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生物学科特点、教学方法、学法指导一、初中生物学科的本质属性生物科学是然科学中的基础学科之一，它是研究生物现象和生命活动规律的一门科学。它是农业科学、医药科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础。生物科学的形成和发展，自始至终都伴随着科学实验的进行。可以说，生物学实验是生物科学发展的基础，离开了科学实验，就没有生物科学的今天。例如：人们通过孟德尔的豌豆杂交实验，知道了生物遗传的基本规律；通过海尔蒙特、普利斯特、英格豪斯、萨克斯、恩格尔曼、鲁宾和卡门、卡尔文等人无数次实验，认识了植物的光合作用实质。二、生物实验教学的意义我们知道，生命是一种比物理、化学的运动形式更为高级的物质运动形式。这种复杂精细的物质运动形式，既呈现出生命的本质特征,又受非生命变量的影响和制约。人们对生命科学的研究，经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程。华裔科学家杨振宁曾说过“科学毕竟有90%是实验活动，科学的基础是实验”。因此，生物学教学不只是传授给学生一些基本的生物学概念和规律，更重要的是通过一系列有效地教育教学手段，全面提高学生的生物科学素养，让学生能够运用一些生物学原理和实验手段，掌握生物科学研究的基本技能和方法，学会辩证地、客观地认识世界，从而能够独立地、有创造性地知道实际工作和生活。所以，生物学实验教学不是粉笔加黑板或教师口头传授、电脑模拟所能替代的，无论是知识获得、技能的训练，\n还是智能的发展、人格的培养，都离不开生物学实验。它对培养学生的动手能力、分析问题与解决问题的能力、培养学生掌握科学的思维方法和养成严谨的科学工作态度等终身发展能力具有重要的作用。（1）在知识方面，生物学实验教学能加深学生对知识的理解与记忆,并有可能发现新知；（2）在实验操作技能方面，生物学实验教学的训练作用是其他任何方式不能替代的，实验操作技能只有在生物学实验中得到训练和完成；（3）在学生智力发展方面，实验是手脑并用的实践活动，是培养学生观察能力最直接、最有效的途径，能够使学生较为容易地抓住事物的本质，找出解决问题的根本方法和措施；（4）在人格培养方面，生物学实验教学能使学生直接接触生物、观察生命现象，激发学生们的学习兴趣和积极性，培养学生实事求是的科学态度和团结协作的精神。因此，生物学实验教学是提高学生的生物学素养和培养学生创新精神的平台，形成的实验能力更是学生将来从事科学研究的基础。实验教学是生物学教学的重要组成部分，是培养学生动手能力、创新意识的基本途径。但是，就目前的课堂教学来说，有多少教师能够真正转变教育观念，把自己所教的这一门课程以一门自然科学对待？使学生通过我们的课堂教学在生物素养方面有所提高？把生物课堂变为一种研究、探讨和\n深入理解生物学本质的过程？说实在的，太少了。我们看到的课堂教学多数还是老面孔，“满堂灌”的课堂比比皆是，学生疲惫地应付各种考试，教师面对各种评比……。原因分析：多方因素共同作用的结果。教师本人、环境条件、各方压力都有。教师有时是迫不得已地用这样的一种“努力”来换取更“优异”的成绩。结果怎样？我们经常看到高考或中考结束的学生如释重负，撕书、烧书大有人在。这都不是我们想要看到的。那么，我们应该怎样去实施课堂教学，使我们的学生能够热爱生物科学，并能从中获得相应的知识技能呢？三、对初中生物实验的具体要求及标准1.初中新版《标准》中对实验技能的要求《生物课程标准》要求“加强和完善生物学实验教学”。(1)能够正确使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能。