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1、新课程初中生物实验教学与创新,生物课程标准提出了“倡导探究性学习”的理念,“积极倡导自主、合作、探究的学习方式”，是新课标提出的三个基本理念之一，并要求学生在新课程学习中应以探究学习作为主要的学习方式之一。,初中生物课程改革实施多年来，取得了许多成功的经验，使生物教学面貌焕然一新。但随着课程改革的不断推进，一些矛盾也不断的突显出来。特别是探究性教学的落实存在较为严重的问题。但在实际教学过程中，如何有效开展探究性教学活动，真正让学生在探究性学习活动中，学习新知，提高能力，培养意识，一直是我们广大生物教师值的探索与研究的课题。,由于是生物教学的任务重、课时紧，再加上学生实验与探究性活动安排较多等多
2、方面的原因。针对生物课程内安排的探究性教学活动，真正如期组织学生进行探究的，也只是很少的几个实验。大部分探究活动都是教师与学生在教室里讲一讲，黑板上画一画。以应付会考中对学生探究性能力的考查，让本来能真正培养学生科学素养，科学能力，富有生动，丰富的科学探究话动的体验与实践成为摆设。,探究性教学的现状不容乐观,一、新课标关于实验教学的解读,（一）课程理念：倡导探究性学习,生物科学不仅是众多事实和理论的汇总，也是一个不断探究的过程。科学探究既是科学家工作的基本方式，也是科学课程中重要的学习内容和有效的教学方式。本课程倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，帮助学生领悟科学的本质，引导学生主动参与、
3、勤于动手、积极思考，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、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，突出创新精神和实践能力的培养。,（二）课程目标：能力,正确使用显微镜等生物学实验中常用的仪器和用具，具备一定的实验操作能力。初步具有收集、鉴别和利用课内外的图文资料及其他信息的能力。初步学会生物科学探究的一般方法，发展学生提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力。在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力。初步学会运用所学的生物学知识分析和解决某些生活、生产或社会实际问题。,（三）课程内容：第一个主题为科学探究,生物学课程中科学探究是学生积
4、极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。科学探究通常涉及：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达与交流。理解科学探究和科学探究能力的形成需要学生亲历探究性学习的过程，教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践，并将科学探究的内容尽可能渗透到各主题内容的教学活动中。,理解科学探究，教师应帮学生形成以下重要概念科学探究是人们获取科学知识，认识世界的重要途径。提出问题是科学探究的前提，解决科学问题常常需要作出假设。科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据，设置对照实验，控制单一变量，增加重复次数等是提高实验结果可靠性的重要途径。科学探究既需要观察和实验，又
5、需要对证据、数据等进行分析和判断。科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据，如采用文字、图表等方式来表述结果，需要与他人交流和合作。,（四）教学建议：,教师应该提供更多的机会让学生亲自参与和实践。这种有目的、有步骤的学生自主学习活动主要包括对生物及其相关事物进行观察、描述、提出问题、从各种信息渠道查找信息、提出假设、验证假设、思维判断、作出解释，并能与他人合作和交流等。,1.引导并组织学生进行探究性学习,（1）教师应为探究性学习创设情境,教师可提供相关的图文信息资料、数据，或呈现生物的标本、模型、生活环境、或从学生的生活经验、经历中提出探究性问题，或从社会关注的与生物学有关的热点问题切入等。,（
