中学生物学实验教学设计

中学生物学实验教学设计主讲人：李娟我的联系方式†办公室：5号楼406室†生科院信箱考试方法†平时（回答问题、作业、出勤等）３０％†期中考试（中学生物学实验设计）３０％†期末考试４０％†总分：１００分参考书目†高中生物课程标准中的活动与探究，施忆，北京：高等教育出版社，２００３†生物学实验教学研究，陈继贞等，北京：科学出版社，２００４†中学生物学实验教学与创新，潘紫千，石家庄：河北少年儿童出版社，２００５†初、高中教材、课标等几个问题，一个故事†开设和学习这门课的目的和意义？†回顾大学实验，印象昀深刻的是哪些实验？为什么？†回顾中学实验，印象昀深刻的是哪些实验？为什么？†一堂好的实验课应该达到怎样的目标？†如何才能设计好一次教学实验？†如何上好一堂实验课？†如何对学生进行评价？†……†跳蚤的故事中学生物学实验教学概论（绪论)†生物学实验教学的概念†生物学实验与生物学教学实验生物学实验的产生和发展中学生物学实验教学百年回顾†中学生物学实验教学的展望生物学实验教学的概念†在生物学教学活动中，以实验作为重要教学内容的教学，称为生物学实验教学。†具体说是指根据生物学的教学目的、学生的认识水平、教学条件，有目的地安排、设计一些类似科学实验的模式、程序，在规定的较短时间内进行的实验操作，以达到实验目的要求的教学实践活动。生物实验教学的作用†观察、操作、试验探究能力是生物学教学的重要目标之一†生物实验帮助学生验证所学的知识并获得对生物学事实的具体明确的指示，培养锻炼他们的思维能力、综合观察能力和动手能力，培养实事求是的科学态度†激发学生学习生物学的兴趣，有利于生物课的整体教学。†激发学生的创新潜能生物学实验教学研究的主要内容†生物学实验教学目标的研究†实验教学方法，教学手段的研究†生物学实验教学过程的研究†生物学实验教师教学能力的研究†生物学实验教学效果评价的研究†教学资源配置与管理的优化生物学实验与生物学教学实验生物学实验的产生和发展(自学)生物学实验与生物学教学实验†生物学实验是有一定的研究对象，并根据研究目的，运用一定的手段（仪器、设备等）主动控制、干预研究对象，或控制条件，及创造一种典型环境或特殊条件等，并在其中进行的探索生命现象及运动规律的实践活动。†在生物学教学中做的生物学实验称为生物学教学实验。生物学实验与生物学教育实验的比较：一致性差异性实验的性质实验的目的实验的构成实验的内容实验的功能实验的过程实验的理论指导实验的手段中学生物学实验教学百年回顾（1903—）†中学生物学实验教学经历的几个阶段†中学生物学实验教学的现状分析†我国中学生物学实验教学的发展方向中学生物学实验教学经历的几个阶段†萌芽阶段（1903-1950年）†起步阶段（1951-1965年）†停滞阶段（1966-1976年）†恢复阶段（1977-1987年）†发展阶段（1988-1995年）†逐步完善阶段（1996-）中学生物学实验教学百年回顾（1903—）†中学生物学实验教学的现状分析（一）新教材中实验的特点（二）实验内容及课时（三）实验条件及设备（四）实验教法及模式（五）中学生物学中存在的问题中学生物学实验教学展望†我国中学生物学实验教学的发展方向一、教学观念的改变二、教学方式的多样化1.教师演示实验与学生分组实验相结合2.“讲-验”同步教学3.“菜单式”实验教学4.加强实验教学的横向和纵向结合5.课堂实验教学与科学探究相结合6.尝试进行虚拟实验7.实验教学与信息技术的整合中学生物学实验教学百年回顾（1903—）三、实验内容的更新增加和完善实验内容1.增加探究性实验内容和设计性实验内容2.完善现有的实验内容四、教学评价体系的完善评价方式向多元化发展五、信息技术在实验教学中的应用介绍：高中生物新课程中的实验教学高中生物课程的性质†高中生物课程是普通高中科学学习领域中的一个科目。