一、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。

二、生物学实验教学法

    生物学实验教学法是教师指导学生运用一定的仪器、药品和生物材料进行独立操作，从观察生物现象或本质的变化过程中获得知识、训练技能、培养能力的教学方法。

    三、生物学实验教学的作用及意义

    1. 通过生物学实验获得丰富的感性认识

    认识生物界是从现象（感知、观察等活动）开始，通过实验可以让学生获得丰富的感性认识，获得直接经验。在此基础上，对现象进行去粗存精、去伪存真，由此及彼，由表及里的加工过程，形成生物学概念，理解生物学原理和掌握生物学规律。

    2. 能帮助学生检验和巩固生物学知识

    通过实验可以验证生物学的基本概念和基本原理；通过实验是获得生物学知识的重要手段之一，引导学生的生物学实验的兴趣；可以通过实验检查学生对知识的运用与理解情况；从而对知识起到加深理解、检验与巩固的作用。

    3. 训练生物学基本技能的重要手段

    技能是强调动手操作水平，离不开实践。生物学技能，必须通过实验等操作才能进行训练。形成的技能可分为：初级的生物学技能与生物学技巧（灵活、协调、准确、精细，使之成为一种自动化的过程）。动手的过程是动脑的过程，在这个过程中对学生来说是训练学生思维能力的过程，是一个脑、手、眼等器官共用的过程。课程标准的技能要求：对实验材料收集、处理等的技能；对仪器、药品等的实用技能；对实验的设计、观察、记录等实验技能；对野外活动的观察、设计等技能。

    4. 培养学生的生物学能力

    能力是运用知识、理解知识、掌握知识等的思维活动，表现为知识积累的升华。能力是获得知识的手段与基础。能力越强，获得知识越容易，获得数量越多。获得的知识又促进能力的形成，知识与能力是相互促进的，互为基础。通过实验教学主要培养学生的观察能力、思维能力、动手能力、分析问题与解决问题的能力等。

    5. 有利于培养科学工作作风，科学研究方法

    实验在严格理论指导下进行，每一步非常严格，从而养成严谨工作作风。形成实事求是的科学态度：一切从实际出发反映客观真实的现实，从而实事求是的科学态度。通过严格的科学实验，养成良好的研究方法、研究意识和研究能力，为今后的工作与科研打下基础。同时，有利于学生形成辩证唯物主义世界观和生物学观念、意识等。

    6.激发学习兴趣，调动学生学习的积极性

    通过实验，学生会对生物现象和生命活动规律产生深厚的兴趣，调动学生学习的积极性和学习的主动性。

    四、生物学实验教学的类型及特点

    实验教学分成不同类型：

    1. 按实验的性质分：分类实验、生理实验、解剖实验、细胞学实验等。

    2. 按实验手段与目的分：定性实验、定量实验和模拟实验三类。

    3. 从学生认识角度分：验证性实验与探究性实验。

    4. 从教学组织形式分：演示实验、学生实验和课外实验等。

    五、生物学实验教学研究的主要内容

  † 1. 生物学实验教学目标的研究。

†   2. 实验教学方法，教学手段的研究。

†   3. 生物学实验教学过程的研究。

  † 4. 生物学实验教师教学能力的研究。

    5. 生物学实验教学效果评价的研究。

  † 6. 教学资源配置与管理的优化。

    六、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

 

七、中学生物学实验教学经历的几个阶段

† 1. 萌芽阶段（1903-1950年）。

† 2. 起步阶段（1951-1965年）。

† 3. 停滞阶段（1966-1976年）。

† 4. 恢复阶段（1977-1987年）。

† 5. 发展阶段（1988-1995年）。

†6. 逐步完善阶段（1996-）。

八、中学生物学实验教学的现状及对策

（一）生物实验课教学现状分析

实验课教学是生物教学的重要组成部分，是培养学生动手能力、创新能力、创新意识的基本途径。通过调查，发现生物实验教学实际状况是：学生动手能力不强、创新意识缺乏，对实验设计、方法、步骤是知其然、不知其所以然。一些学生对实验结果对答如流，实验操作却不尽如人意，而后者的培养正是实验课应完成的主要任务。造成以上状况的原因何在?

长期以来，中学生物实验教学质量不高一直困扰着人们，应当说影响实验教学质量的因素很多。如实验室，实验仪器设备，实验材料等硬件设施，也有的人说是受考试不考的影响。但这都不是根本的原因。根本原因是主观因素，包括实验教学观念、教学方式、实验教学的安排、管理和实验教学评价。

(二)优化实验教学模式

以往单向传输的操作模仿式教学，是同片面强调巩固知识、获取技能的实验教学目标相适应的。这种教学方式不利于学生独立性、主体性、创造性发挥是有目共睹的。因此，要使实验课实现多重教学目标，就必须改革、完善现有的实验教学模式，实现四个方面的转变。

1、使学生积极参与到实验中来，变被动为主动。让学生参与实验的准备、实验课的管理、实验计划的制定。这样有利于加深学生对实验过程的了解、实验作用的理解，使学生变要我做实验为我要做实验，同时，在一系列参与过程中，学生的能力也得到了发展。