6、2）鼓励学生亲自参与 学生自己观察、思考、提问，并在提出假设的基础上进行探究活动方案的设计和实施。小组合作探究时，教师应兼顾不同发展水平的学生，成员间要分工明确并定期互换，使每一成员都有机会担任不同的角色。,（3）注意探究性学习活动的课内外结合,教师应有计划地安排好课外需要用一定时间才能完成的活动，包括必要的调查、访问、参观、资料收集整理以及观察记录等。,（4）重视探究性学习报告的完成和交流,教师应培养学生以实事求是的科学态度，通过文字描述、数字表格、示意图、曲线图等方式完成报告，组织交流探究的过程和结果，并进行适当的评价。,实验教学既是一类探究活动，也是生物学教学的基本形式之一。生物教师应根
7、据学校的现有条件，创造条件，就地取材，因陋就简地开设好生物学实验。,在实验的设计上教师应该注意多样化引导学生设计实验：可采用比较规范的实验仪器设备设计实验；也可以设计低成本的实验；可以选择适当的生物材料设计实验；也可以设计模拟性实验；还可以引入多媒体技术进行虚拟实验。,2.加强和完善生物学实验教学,二、新教材中实验教学的安排,（一）新教材初中生物学学生活动统计,七年级上册探究与实验目录,1.探究非生物因素对某种动物的影响2.练习使用显微镜3.制作并观察植物细胞临时装片4.观察人的口腔上皮细胞5.观察人体的基本组织6.观察草覆虫7.观察种子的结构8.探究种子萌发的环境条件9.探究测定种子的发芽率
8、10.观察根毛和根尖的结构11.观察叶片的结构12.绿叶在光下制造有机物13.探究二氧化碳是光合作用必需的原料,七年级下册探究与实验目录,1.探究测定某种食物中的能量2.探究馒头在口腔中的变化3.用显微镜观察人血的永久涂片4.观察小鱼尾鳍内血液的流动5.膝跳反射6.探究测定反应速度7.模拟探究酸雨对生物的影响,八年级上册探究与实验目录,1.观察蚯蚓2.探究鸟适于飞行生活的特点3.探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为4.探究蚂蚁的通讯5.探究检测不同环境中的细菌和真菌6.观察酵母菌和霉菌7.制作孢子印8.制作米酒（酸奶）,八年级下册探究与实验目录,1.观察鸡卵的结构2.探究精子与卵细胞随机结合3.探
9、究花生果实大小的变异4.探究模拟保护色的形成过程5.探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响,（二）实验的类型,1.演示实验,是教师根据课堂教学计划，通过演示的方法进行的生物实验。演示实验既节约耗材，又节省时间，便于组织教学。因此，中学生物实验教学中特别要加强演示实验的开展，以便提高教学效果。,按照实验内容要求，将学生进行分组并带到实验室，在教师的指导下，学生独立操作而进行的实验，称为分组实验。分组实验既可以在新课教学之后进行，又可以在新课教学之前进行。,2.分组实验,实践证明，在新课教学之后进行，有利于学生验证和巩固知识。而在新课教学之前进行，则有利于增强学生的感性知识和培养学生探究知识的技能。
10、加强分组实验教学能培养学生的操作技能，并激发学生的学习兴趣和发挥学生的创造性。,（2）课外实验,很多生物实验过程需要较长时间的培育、观察，但又不太复杂，也不需要特殊的仪器设备和实验条件，学生可以在课外完成。课外实验的整个过程都是在学生亲手操作、亲自管理和亲自观察下进行的，它能有效地培养学生独立工作的能力，加深巩固课堂学到的基础知识和节省时间。,创新实验场所，实验教学生活化,让生物实验走进每一个学生的家庭。,让生物实验走向学校的校园空地。,让生物实验走进每一个学生的责任田、走进自家的养殖场。,我们立足实际，创新性地开展初中生物学实验教学生活化探索。,如：萌发的种子释放出热量，鸟的气囊，心脏的结构
