法了解其中的过程及原理。通过总结历代科学家的实验，进而得出光合作用的探究历程，让学生能够像科学家一样去慢慢思考其中的过程，从而能够真正理解光合作用的概念，准确地说出光合作用的原料、场所、条件、产物等，并写出其化学反应方程式。但是，如果没有对这些科学家所做的实验进行学习和讲解，就会使得光合作用的概念较为抽象，学生也不容易理解，对于其内含，学生更难以去挖掘，只能停留在表面的记忆。因此，很多一线教师从高中生物的教学开始就不断的强调实验原理、实验思路、实验步骤、实验设计的原则、实验结果和对结论的分析等内容，并且花费了比较多的时间来给学生做相应的训练，足见其重要性[2]。

但是笔者在实际教学中以及翻阅大量文献后发现，传统实验教学其实也面临一些问题：(1)生物教师的实验教学观念落后，大部分高中生物教师没有正确的实验教学观念，没有意识到实验教学的重要意义，认为做实验浪费课时，影响教学进度，还不如让学生直接背实验现象、实验结论，即“做实验”还不如“看实验，讲实验，背实验”；(2)课时紧张，现在很多高中学校认为生物是“副科”，学校安排课时只能完成学校要求的教学任务，一个班一周只有 2~3 节生物课，导致教师无法给学生安排单独的实验课；[3](3)传统实验教学实验现象不能够量化、等待结果的时间较长、教学方式单

一、实验教学无评价方法、现有实验室难以满足实验教学的要求等等[4]。1.2 数字化实验的概述 1.2.1 数字化实验的含义

数字化实验，广义上指所有使用数字化技术或仪器的实验，不仅包含使用数字化仪器的实验，还包括以计算机为基础的虚拟仿真实验、多媒体展现的动画实验等等[5]；狭义上指利用现代传感技术的实验，传感器感受到相应的信号，然后由与计算机配套的软件将信号转化为数据形式输出，从而使实验数据准确、可靠且

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共 8 页 没有繁琐的计算，从定量的角度揭示实验的本质。

尽管数字化实验的称谓不尽相同，但是所指实验系统的基本组成与特点是大致相同的，即它们均是通过采用传感器实验设备将实验数据转入电脑，进行实验分析与探究的新型实验形式，主要设备由“可控源+传感器+数据采集器+计算机+处理软件”组成，因此，我们可以认为利用“传感器+数据采集器+计算机”这样基本组成的实验系统开展的实验均可称之为数字化实验[6]。故数字化实验是指一般由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件等构成的测量、采集、处理设备和与之配套的相应的实验仪器装备组成的实验系统[7]。

当今知识和信息爆炸的社会，以传感器为主的数字化实验室仍以学生的真实实验为基础，很好地抓住了信息处理的三个重要环节：采集、处理和表达，从而有效实现了信息技术与理科学科的整合[8]。数字化实验与传统实验不同，它拥有强大的后期数据处理功能，能够实现数图的结合，图像自动生成，数字化实验应用于教学中，有助于加强学生信息获取、加工、处理等方面的能力。此外，数字化实验还具有以下显著特点：实验过程直观可视[9]、数据处理实时自动、操作并行数据准确。

1.2.2 数字化实验室的含义

数字化实验室，即配备了能够完成所需数字化实验的一切器材、资源、教师的实验室。这样的实验室不仅要拥有足够数量和质量的计算机，更要有优质的多种配套传感器、视频或图片等资源，而经过培训并且能够完全掌握数字化实验器材使用的一线教师也是实验室不可缺少的一部分。数字化的仪器和资源在不断进步，那么我们的教师也要不断的进行培训、不断的适应新的技术和新的教学方法。现在很多大学都在推进数字化校园，其中一个重要内容就是数字化实验室，它是涉及到数字化教室、办公室、图书馆、网络工作室的一种模式[10]，在这种模式下的数字化实验室是指一种新的实验室信息管理系统，其包含的内容比较多，是一种利用计算机网络、分布式数据库技术、数据采集与数据处理技术和数据存储技术实现对实验室进行全面管理的计算机应用系统[11]。这种实验室最大的优势在于集合了大量数字化的教学资源，并且方便管理[12]。1.2.3 数字化实验教学的含义