（2）能够利用多媒体搜集生物学信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息。（3）发展科学探究能力，初步学会研究技能。2.对“技能”目标的解读表1新课程技能目标的解读\n能力项目操作技能表征心智技能使用实验仪器熟练使用仪器准确说出实验仪器的名称及作用能合理选用正确的实验仪器采集和处理实验材料独立观察、采集实验材料实验材料的鉴别实验材料的保存和处理选择正确的药品、设备、方法保存实验材料进行生物学实验操作（视具体实验而定）生物绘图观察、绘图对绘制对象的理解搜集生物学信息搜集信息对媒体的认识、识别选择合理的媒体科学探究技能观察和描述生物现象、实验操作、搜集证据对生物现象的认知提出可以探窕的问题分析问题确认变量做出假设和预期设计实验方案解择数据对证据的判断阐明观点进行辩护和反思注：心智技能又称为智慧技能或智力技能。它是一种借助于内部语言在人脑中进行的认知活动方式，如默读、心算、写作、观察和分析等技能。我们可以看出，能力是一个比知识和技能包括的范围都更广泛的概念。从上表我们不难看出，初中生物新课程的能力目标，涉及了大量的操作技能和心智技能的目标。作为学习的结果，一般认为技能的获得是在练习之后对活动方式的掌握。因此，生物学实验是技能获得的较好途径。课程标准也对生物教学提出了建议，明确提出在生物教学中应组织好探究性学习，加强实验和其他实践活动。作为一名生物教师，应如何在《标准》精神的指导下，在生物教学过程中开展好实验教学，这是一个值得认真探讨的重要问题。\n四、常规实验的种类和实验类型初中生物教材所呈现的实验类型主要有：1.从实验性质看：学生实验、教师演示实验和补充实验。（1）学生实验：如练习使用显微镜、绿叶在光下制造有机物等；（2）教师演示实验：如煮熟的种子没有呼吸作用、胆汁的分泌作用等；（3）补充实验：如黄瓜、黑藻细胞临时装片制作、观察动物心脏及各血管和房室的连通情况等。2.从实验目的看：观察实验、探究实验、模拟探究实验。（1）观察实验：如观察植物细胞、观察草履虫、观察种子的结构、观察小鱼尾鳍内血液的流动等。（2）探究实验：如探究非生物因素对某种动物的影响、探究种子萌发的环境条件等。（3）模拟探究实验：如酸雨对生物的影响、模拟保护色的形成过程等。3.从实验类型看：形态结构学、生理学、解剖学实验。（1）形态和结构学方面的实验：观察人的口腔上皮细胞、观察叶表皮细胞和气孔、用显微镜观察人血永久涂片等。（2）生理学方面的实验：萌发的种子产热、验证呼出气体主要是CO,、\n观察过多的生长素、甲状腺激素或胰岛素对动物生长发育的影响等。（3）解剖学实验：观察动物肾脏的结构、解剖不同植物的花等。五、初中生物重要实验教学的案例分析1.初中生物重要的实验的时间安排教材中涉及到的所有生物实验，作为一.名生物教师都应做到心中有数：不但会做，还需熟练掌握，特别是演示实验的操作技能和规范。从上述列举的实验种类和类型看，在具体的实施过程中，按照时间内容有可以三大类：一类是：一课时能够完成的实验（显微镜的使用、观察动植物细胞、模拟保护色的形成过程、观察小鱼尾鳍内血液的流动等）；二类是：课上和课下结合完成的实验（种子萌发的环境条件、绿叶在光下制造有机物、饲养和观察蚯蚓等）；三类是课下完成的实验（动物的行为的观察和训练、制作泡菜、酸奶、酸雨对生物的影响等）。所有这些实验，教师要有统筹安排：要求全体学生都须做的实验，应当如何准备、怎样设计，才能达到最佳效果？对于课上、课下结合完成的实验，特别是课下需要完成的实验步骤，应该怎样操作（是自愿做、还是小组长做、还是全体学生都做）才能取得最佳结果；对于那些完全是在课下完成的实验，应该如何组织和监控，才能顺利落实？