11、，鸟卵的结构。,三、实验教学的创新案例,（一）改进实验材料的选取和处理,教材中提供的一些生物材料往往由于受到季节、地理位置等原因难于满足实际教学的需要。,在平常的教学和生活中要多留心、多深入到大自然中，经过反复的实验和比较从中选择出一些当地容易找到的、实验效果与教材上介绍相同的、并且是经济实用的材料来替代。,1.实验材料的选取,案例：观察种子的结构,黄豆改成芸豆,黄豆的胚芽放大图,案例：光合作用制造有机物淀粉,冬苋菜代替天竺葵,案例：探究酒精（或烟草浸出液）对水蚤心率的影响,探究酒精（或烟草浸出液）对水蚤心率的影响,探究酒精（或烟草浸出液）对鲫鱼呼吸频率的影响,为改可,案例：观察种子的结构 为
12、使种子的中的胚芽，胚根等结构，更清晰，将种子的浸泡时间适当延长一点，让种子进行一定的萌发。,2.材料处理,案例：观察小肠绒毛 为了提高小肠绒毛的观察效果，可把洗净的小肠剪开后，放入4550的温水中浸泡23min,取出后放入培养皿中，一条条突起的小肠绒毛随水摆动，清晰可见。,（二）实验装置和用具的改进,教材中有些实验装置用到的仪器较多、也较繁琐，在实际教学中，由于各种原因难以取得理想效果。,我们通过思维的拓展，选取生活中易得的材料改进成操作简单易行的装置来替代，往往可以收到较好的效果。,全国举办过的八届自制教具比赛中，每届都有上千件作品，每届都会有一些好的教具，经过完善后，就可投入到工业化生产。
13、自制教具就成为产生新教具的丰厚土壤和发展源泉。,国家教育部颁布的教学仪器配备目录所列品种都是最基本的，不同层次的最低限度要求。很显然，光靠这些教具是不够的，还要由学校通过自制、自配的办法去补充、完善，否则很难达到教育目标、完成教学计划。初步统计：在1000多种中小学教学仪器中，能自制的就有430多种。,案例：植物呼吸作用产生二氧化碳,将试剂瓶改为饮料瓶，试管改为小玻璃杯，导管改为饮料管，阀门改为小夹子。,对比新鲜空气、煮熟的豆苗与新鲜的豆苗瓶中的空气使澄清的石灰水变浑浊的情况。,既简化装置，又能多个班级连续使用。,案例：探究绿叶在光叶制造有机物，其中用酒精隔水加热装置，进行叶绿素脱色处理，酒精
14、容易溅到酒精灯上发生危险。通过引导学生进行分析，我们能否找一种或自制一种既简易，又不会由于酒精溅出发生危险的实验装置呢？,大胆设想，改进实验降低难度,观察或使用原有装置发现缺点找出缺点产生的原因设计改进的方案对方案进行评价和修改按方案实施改进改进后试用试用后再改进改进成功。,案例：验证呼出的气体含二氧化碳增多的实验,该装置的缺点：,不能有效控制气流的大小。,案例：测量食物中的能量的实验装置,每发现现有教具的一个缺点，提出一个问题，也就找到了一个实验创新的课题。,采用启发式教学，利用自制的教具，引导学生仔细观察，比较模型鳃在水中与离开水的不同状态。并思考：鱼为什么不能离开水？从而让学生得出鳃是鱼
15、适于在水中呼吸的器官。然后进一步拓展启迪，你能发明一种让人能在水中呼吸的装置吗？,案例：鱼的呼吸,自制教具，引导观察启发思维,鱼为什么不能离开水？,自制教具可节约经费，可在教育经费紧张的情况下开好实验。,自制教具的优势还有不花钱、少花钱。利用工业边角料和日常生活的废旧物品制作或改制成有用的教具，自然就会成为低成本教具或称为廉价教具。在教育经费不足的情况下，可以弥补教具经费之不足。这就是平常所说的“瓶瓶罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。特别是我们建设“节约型社会”。,案例：报废的显微镜改装成多功能显微摄像仪等。,真钞的变色文字,假钞的变色文字,测试者与受测者手的抖动，使受测者手指会偏离尺的零刻度，增
16、大实验误差。,受测者每次拇指与食指张开的宽度不一，对夹尺有影响。,夹尺时手指与尺的接触面积较大，手指边缘不整齐，无法精确读数。,在测试时受测者会无意识的将手上移抓尺,使得实验结果不真实。,案例：探究测定人的反应速度,测试结果都为长度，不能定量为反应时间。,装置构造：,改进实验装置,利用自由落体公式h=gt22,制作成一个时间与高度的刻度表，固定在一个支架上，0刻度在上端。刻度表的前面有一个拴细线并带环形指针的钢球，刻度表的0刻度处有个导线环，能确保钢球的环形指针准确的与0刻度对准。导线环上面有一个由受测者操作的按钮，按钮可控制钢球运动。,测定方法：,测试者在上端拉住细线，让钢球的环形指针对准0
