高中生物创新实验校本课程开发和研究课题申报

1《高中生物创新实验校本课程开发和研究》课题申报一.课题的现实背景及意义2000年1月，国务院转批了教育部《面向21世纪教育振兴行动划》，明确提出实施高层次创造性人才工程，以培养造就一批高水平的具有创新能力的人才。2000年6月颁布的《中共中央国务院关于深化教育改革，全面推进素质教育的决定》进一步强调了实施素质教育就是全面贯彻党的教育方针，以提高国民素质为根本宗旨，以培养学生的创新精神和实践能力为重点。因此，在学校教育中贯彻创新精神、进创新教育实践，已成为当代我国教育改革与发展进程中责无旁贷的新使命。可以这样讲，未来世界的竞争实际上就是创新能力的竞争,是我们教学的永恒主题。生物学是一门以实验为基础的自然科学。生物学实验教学不仅是验证理论知识的手段，还是激发学生探索兴趣，培养学生的观察、操作能力，启迪创新意识，提高创新能力的重要途径。在实验的过程中，从实验设想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，每一步都蕴含着创新的火花。正因为如此，如何充分发挥生物实验的优势，有效培养学生的创新能力，就成为当今新课改背景下的生物实验教学着眼点。新颁布的《普通高中课程方案(实验)》指出，要“创设有利于引导学生主动学习的课程实施环境，提高学生自主学习、合作交流以及分析和解决问题的能力”。“学校应建立以校为本的教学研究制度，鼓励教师针对教学实践中的问题开展教学研究，重视不同学科教师的交流与研讨，建设有利于引导教师创造性实施课程的环境，使课程的实施过程成为教师专业成长的过程”。因此开设生物创新实验教学与新课改的教学理念相符合。设立生物创新实验室是我校与省、市有关部门领导正在筹备、策划的一件有意义的大事。因此研究、开发生物创新实验校本课程是目前当务之急的事。我校自上世纪八十年代起就倡导自主发展，鼓励老师自编选修课教材，要求教师结合“校情”，发挥优势，充分挖掘学校人力、物力资源，开发出自己“特色”的选修课程的一贯理念和做法是相吻合的。再加上我校是浙江省一级重点中学，地处钱塘江畔，生物实验材料相对丰富，学校教学设备齐全，师资力量雄厚，学生素质一流，我们认为有条件、有能力开好生物创新实验这一门校本课程课。基于上述分析，结合本人的研究，提出“中学生物学创新实验”的概念，并将它界定为：“在中学生物学知识的基础上，以改进完善、拓展设计实验为手段，形成不同于生物学教材中实验的新实验。”并以此理念把它开发成适合新课改，符合生物学科特点及创新精神的校本课程2二.国内关于中学生物实验开展的综述生物科学是实验科学。对学生实验技能的培养，一直是国家和广大生物教师所关注的。我国从1996年起，全国大部分省份实行高中毕业会考，将生物学实验操作纳入考查之列，并且规定实验考查不合格者不予毕业。考虑到各地对于实验材料的准备和实验操作所需的时间等实际情况不同，各省(自治区、直辖市)教育行政部门可以根据当地实际情况，从高中生物学必修课中选定若干个实验项目作为本学年高中生物学实验考查的内容，同时，要明确考查的具体要求和考查的具体方法。目前,随着各种教育新理念的逐步深入人心,创新实验思维越来越受到重视的.由于新课改刚在全国部分省市开展,要开展校本课程的生物实验研究这一课题在全国一定很前卫.1.中学生物学实验教学的现状分析生物学实验教学在生物学教学及当今素质教育中地位与作用的探讨已日趋激烈。实验教学虽是素质教育的重要途径，但多年来，在高考指挥棒的引导下，生物学实验一直未受到重视，以至于一些学校出现了“背实验”的学习方法。另一方面,近年来，随着教学改革的进行，一些致力于生物学实验研究的人员开始大量涌现出来，他们在生物学实验教学改革如激发学生学习兴趣、培养学习动机、巩固知识、开发智力和创新思维等方面发挥了重要的作用。近年来，实验教学法、教学模式的研究也越来越受重视，并取得了可喜的成果。例如“实验竞赛、探索—实践“”“示范—实践”展开式“四步”“六环节”等实验教学模式这些教学法都是一些教师在实践中总结出来的，各具特点，但同时又都具有以下共同点：(1)重视发挥学生在实验中的主动性，而教师只起指点、引导的作用。