2.实验技能的训练的内容（1）学习使用显微镜\n显微镜的使用是初中生物《标准》中第二个主题“生物体的结构层次”中要求初中学生学会的技能。”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。”是初中生物学课程具体目标中的能力要求。学习使用显微镜，是初中学生第一次在生物课上接触的实验。对他们来说，显微镜的结构和操作步骤，相对显得复杂和繁琐，要求他们在两节课的时间内记住显微镜的结构、各部位的功能，同时学会正确操作显微镜的确是件困难的事情。因此，一般的教学中，学习使用显微镜需要2课时，且在实验室同步式教学，即教师面对儿十个学生，边演示指导，学生边完成实验过程。但是，教学实践发现，即使是教师潜心研究“显微镜的操作”过程，耐心指导学生进行实验，还是有许多学生掌握不好显微镜的使用，并且会在后续的许多实验中，发现学生存在的问题。看来，换个思路研究”显微镜的操作”的教学过程，促使学生掌握显微镜的使用技能还是非常必要的。根据中学生物学新课程的实验教学目标和内容，根据学生学习情况的实情，为了达成好的实验教学效果，中学生物学实验教学的基本策略主要有：“先讲解后实验”策略、“边讲边实验”策略、“边示范演示边实验”策略、“边实验边指导”策略、“先实验后总结”策略、“随机应变式”策略。教学实践证明，根据实情，选择恰当的教学策略是决定成功的前提；根据实情，精心设计教学过程，是取得实效的保证。那么，怎样设计”学习使用显微镜”一节的教学过程，才能促使学生掌握显微镜的使用技能呢？案例1:练习使用显微镜\n环节一：介绍显微镜发展的历史重点介绍：1595詹森父子制造的第一台显微镜；1665罗布特•虎克用自己制造的显微镜观察到的死细胞：1689列文•虎克用自己的显微镜看到了微小的动物；完善的光学显微镜和电子显微镜。环节二：展示在不同显微镜放大的红细胞的形态（如下图所示）。由此引出，普通光学显微镜的结构和放大机理。将显微镜的结构分为机械、光学两个部分进行讲解。教师用“一路畅通”一词，讲解光学显微镜之所以能够将微小物体放大的机理。利用“光学显微镜光路示意图”简单说明显微镜的放大机理：外界的光源，通过反光镜的反射作用，将光线反射进入显微镜,通过遮光器上的光圈、再透过玻片，将玻片上的标本经过物镜放大一次，放大的像通过镜筒在经过目镜时，又将标本再次放大，这样标本就被放大了二次，进而可是我们通过显微镜，看到微小的物体。而显微镜的总放大倍数就是物镜放大倍数和目镜放大倍数的乘积。在此基础上，教师说明：光学显微镜的放大原理，就是利用光、通过两个凸透镜将物体放大。所以，显微镜必须上下光路通畅，才能完成放大作用。一旦这套“光系统”受阻，就起不到放大的作用了。所以，在放大之前，必须保证这条光路是通畅的。环节三：初步熟悉显微镜人手一台或二人一台显微镜，初步熟悉显微的机械部分和光学\n部分的工作原理，理解显微镜的放大原理。环节四：练习使用显微镜①对光：按要求操作，使视野白亮。练习利用反光镜，从不同的方向获取光源，使视野都能形成白亮的效果，为后续的观察做好准备。②污点判断：玻片移；目镜转；物镜换。③字体判断：④目标移动：目标在视野的右上方，要移到视野中央。应向什么方向移动玻片？与此同时，提醒学生：粗、细准焦螺旋各转动一周，可以使镜筒分别移动10mm和0.1mm。但在镜筒下降时，一定要用眼睛直接看着物镜，使镜筒缓缓下降。否则，会很容易出现物镜和玻片标本相互挤压、损坏的后果。（2）学习制作临时装片知道什么是临时装片、使每位学生都能掌握制作临时装片的技能，并能通过自己制作的临时装片，观察到动物细胞和植物细胞。其实,这也是后续所有需要用显微镜观察的重要的基本技能。