17、刻度，然后突然放松细线，钢球迅速往下落。当受测者发现钢球下落，立即按住控制按钮不放，此时钢球停在某一高度。指针所指的刻度就是受测者的反应速度。,在测试中，由于钢球进行的几乎是一种自由落体运动，根据公式：h=gt2/2，可根据钢球在一瞬间下落的距离，换算出受测者的反应时间。,钢球运动的距离与反应时间对应表,距离:毫米,时间:秒,计算函数：t=sqrt(n0.00129.8),反应速度测试尺,案例：发酵现像,便于观察发酵过程中会有大量的气体产生，但不便于验证这种气体是否是二氧化碳。,将整个装置放在盛有30温水的水槽中进行实验。将实验时间由一上午缩小到12分钟。,案例：探究鱼鳍在游泳中的作用,观察法
18、：不能确定某种鳍的具体作用。剪鳍法：太残忍，不符合关爱动物的理念。捆绑法：效果不明显，鱼易受伤害。模拟实验法：制作模型鱼。,展开讨论，选择实验方法,引入DI竞赛，发挥团队创造力量,模型鱼要用手指轻轻按住“鱼”前部，再拨动塑料刀，使“鱼”的“尾鳍”左右摆动，观察这条“鱼”能否前进。,这种模型“鱼”在水中略微前进，前进的动力是来自“尾鳍”左右摆动？还是手指推动的?,认真观察，思考分析问题,针对学生提出的问题，我们引入了设计制作“模型鱼”的比赛，以小组合作学习的方式设计出一种模型鱼，这种“模型鱼”能在完全脱离手的情况下，依靠自身产生的动力使“尾鳍”左右摆动，从而推动“鱼”在水中前进，提高实验的可信度
19、。探究鱼尾鳍在游泳中有推动鱼体前进的作用。,引入DI竞赛，合作创新,头脑创新思维竞赛（DI），是英文DESTINATION IMAGINATION的缩写，意思是“目的地想象”，是一项国际性的培养青少年创造力的活动。,鱼的尾鳍运动模拟探究器,尾鳍,动力装置,鱼身,比重调节装置,实验演示,案例：制作酸奶,2份新鲜牛奶配一份新鲜酸奶，倒入干净并消过毒的矿泉水瓶中，放在40的环境一天。,因陋就简，就地取材完成实验,瓶瓶罐罐，拼拼凑凑做实验。,案例：利用鱼缸加热棒改制成恒温培养箱,案例：制作甜酒,因地制宜，因陋就简。,调查或检测，很多都无法对每个实验对象进行调查与检测，需要选取一部分的对象作为样本进行调
20、查与检测。如探究花生果实大小的变异，调查中学生近视的发病率等，这就需要人为进行抽样。抽取样本时要尽量避免人为因素的干扰，增大抽样数与真实值之间的误差，抽样时需要随机取样，所取的样本要尽可能反应真实的结果。比较科学的取样方法，可采用“五点取样法”。,案例：探究花生果实大小的变异,改进方法，提高效率与科学性,（1）材料用具两种花生、尺、笔、坐标纸（或白纸）（2）实施过程及测量数据选取了大花生粒，小花生粒测量的大花生的数据测量的小花生的数据根据所测数据绘制坐标图（或直方图）,制订计划：,1、随机抽样，样品要有足够数量，不少于粒2、测量果实的长轴长短，以毫米记，四舍五入3、选择适当的测量工具和测量方法
21、4、用坐标纸绘制曲线图，水平轴为果实的长度，纵轴为样品的个数，依据两数的相交点，连成曲线（测量结果也可以用直方图表示）,注意事项：,制作的测量花生果实大小的量具（如图），用起来真是即方便快捷又不失准确性。,制作简易测量工具，提高课堂效率,测量的数据,第一个品种花生的数据,第二个品种花生的数据,两种花生的比较,看看所测量的两种花生的长度范围，大花生中最小的长度，小花生中最大的长度，以及大小花生长度的平均值。,案例：神经纤维与神经,巧妙利用材料的形状或性能来获取最佳效果的教学方法。把事物的特长和功能巧妙地加以利用，移植，反向，组合，缩放等，增强学生对重点，难点概念的理解。,案例：电话听筒的螺旋的电
22、线模拟DNA经过反复螺旋，缩短变粗。,在生物实验中，对试剂的浓度、用量和材料的处理时间都作了一定的要求。但在实际教学中教师有时需要根据当时的气温、所选用的具体材料等因素，在事先试验的基础上做出合理的调整，才能使实验达到理想的效果。,（三）合理控制试剂浓度、用量和实验时间,碘液,2克碘化钾溶于5毫升水，再溶1克碘，最后加蒸馏水至300毫升。,案例：,探究馒头在口腔中的变化,馒头块的大小，37处理的时间。,案例：,（四）合理调节，周密计划，提前采集与培养,针对有些实验，教师应提前合理安排，在气温还没明显下降时，抓住时机提前采集并培养好相应的实验材料。如采集草履虫应选择连续出太阳两三天后的晴天，到城