(2)注意培养学生的独立性与探索精神，鼓励学生独立完成实验。(3)实验内容、实验设计上增加了许多创造性成分，培养了学生的创造性思维。(4)实验教学程序一般为：教师点拨—学生操作—交流反馈—总结评价。当然，不同的实验教学模式在不同的阶段还有具体的要求，如“六环节”实验教学模式中在总结评价后还有“创新探索”等阶段。(5)实验过程由原来的“结论式”实验逐步向“过程式”实验转变。(6)重视实验开始的指导和实验结束时的信息反馈。这些实验教学模式大都把重点放在了学生能力的培养与智力的开发上，应当说是适应了当今素质教育的要求，然而有些又过多地强调了学生的主体性，过多地强调让学生自己操作发现，淡化了理论知识的教学和升华，使学生在实验中得到的知识比较零散而不具有系统性。32、目前中学生物学实验教学中存在的问题生物学实验是学生获取生物知识的最有效手段之一，同时在对学生整体素质的提高方面，起到了非实验教学无法替代的作用。现行的生物课本中安排的生物实验仍有不少的遗憾。1．实验的数量少，内容不精人教版高中《生物学》必修课本中，共安排了39个学生分组实验，22个演示实验，3个小实验，2个活动。而香港特别行政区广泛使用的牛津大学出版社的《基础生物学》共为学生安排了114个学生分组实验(活动)。相比之下，我们的学生分组实验就太少了!至于演示实验，它的作用是和学生分组实验不同的，演示实验只是起到一个呈现、展示、示范的作用，实验的实施者是教师或少数的学生，而绝大部分学生都是观众，被动地接受知识的呈现，这种实验与播放实验录像片的效果没什么不同。学生的分组实验是真正让学生自己动手做实验。生物学实验的表述方法没有照顾到学生的自学，似乎就是写给教师看的，因此显得非常呆板。常见的方法就是章节的概括，非常专业化，但缺少了几分灵性，学生看到这样毫无生机的文字，自然就不愿意看，更别说能引起学生的思考冲动。教材中学生分组实验“少”，是不是就“精”了呢?比如“观察唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”的实验，该实验设计了分别向两支已注入糨糊的试管滴入清水和唾液，振荡后放在370C水中恒温l0min，冷却后加碘液观察，一支试管中的内容物变蓝，另一支试管中的内容物不变蓝，从而说明淀粉酶有消化淀粉的作用。而在香港牛津版的《基础生物学》的相关实验中，设计了温度、pH值对淀粉酶消化淀粉的影响，且在实验过程中，每隔2分钟取一滴试管中的液体，滴到盛有一滴碘液的白瓷板上，记录蓝色不再呈现的时间，并填表分析。2．实验直奔结果，不注重对比分析如“向澄清的石灰水中吹气”这个用来验证人呼出的气体中含有较多的二氧化碳的实验。为了简洁明了地让学生看到呼出的气体中确实是二氧化碳多这个结果，设计了让实验者直接向盛有澄清的石灰水乙试管中吹气，乙试管中的石灰水与澄清的甲试管中的相比变浑浊，于是验证了“呼出气体有较多的二氧化碳”。可书上这个结论的深层意思是“呼出气体中的二氧化碳比吸入的空气中多”但实验中的甲、乙两支试管根本是没有可比性的，并没有向甲试管中通入与人吹出气体的量相同的空气，这怎么能和乙试管比较?(空气中是有少量二氧化碳的，如向甲试管中通入大量空气，则甲试管中的石灰水也会变浑浊，而乙试管中如吹入太多的呼出气体，反而会变澄清)如果在课堂上提出这一问题让学生们改进，学生很自然地想到了先用嘴吹起一个气球，再用气筒吹起一个同样大小的气球，然后把两个气球的气体分别通入甲、乙两支试管，再加以比较。再如，“植物散失水分”实验，直奔结果的实验方法就是4用透明塑料袋罩住一根带叶的枝条，现象是塑料袋内壁上出现水珠，说明植物叶片进行蒸腾作用。可这同样没有对比实验，不能说明水主要是叶片散失出来的。3．实验分析多看重直观结果，不重视数据图表论证利用直观的实验结果来说明问题，很多时候都有其明显的优势，比如淀粉遇碘变蓝色、澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊、萝卜条放入盐水中一段时间会变软、种子萌发时温度上升…—直观的实验现象是一种定性的描述，具有模糊性，终究不如定量的数据来得有说服力。