†高中生物课程将在义务教育基础上，进一步提高学生的生物科学素养。尤其是发展学生的科学探究能力，帮助学生理解生物科学、技术和社会的相互关系，增强学生对自然和社会的责任感，促进学生形成正确的世界观和价值观。†1986～1999年间，北京四中生物必修课教学先后选定36个实验内容。(1)客观地观察和描述生物现象；(2)通过观察或从现实生活中提出与生物学相关的、可以探究的问题；(3)分析问题，阐明与研究该问题相关的知识；(4)确认变量；(5)作出假设和预期；(6)设计可行的实验方案；(7)实施实验方案，收集证据；(8)利用数学的方法处理、解释数据；(9)根据证据作出合理判断；(10)用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；(11)听取他人的意见，利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护以及作必要的反思和修改。发展科学探究能力，初步学会章课题实验内容分类绪论⑶果蝇生殖行为的观察与研究媒体报道生命科学动态的调查用电光源显微镜观察叶表皮及保卫细胞ⅢⅣⅠ生命的基础⑻食物中营养成分的鉴定观察原核细胞和真核细胞形态探究透析膜的扩散原理探究活细胞膜的通透性观察细胞质的流动现象观察叶绿体和有色体观察细胞有丝分裂观察人体白细胞的癌变ⅠⅠⅢⅢⅠⅠⅡⅡ新陈代谢⑺比较过氧化氢酶与Fe3+的催化效率探索淀粉酶的特异性探索温度和pH对酶活性的影响提取和分离叶绿体的色素观察植物细胞的质壁分离及复原观察离子的交换吸附现象制作实验装置和测定食物中能量ⅢⅢⅢⅢⅡⅡⅣ生殖和发育⑶观察酵母菌的出芽生殖观察蝗虫精母细胞的减数分裂牡丹花粉母细胞减数分裂的研究ⅠⅠⅣ生命的调节⑵生长素类促进生根的实验设计和观察细胞分裂素生理作用的实验设计和观察ⅣⅣ遗传和进化⑼DNA的粗提取和鉴定设计和制作DNA双螺旋结构模型DNA复制的模拟性实验概率观察玉米杂种后代粒色的分离现象人类几种性状遗传表现的调查研究观察生物体大小的变异观察果蝇唾液腺染色体永久装片人工诱导多倍体的实验设计与观察ⅠⅤⅤⅡⅢⅣⅢⅠⅣ生物与环境⑷不同环境下温度和湿度差异的比较研究培养基中酵母种群数量动态的研究制作小生态瓶和观察生态系统的稳态酸雨影响种子萌发的实验研究ⅢⅢⅣⅣ⒊高中生物新课程中的实验分级类别实验目标例证观察或鉴别观察对象“是什么”，或鉴别实验材料中“有什么”观察线粒体和叶绿体检测组织中的糖类、脂肪验证为阐明“为什么”或“怎么样”提供实验依据，或证实物质或结构的动态变化观察细胞有丝分裂观察质壁分离及复原引导式探究教师提出实验结构或程序，学生参与“干什么”和“发现什么”的探究过程探究生物膜的透性提取和分离叶绿体色素自主式探究学生自主探究，设计和执行实验方案来检验对“有什么”和“为什么”的解释探究影响酶活性的因素探究低温诱导染色体加倍模拟或制作设计和制作实验研究的某种对象，或人为条件下模拟研究对象的动态变化制作DNA双螺旋结构模型模拟性状分离的杂交实验模块序号实验课题类别级别生物Ⅰ1-011-021-031-041-051-061-071-081-091-101-11观察细胞中DNA和RNA的分布检测组织中还原糖、脂肪和蛋白质使用显微镜观察多种多样的细胞观察线粒体和叶绿体通过模拟实验研究生物膜的透性观察植物细胞的质壁分离和复原探究影响酶活性的因素叶绿体色素的提取和分离探究酶母菌的呼吸方式模拟研究细胞表面积与体积的关系观察细胞有丝分裂技能技能技能技能探究验证探究探究探究探究验证ⅠⅠⅠⅠⅢⅡⅣⅢⅢⅢⅡ模块序号实验课题类别级别生物Ⅱ2-012-022-032-04观察细胞减数分裂制作DNA分子双螺旋结构模型模拟植物或动物性状分离的杂交实验低温诱导植物细胞染色体加倍验证技能验证探究ⅡⅤⅡⅣ生物Ⅲ3-013-023-033-043-053-063-07探究植物生长调节剂对插条生根的作用利用计算机辅助模拟人体内稳态的维持模拟尿糖的检测探究培养液中酵母菌群的数量动态变化土壤中动物类群丰富度的研究探究水族箱（或鱼缸）中的群落演替设计并制作生态瓶探究验证验证探究探究探究技能ⅣⅡⅡⅢⅢⅣⅤ关于确定实验内容的依据⒈新课程的理念和目标†《标准》指出提高每个高中学生的生物科学素养是课标实施中的核心任务。†《标准》倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程，勤于动手和动脑，培养和发展学生的科学探究能力。中学生物学实验教学的改革与发展一、明确了实验教学目的，进一步强调科学的培养†学生能力的提高与科学素质的培养，要通过多种途径来实现。但是，其中昀重要的途径之一是加强学生的实验和实习。在实践教学环节中，培养学生实事求是的科学态度以及不断探求新知识的精神和合作精神。实验教学对学生科学素质的提高具有十分重要的作用。†1.观察实验：如观察叶绿体的装片、细胞质的流动、细胞的有丝分裂和蝗虫精原细胞的减数分裂等。†2.定性和定量分析试验，如几种果蔬中维生素C含量的测定，叶绿体中色素的提取和分离，DNA的粗提取与鉴定等。†3.模拟探究试验，如人类染色体的组型分析，模拟通过DNA分子杂交鉴定人猿间亲缘关系的实验等。†4.学生自己设计试验，如植物得向性和感性现象的实验设计，设计并制作小生态瓶，观察生态系统的稳定性等。†5.掌握基本技术的试验，如学会细菌培养的基本技术，植物组织培养技术等。†6.调查或观察性的试验，如调查或观察环境污染对生物的影响等。二、加强了实验、实习、探究、参观等科学实践活动新增加的实验类型有：三、确定了实验教学目标，重视实验基本技能的训练5123451234比较熟练的掌握显微镜的使用、制作装片和徒手切片、做简单的生理实验等生物学基本方法和技能。初步学会观察动物、植物的生活习性、形态结构和生长发育等，并能用语言、文字、图表正确描述所观察到的生物体和生命现象。初步学会设计试验，分析和解释实验中产生的现象，得出正确的实验结论。逐步形成分析、综合、比较、判断和推理的能力，学会解决一些有关的实际问题。通过完成中学生物教学大纲所规定的生物学基础知识的学习和实验，初步掌握基本的生物科学研究方法。四、倡导探究性实验教学，更加注重对学生进行科学非法和思维的训练†20世纪80年代以来，教育专家们提出，在实验教学中采用探究性实验教学方法，以此来提高学生的学习兴趣，加强培养学生的思维和探究能力。†实践证明，探究性实验有利于形式逻辑思维能力和发散思维能力的培养，有利于激发学生的学习兴趣，提高学生的科学素质，培养学生的创新意识和实践能力。†实验功能的加强是新教材的一大亮点，在培养学生能力方面起着举足轻重的作用。多种实验类型以及调查、探究、构建模型和课外实践等,均有利于学生的创造性思维的培养,让学生学会设计、创新,学会思考、解决问题,学会迁移运用知识的方法、技能和技巧。†生物科学是一门实验性科学,。新高中生物教材（如河北版）共设实验31个（含模拟实验8个）、调查7个、探究7个、构建模型4个，其种类、数量的丰富度是现行教材（实验12个、研究性课题6个、实习5个）无法比拟的。其中，大部分为新增实验，如观察DNA、RNA在细胞中的分布；人眼视网膜盲点的检查；动物对适宜温度的行为选择；性诱剂诱杀昆虫实验等。实验数量大大增加，但五、改革实验课评价标准，着眼于检查学生掌握实验过程达标的情况资料阅读与分析思考：作业：†预测生物学实验教学今后的发展趋势†国际生物学实验的发展历史