23、乡结合部的生活废水排放沟渠中的浅水区，用长滴管吸取水底污泥表面的白色薄膜层，能采集到较纯，且浓度较大的草履虫悬液，采集回实验室的草履虫悬液，可在温度设置在24的恒温水浴锅中培养待用。,案例：吸烟危害健康,方案一,（五）改进方法，创设不同的实验方案,方案二,利用双向气筒将空气或香烟烟雾依次抽入 1、2、3号瓶中，进入1号瓶的是新鲜的空气，进入2号瓶的是没有经过过滤嘴的烟气，进入3号瓶的是经过过滤嘴的烟气。,方案三,案例：模拟探究精子与卵细胞随机结合,抓住学生心理，提高学生参与兴趣,实验枯燥无味，学生应付了事。,用一个较深且不透明的容器，装有围棋子100粒（黑色与白色的围棋子各50粒），黑色围棋子
24、代表男性所产生的含Y染色体的精子，白色围棋子代表含X染色体的精子，每个同学（手拿一粒白色围棋子）代表女性所产生的含有X染色体的卵细胞，每个同学按顺序从容器中只拿出一粒围棋子（每个同学拿出一粒围棋子统计完后，放回容器中，并充分摇匀，再让下一位同学拿取），如果拿到黑子，代表生一个男孩，如果拿到一粒白子，代表生一个女孩，然后统计全班同学生男生女的数量。,案例：模拟探究动物保护色的形成,利用媒体技术，简化步骤提高效率,制定计划和实施计划：分组：4人一组 组长：组织、发令 督察：监督、补充幸存者后代（每个幸存者产生3个后代）捕食者：（要随机捕食，每代捕食5次，每次捕食1个。猎物：小纸片）记录员：记录每代
25、开始数和幸存者数记录表：,模拟保护色的形成实验时，发现原实验在实际操作中存在如下不足：（1）小纸片不容易抓取且容易被风吹走；（2）“捕食者”背对“猎物”连续抓取时容易产生记忆而影响“仅凭视觉”的随机抓取。于是改进了实验材料和实验方法：下图就是选取的材料（黑、白蜡光纸，围棋子，小卵石、蚕豆）.,实验方法上，将“捕食者”不动改为一群移动的“捕食者”轮番捕食。经这样一改，模拟得更真切了。,方案一,利用多媒体技术，简化实验过程，提高学生兴趣,方案二,模拟实验数据的统计与分析,设计打地鼠游戏，让学生在玩游戏中完成探究。,方案三,案例：探究蚂蚁的通信,如何保证让蚂蚁经过摆好的纸片找到食物？,是此实验成功的
26、关键。,引导分析，找出关键问题,巧妙设计实验，克服实验多变因素,在蚂蚁洞旁边放上两座桥，即桥1、桥2，蚂蚁可通过桥1上岛1，通过桥2 上岛2。岛1上有食物，岛2上没有食物。岛1与岛2都有水围绕，蚂蚁要到达岛上只能走桥上。,巧妙设计，保证实验可控,第一步：蚂蚁上岛取食,水,食物,水,当岛1的蚂蚁足够多时，把岛1换成没有食物的岛3。而桥仍然是桥1，同时为了避免蚂蚁受方向的影响，把岛3和桥1都挪到岛2和桥2的左边，再观察蚂蚁从哪个桥上岛？,第二步：蚂蚁被骗上岛,进行实验,蚂蚁洞,纸条纸杯培养皿水无食物,1,2,纸条纸杯培养皿水有食物,2,1,一段时间后,1,1,3,3,2,2,蚂蚁被骗经桥1上了岛3
27、。,案例：验证光合作用产生氧气,根据需要，设计不同的实验装置，降低操作难度,案例：探究二氧化碳是光合作用的原料,用BTB试剂验证光合作用吸收二氧化碳，呼吸作用放出二氧化碳。,案例：探究大雨过后，蚯蚓爬出地面的原因,蚯蚓在湿润的泥土中,加水进入泥土中，蚯蚓爬出泥土,排出土壤中过多的水，蚯蚓又钻回土壤中,案例：观察蚯蚓的运动,此实验由于是用活体蚯蚓，学生在探究时具有不可控性。因此，如何确保蚯蚓能听从我们的指挥，是实验成功的关键。确定起跑线，规划蚯蚓行进的跑道。交换位置重复实验。,我觉得对我们的初中生物实验教学来说，其实我们并不缺少实验的材料与进行实验的条件，而是缺少进行实验的欲望与行动。如果你想实验，到处是实验之地，处处有实验之材，人人是实验之人。我认为，实验只是教师的一种习惯、学生的一种习惯。,分享：,新教材为教学活动，提供了巨大的开放性空间，所有的教学活动都可以因地制宜，创造条件，多样化设计，多样化实施。,让我们大胆创新吧！,心：做有心人,新：做创新事,辛：不辞辛苦,世人无难事，只怕有心人！只要思想不滑坡，办法总比困难多！,谢谢大家！,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,