制作临时装片七步骤：擦滴取f展-*盖吸教师要让学生能真正理解这7个字的含义，并做到万无一失。教师可以展示正确的做法和做成功的临时装片，指出不正确的做法和不合格片子的问题。\n（3）观察1.探究性实验的案例分析初中《生物课程标准》中有明确说明：“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”。“科学探究”的目的：为了促进学生学习方式的改变，使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。经过十多年生物课程改革，一线教师教学的专注点、兴奋点,大都聚焦于此，且颇有建树'但是也出现了一种倾向，即有相当的教师仅仅把探究性学习当作了一种教学策略和方式。我们经常可以看到：某某内容的探究性教学、探究性教学模式的研究等。而且不管何种教学内容，一律要求进行探究性教学。更有甚者，不管是何性质的内容，教师总会伴随授课过程（其实是讲授式或启发式教学），在板书或投影屏幕的一侧逐一标出：这是提出问题、这是做出假设、这是制定计划和实施计划、这是得出结论等等，意在表示这堂课是在探究性学习。所有这些，既是探究性学习被狭隘化一一探究性学习窄化为一种教学方式；又是探究性学习的被泛化一一事事处处皆探究。因此，新修订的《标准》在“理解科学探究”的标题下，明确提出：在“教学中,教师要帮助学生形成以下重要概念”。即：\n▲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。设置对实验组，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。案例2：探究非生物因素对某种动物的影响本探究实验，是初中生物教学中第一个探究性实验内容。在进行这个实验之前，教师可以通过讲解英国科学家弗莱明发现青霉素的大致过程，帮助学生认识科学探究的主要方法和步骤（科学探究通常包括：提出问题；作出假设；制定计划；实施计划：得出结论；表达和交流）。表2科学探究的一般过程及要求科学探究过程基本要求莱明与按照时间细胞、观察叶表皮细胞和气孔、L提出问题尝试从日常生活、生产实际或学习中发现与生物学相关的问题：尝试书面或口头表述这些问题：描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在。2,作出假设应用已有知识，对问题的答案提出可能的设想：估计假设的可检验性。3.制定计划拟定探究计划：列出所需要的材料与用具：选出控制的变量和设计对照实验。1.实施计划进行观察、调查和实验，并收集数据和评价数据的可靠性。5.得出结论描述现象：处理数据和得出结论。6.表达、交流撰写探究报告：交流探究过程及结论。\n（1）本探究的教学目标：①举例说出影响生物生存的环境因素。②举例说明生物之间有密切的联系。③体验探究的一般过程，模仿控制实验变量和设计对照实验。④形成爱护实验动物的情感。能够认真观察记录，并与小组其他同学合作和交流。（2）本探究的教学重点和难点：重点：认同科学探究的基本方法和步骤。难点：在实验探究中，体会控制变量和设置对照实验的意义。（3）教师的主要任务：如何能让学生通过这个探究活动，既能感受到“科学探究”不只是科学家才能做的事，我们也可以做；还能让学生从探究的过程中获得愉悦。（4）探究实验的主要过程：①要求学生寻找鼠妇，在找寻鼠妇的过程中，会有什么问题。②针对臼己提出的问题和己有的生活、知识背景提出作出假设。③根据本小组作出的假设，设计相应的探究计划和方案。\n④按照制定的探究计划实施探究过程，并记录相关的数据。⑤整理实验数据，撰写出相应的实验报告。⑥与其他有关人员进行交流，发表自己的观点。