数字化实验教学，即延续了传统实验的教学理论，但是能够利用传感器、计算机等新型设备，在教师的指导下完成教材已有实验或者设计进行探究创新实验的教学方式。这种教学方式相较于传统实验教学，有着科技上的优势：尽管理论上来说，这样的实验教学跟传统实验教学一样，都是在实验室里完成的真实的实验，要记录实验结果并得出实验结论。但是，记录的媒介变了：从传统仪表换成第 2 页

共 8 页 了新型传感器；记录的方式也变了：由学生手写记录变成了计算机自动生成，学生可以短时间内获得相应的数据，进而分析得出相应的实验结论。再者，数字化实验更具有准确度、速度、数量、创新性上的优势，更受师生的喜爱[13]。

但是并不是所有高中生物实验都能够利用数字化实验教学来完成的，有研究表明，在科学探究过程中，主要有以下3类实验比较适合运用数字化实验仪器[14]：(1)是用常规实验看不到的东西。有一些实验现象无法靠眼睛进行观察，也就无法利用传统实验进行操作。现在可以借助数字化实验仪器帮助我们看到，这样就扩大了实验的范围。这是非常重要的一方面。(2)是有关变量的实验。原来做实验，我们只能孤立地看到什么，借助数字化实验室，我们可以研究事物或现象之间的关系，比如什么改变了、引起了什么改变、是什么规律等等，这些都是靠传统实验比较难以做到的，特别在化学生物等学科，几乎放弃了开展某些实验。现在，借助数字化实验仪器，可以研究变量之间的关系和规律，这是非常强大的作用。(3)是复杂实验。复杂实验有它的独特性，比如说野外采样，如果不利用数字化实验仪器，数据采集、处理和分析等在有限时间和有限手段中是难以实现的。因此，数字化实验教学在这一方面也存在了一定的局限性。1.3 数字化实验国内外发展现状 1.3.1 国外关于数字化实验的研究现状

20世纪80年代，美国和英国率先引入了基于传感器的数字化实验室，由于效果显著，随后在以色列、澳大利亚、日本、新加坡等发达国家的推广[15]。最开始的引入是针对大学的实验室，培养了许多优秀的大学生，受到老师和学生的喜爱。随着数字化实验技术的成熟发展，逐步被引入到中小学自然科学的教学中。这些实验室，不仅可以完成学生们课本上己有的实验，更可以让学生在老师的帮助下设计完成实验，大大促进了欧美学生对实验探究能力的提升及相关科学理论知识的掌握[6]。以美国为代表的发达国家早在上个世纪就已经全面铺开了数字化实验室，并且鼓励学生亲自动手去体验自然科学的奥秘，适当的运用已掌握的科学原理甚至现场查阅资料来解决问题，从而培养学生创造性思维、批判性思维。而这正是我国学生所缺乏的并有待提高的能力。在自然科学的教学中，美国教师带领学生从多角度设计和观察实验，充分利用数字化实验仪器，促进讨论，不仅激发了学生的学习探索兴趣，最重要的是让学生毕业之后走上社会具有较强的社会行为能力，能够用科学的思想看问题，能够从多角度去理解社会生活，能够辩证的看待问题。同时，美国学生并没有被刻意的培养创造力或者想象力，而主要侧重于与生活实际更相关的探究能力和对问题的解决能力[5]。1.3.2 国内关于数字化实验的研究现状

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共 8 页 我国的数字化实验室建设发展较晚，进展也不那么迅速。在我国建设数字化实验室较早的上海等城市，也是在2002年以后才真正进入这个领域，并且经历了比较漫长的发展才逐渐被认可壮大起来。目前，仅有上海、广州等少数沿海城市开展了较长时间的数字化实验教学工作，中部和西部地区还几乎处于空白地带，资源的不均衡、投入的不均衡使得中部和西部地区难以开展。同时，我国的应试教育极大地限制了实验教学的开展，即使引进了数字化实验室，也可能沦为摆设。因此，数字化实验室虽然已经在部分城市推广并开展了十余年的教学，但是离真正的重视实验、进而到接受新的数字化的实验室，还需要一些投入的增加和观念的转变，还需要国家、社会、学校、教师的共同努力[16]。