比如在“植物细胞吸水和失水”的实验中，不仅仅只是用定性的：放入盐水中萝卜条变软”来描述，而是在实验时，用打孔器取相同口径、长度的萝卜条两组，分别称重并记录，实验后用吸水纸吸干萝卜条外面的水分，再测量长度及重量，甚至还可改变盐水的浓度来进行实验。学会制表统计分析，学会绘制曲线图分析，是一项重要的能力，可我们的中学生物学实验中竟然没有一项这方面的训练。4．只求学生模仿操作，不求学生创新设计实验的目的除了有实践、验证以外，还应给学生提供质疑、解疑、创新设计的活动空间。看看我们的实验报告册，竟然全是让学生填写预想好的标准答案(尽管是经过实验得出的)，而没有让学生分析实验成败的原因或可能影响实验的因素的栏目，更没有鼓励学生改进实验的做法。而在国外的一些学生实验报告册上，随处可见：如果要想更进一步验证……你会怎样改进本实验；再利用一些其他辅助设备，你能证明……吗?更有直接让学生自己设计实验的做法，如“比较叶片两面的失水率”的实验(《基础生物学》)，给学生胶纸、秒表、带叶的植物、蓝色的氯化钴纸片大小相等)，要求学生用所提供的材料，试设计一个实验，找出一片叶子两面的失水率是否相同，从而估计叶片两面气孔数目是否相等，列出实验步骤，绘图以显示操作装置。在问题提示里面又引导学生：如果真的要证实叶片两面的气孔分布，你会进行什么样的实验?现在越来越多的教育理念都很重视学生设计，它是学生能力的一种综合的高级体现，学生在学习、创新的过程中去理解知识的内涵，去体现自己学习的价值。希望我们的实验报告册上不再仅仅是一些呆板的实验步骤，一些把学生思维前后左右都限制死的填空题，多一些让学生自我设计的实验，多一些对实验现象的分析评论性的简述题。5．实验方法陈旧，跟不上时代发展翻看国外及港台的中学生物实验指导，其中我们大学时代才接触到的实验有很多，例如果蝇的培养实验、利用小白鼠的多种实验、蛋白质的双缩脲试验、还原性糖的实验，等等，且实验更注重研究性与实验设计的科学性，不少的实验材料及实验器材已经更新。反观我们5的实验教材，确实有一种跟不上时代发展的感觉。所以应从实验教材的改革入手，遵循“以学生发展为本”的原则，做些适应当前素质教育要求的必要调整。三.课题研究内容及预期目标1.本课题研究的项目主要有：①调查研究哪些生物实验教学方式学生欢迎.及杭州二中学校学生的实际情况是什么(解决校本的问题)②研究现行教材中哪些实验内容,实验器材实验材料等可做恰当改变,以完善实验体现创新(解决创新的问题)③编写杭州二中校本生物创新实验用书(实现创新的问题)④研究生物创新实验的评价方式(体现成果的问题)2.研究的预期目标有我们的设想通过实验创新研究达到以下几点：通过生物创新实验的研究,我们想达到(一)、促使教师实验教学方式的多样化①.开展“菜单式”实验教学研究“菜单式”实验教学，是指学生在教师提供的或学生自行设计的实验“菜单”基础上选做、设计实验，大胆构思，通过实验研究和验证，获得知识、掌握技能的一种开放式教学方法。学生按照“目的—原理—方法—步骤—现象—结论”的思维顺序研究所选的实验，教师对各实验组进行简要指导，对提出的问题进行解答，通过操作、观察、记录、讨论和修改等，对实验结果进行分析、讨论，整个教学活动强调了师生互动和双向交流，强调了教师对学生的尊重和指导。学生从“菜单”中选择出自己感兴趣的实验，设计实施，课堂上主动参与，充分满足了学生自我探索、自我思考、自我创造、自我表现的心理需求。通过实验教学中的理论分析和实验具体过程的操作，培养了学生思维的逻辑性；通过实验，加深了学生对相关问题的理解，步步设疑，发展了学生的思维。尽管有的学生实验做得不太成功，但他们都能分析讨论自己真实的实验结果，分析实验失败的原因，及时调整思路，培养批判性的思维习惯。通过“菜单式”实验教学，学生的求异发散思维能力和联想思维能力得到了提高。可以认为，“菜单式”实验教学是由基础型实验向研究型实验转化的一