2、不应只重实验结果，更应看重实验过程。实验过程中，手、脑的结合可使学生在掌握知识、方法、技能的同时也得到态度、意识、能力的培养，即获得了综合性、协调性的发展。这是理论课替代不了的，也正因如此，我们应加强学生的实验操作环节。首先，时间上应确保这一环节的完成；同时，应鼓励学生自己尝试不同的实验方法或实验材料，如“观察叶片的结构”实验，除了教材介绍的用菠菜做实验材料外，可让学生带其他叶片做实验。当然，学生自己的尝试可能得到不正确的结果，但自己获得“为什么”的道理要比接受现成的“是什么”更有意义。

3、教师应从监管者变为引导者。教师是指导者，指导学生的实验，解答学生在实验中遇到的困惑，而不是监督者，监督学生是否讲话、是否按规定的步骤操作、是否损坏了东西等。教师不要过多地干涉学生的实验操作，要放手，给学生自由，改变那种“一放就乱”的旧观念。学生在实验中可以互相帮助、讨论，甚至争论。

4、采用各种激励措施，让每位学生都进行实验操作。改变做不做实验都一样、做不好还不如不做的怪现象。教师在实验中或实验后提出一些与实验过程有关的问题让学生思考，从而使每一位学生都能体验一种动手实验的快乐。同时，应奖“勤”罚“懒”，褒奖“做”的、批评“看”的，形成一种“做”比“看”好，能独立地做、创新地做则更好的实验氛围。

（三）加强和完善生物实验教学

实验教学既是一类探究活动，也是生物教学的基本形式之一。《标准》的内容标准部分列举的一些活动建议中，相当部分就是实验。

1、学校应逐步完善生物实验室的建设、仪器设备和用具的配置，保证实验教学经费的投入。生物教师也应创造条件，就地取材、因陋就简地开设好生物实验。

2、实验设计应该多样化。例如，可以采用比较规范的实验仪器设备设计实验，也可以设计低成本实验；可以采用生物材料设计实验，也可以设计模拟性实验；有条件的学校还可以适当引入多媒体技术进行虚拟实验。应鼓励学生参与设计实验。

3、在重视定性实验的同时，也应重视定量实验，让学生在量的变化中了解事物的本质。教师应向学生提供机会学习量的测定，实事求是地记录、整理和分析实验数据、定量表述实验结果等。

4、要注意实验安全教育。安全使用实验器具（如解剖器具、玻璃器皿、酒精灯等）和实验药品（酒精、酸、碱等）是生物学实验的基本技能，教师应强化安全教育，增强学生自我保护意识。

5、增设学生自行设计实验，这也是实验内容优化的核心

为了发挥学生的主导作用，在实验课的后期，实验室在白天对学生实行全面开放。学生两两结合成一个小组，在给定的范围内，学生自行设定实验目标、自行设计实验方案、自行进行准备工作、自行完成实验并分析处理实验结果。由于学生思路受限制较少，在实验中表现出的创新性想法，对指导教师本身也很有启示作用。

(四)改进实验评价方法，建立正确的实验教学导向

如何科学有效地评价学生生物实验是当前亟待解决的问题。对知识的评价基本上能够借助于笔试，但对其他方面的评价，仅笔试手段是有局限的，是相当片面的。因此，要改革和完善实验课的评价方式。

教师应特别重视对学生探究能力和情感态度与价值观方面进行评价。系统地收集学生学习情况的信息，对教学过程中的学习活动以及成果给予评价。通过教学评价，教师可以获得有关学生学习生物课程情况的反馈，不断改进教学；学生可以了解自己的学习情况，促进自己更好地发展。

(五)合理安排实验课，为提高实验教学质量创造条件

变实验大班上课为小班。实验课实行小班上课是优化教学模式、提高教学质量的基本保证。人数少可确保每个学生都能独立地参与实验，也使教师在有限的时间内指导更多的学生。那么在现有条件下采用小班上课是否可行呢?只要安排合理，完全是可行的。生物实验室闲置是相当普遍的，增加几倍实验量是完全可以的，比较难处理的是时间的安排，可以与其他学科实验课穿插进行，如一个班的一个组上生物实验课，另一组上物理实验，或与自习课、练习课交替进行等。这样对每个学生来说，课时量并没有增加，只是增加了实验室的利用率和教师的工作量。

九、我国中学生物学实验教学的发展方向

（一）教学观念的改变

1. 教师对实验教学意义、目标的认识。

2. 教师在实验教学中角色扮演的理解。

（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。

（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。

十、高中生物新课程中的实验教学要求

（一）要求发展科学探究能力，初步学会：

（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。

（二）确定实验教学目标，重视实验基本技能的训练

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

5. 通过完成中学生物课程《标准》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。

（三）高中生物新课程中的实验分级

                                               

级别	类别	实验目标	例证
Ⅰ	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
Ⅱ	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
Ⅲ	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
Ⅳ	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
Ⅴ	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   Ⅰ	1-01   1-02   1-03   1-04   1-05   1-06   1-07   1-08   1-09   1-10   1-11	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	Ⅰ   Ⅰ   Ⅰ   Ⅰ   Ⅲ   Ⅱ   Ⅳ   Ⅲ   Ⅲ   Ⅲ   Ⅱ
生物   Ⅱ	2-01   2-02   2-03   2-04	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	Ⅱ   Ⅴ   Ⅱ   Ⅳ
生物   Ⅲ	3-01   3-02   3-03   3-04   3-05   3-06   3-07	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	Ⅳ   Ⅱ   Ⅱ   Ⅲ   Ⅲ   Ⅳ   Ⅴ

 

（四）确定实验内容的依据

确定实验内容的依据是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。