国内相对比较成熟的数字化实验系统当属朗威的DIS-Lab设备。此产品由上海市中小学数字化实验系统研发中心领衔开发，包括上海、北京等地的几十位实验教学专家参与，融合了国际国内实验教学改革的先进理念，应用了国际领先的软硬件技术[17]。研发历时三年，经历了上海市53所“二期课改”试点学校的严格测试，现已进入上海市“二期课改”的物理教材[18]。现如今，国家和地方对教育的投入都很大，很多原来只有大学才有的先进实验设备都逐步进入中小学，教材也在试图紧跟时代的步伐，2004年人教版新课标高中物理教材必修1中出现了使用位移传感器和力传感器做实验的介绍，标志着数字化实验己经被教材接受并意图推广[16]。2.选题缘由

随着新课改的不断推进，数字化实验教学已经是大势所趋。数字化实验室最早还是在大学的实验室里，它是进行大学科学研究和教学的一部分，之后才逐步引入到中小学教学中。因此，数字化实验室要想顺利与中小学教学相融合，就必须要有足够的调研。

鉴于此，笔者就“数字化实验教学”这一方面相关的问题，查阅了大量文献。目前，我国在中学数字化实验室的建设及软件开发方面己经取得了一定的成绩，并且已经有了相对完善的理论作为支持，同时，一线教师也针对一些具体的课题开展了数字化实验并取得了一定的效果，尤其是在物理和化学学科。但是，数字化实验教学同样也存在着一定的不足之处：对于数字化实验室的建设及数字化实验的理论研究尚未充分考虑到一线教学的实际问题及需求[19]，往往就造成数字化实验室使用率不高。而且，就目前研究结果来看，对于数字化实验室的应用及研究主要集中在物理学科，也有不少在化学学科，但对其在生物学科的应用研究相对较少[20]。

今年我校也配备了数字化实验室，并且已有其他兄弟学校来我校参加、交流，第 4 页

共 8 页 意图在自己学校创建数字化实验室。但是，数字化实验教学在国内并未全面开展，那么在开展的过程中会出现什么问题？教师和学生又该如何应对并解决这些问题？再者，数字化实验室并非所有学校都有足够的资金去创建，那么数字化实验教学是不是就具有很大的局限性呢？于是，本课题将尝试从高中生物教学中有关细胞代谢这一角度的探究性实验教学为例，探讨数字化实验教学在中学生物学教学中应用的不足以及相应的策略研究。3.研究意义

目前，我校已经引入数字化实验室，并且正在进行一些探索性数字化实验教学，因此我们需要更多的有关数字化实验教学的理论和实践，故本课题希望通过对本校数字化实验教学的应用研究，找到数字化实验教学这个新鲜事物在高中生物实际实验教学过程中遇到的问题和困难，帮助教师和学生提出解决方法，从而也可以为即将开展数字化实验教学的兄弟学校提供参考借鉴；其次，本课题也希望针对部分教师对数字化实验教学坚定的赞美或者坚决的否定进行客观公正的评价，将其优势和局限性同时呈现出来，相互交流；第三，本课题中所探讨的数字化实验并非必须要在数字化实验室中才能够完成的，因为数字化实验室的建设需要有大量的资金投入，而在一般学校是没有这个财力的。因此，我们仅仅是基于传感器和计算机平台来完成的实验教学，而传感器、计算机等都是可以带出实验室的，而且价格并没有那么昂贵。这样的情况下，数字化实验教学可以走出实验室，走进课堂，甚至走进学生的生活中去。而且没有建设数字化实验室的普通学校，同样可以完成数字化实验教学。我们可以以最少的资金投入，提高学生的实验思维能力，还可以创新性的开展一些实验，激发学生对探索未知领域的兴趣。4.研究内容

本课题主要是立足于高中生物实验教学，探讨高中生物数字化实验教学过程中的不足以及应对策略，主要研究内容为：

(1)对高中实验教学的现状以及所面临的问题、高中生物数字化实验教学的含义和特点进行整理、分析，进而探讨如何利用数字化实验教学解决传统实验教学中存在的不足之处，例如：在人教版高中生物必修一中“探究环境因素对光合作用强度的影响” 这一实验教学中，教材中是利用“单位时间内各实验装置中小圆形叶片浮起的数量”来判断不同光照强度下光合作用强度的大小，但是利用数字化实验教学中的传感器就可以直观、准确的量化不同光照强度下光合作用强度的大小以及变化曲线图[21]。以此类推，师生还可以创新实验内容，开发出更多适于教师演示和学生操作的实验方案。同时，对于数字化实验教学在实践过程中存在的不足之处也需要改进，这就必须要进行相关的数字化实验教学，才能够发现并

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共 8 页 解决相应的问题。

(2)本课题主要以人教版高中生物必修一中细胞代谢类相关的探究性实验教学为例，展开分析学生在学习该部分内容过程中遇到的相关案例，重点分析学生提出的在该方面的一些值得探究的问题，引导学生做出相关的数字化实验设计，进而教师做出实验教学设计，在数字化实验教学过程中解决相应的问题。在此过程中，学生通过自主设计实验，以及自己动手完成实验，体验生物实验的乐趣，提高生物实验的思维能力。并且，生物数字化实验教学仍然处于发展初期，在摸索的过程中，势必会出现各种各样的生成性的问题，那么这些问题是什么？学生面对这些问题又是如何解决的？这将是一个值得探讨的问题。如果我们把这些实际操作过程中出现的问题，以及解决的办法分析、综合整理在一起，就可以为其他学校，甚至是一些农村学校开展类似的实验提供一些理论和实践上的依据。

(3)对数字化实验教学的评价：设置实验班（数字化实验教学）和对照班（传统实验教学），最后考察两个班级学生的实验设计、实验操作、实验分析等方面的能力，做出相应的判断，得到相应的结论。5.研究方法

本研究采用了文献研究法、案例分析法、实验研究法、调查研究法相结合的研究方法。

(1)文献研究法：查找相关内容的著作、研究生毕业论文、各种期刊上的学术论文、浏览相关网页，对搜集的资料进行研读，了解高中生物实验教学过程中数字化实验教学的研究现状、发展方向以及相关研究成果。参照别人以往研究过程中的方法和思路，结合自身教学实践活动，积累相关案例、材料，为研究课题做准备。

(2)实验研究法：组织所带对照班的学生进行传统实验教学，实验班的学生进行数字化实验教学。笔者进行现场观察、记录，获取第一手教学资料，发现在此过程中的生成性问题，分析现象和原因，提出解决方法和策略，并进行实验验证。

(3)案例分析法：通过对人教版高中生物必修1教材以及高考题或模拟题中出现的与细胞代谢相关的探究性实验案例进行分析、研讨，学生发现问题并设法在教师的帮助下解决问题，做出相应的实验设计，教师在考虑实验的科学性、可行性和适用性等因素后，进行相应的实验。

(4)调查研究法：对学生进行问卷调查，了解高中学生生物数字化实验与传统实验对促进生物学习的情况，并进行深入分析和总结。6.研究思路和设计

首先，对生物兴趣小组介绍有关的数字化实验的情况，展示一些比较容易完

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共 8 页 成的数字化实验，激起学生对数字化实验的兴趣和好奇心；其次，鼓励这些学生设计并完成教材中的可利用数字化实验来完成、改善的探究性实验，由他们在课堂上演示并讲解，并作为笔者在数字化实验教学设计中的一个环节，如果同时能够引发更多的学生对数字化实验的热情就再好不过了，接着就可以辅助学生们逐渐开展高中生物教材中以外的其他的可利用数字化实验完成的实验；最后，记录、分析并总结在具体实践过程中出现的问题，以及解决问题的具体操作情况。7.预期目标

通过在高中生物这一学科上进行一系列的数字化实验教学，解决传统实验教学中不能够很好的解决的一些实际问题；其次，发现并记录数字化实验教学中存在的问题以及解决方法，为数字化实验教学能够大范围的开展和实施提供理论和实践上的建议；再者，通过学生亲身设计和完成相关的实验，提高学生的实验探究能力和动手操作能力。8.参考文献

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