案例3：探究绿叶在光下制造有机物这个实验是一个非常常规的验证实验，全国各地不论哪个版本的教材，做这个验证实验时，选用的实验材料都是天竺葵。有没有人想过为什么都要用天竺葵做这个实验呢？用其他的植物叶片做这个实验行不行呢？有些教师发现这个问题后，利用教材上学生已学过的验证实验的方法和步骤，根据新提出的问题“寻找可以替代天竺葵的植物”和作出的假设“所有阔叶植物都可用”开展探究活动。最终，经过对身边常见的集中植物进行的实验，发现大豆页、葛笋叶和白薯叶都可以替代天竺葵,而菠菜叶是不积累淀粉的，所以不使用。通过这个探究实验，学生们会进一步对绿色植物利用太阳能（光能），在叶绿体里把二氧化碳和水合成有机物，同时释放出氧气，这一重要概念的理解。案例4：探究种子萌发的环境条件首先：这部分教学内容，是前面学习过的种子结构的延续，它能使学生较为深入地体会到，生物体结构与功能相适应的生物学观点，符合学生的认知规律。其次：这部分教学内容采用探究式的方法，并同时考虑多个\n因素的对照实验，是对前面提及的单因素对比实验的一个提升，为学生今后探究解决复杂的问题奠定基础。此外，通过学生亲H进行较长时间课外实践，探究种子萌发过程的影响因素，既是检测学生独立设计探究实验的能力，又是训练学生面对比较复杂事物时的思维方法。所以，本实验是初中生物教学中一个重点且具有一定难度的探究活动。教师在教学过程中，主要的角色是引导或指导学生进行科学设计实验的方法和步骤。在本节课的教学中，教师从生活经验出发，创设问题情景，引导学生用“头脑风暴”的形式尝试提出解决问题的方法，使学生在讨论中获得主动权，在师生的交流中，理解该探究实验的关键是设计好实验组和对照组。教学设计：2课时+课外学生实验（大约一周时间）。第一课时：提出问题一作出假设一制定计划第二课时：实施计划一得出结论一表达交流例如：在第一课时的导入，可以利用唐代诗人李绅的一首五言古诗为引子：春种一粒粟，秋收万颗子。四海无闲田，农夫犹饿死。特别是前二句：说出了以“春种”“秋收”，既说出了农民\n的劳动，又点名了种子播种的时间。间接地说明种子的播种也是有时间关系的。由此引出种子萌发需要哪些环境条件呢？引导学生思考，并提出可能的因素。在学生回答问题后，教师可以附带说明：“在什么样的环境条件下种子才能萌发？”这是个我们要解决的问题。我们通过思考和H己已有的生活经验，提出了种子的萌发可能需要水分、空气、温度、土壤、阳\n光、养料等，这就是假设，在没有进行实验证明前，它依旧是假设。所以,可以根据自己提出的假设，设计相应的实验，进行验证。根据已有的经验，可以判断土壤（发豆芽）、阳光（土壤中的种子）、养料（不同施肥）这三个因素不会影响种子的萌发。所以，本探究重点就水分、温度和空气，组织学生们进行探究活动即可。（本案例重点就水分是否影响种子萌发做探讨）教师可以引导学生分析："（1）怎样证明水是种子萌发的必要条件呢？'（2）种子萌发需要多少水才是合适的?（3）对照组的条件应该如何控制？』教师可以利用右图，提出有关问题：~CD这个实验设计有没有什么问题?（2）怎样设计才能更加科学呢？~在学生积极思考和回答问题的基础上，师要指出：在进行实验中，选择什么样的实验装置、控制好实验变量和选择好实验组、对照组是非常关键的，否则实验做得再好，也说明不了问题。引导学生分析上图的的主要问题：一是单一变量没有控制好;二是种子的数量太少，具有不可重复性，不符合科学实验的要求。所以，告诫学生一定要按照科学实验的方法，实施本小组的实验方案。在学生充分讨论的基础上，教师一方面可以利用“问题串”的形式，帮助学生确定自己的实验方案，例如：教师提出的问题:\n（1）用什么器加比较合适?（2）每一组只有一粒种子可以吗？用多少比较合适？（3）比较容易得到的是什么种子？挑选什么样的种子有利于萌发？（4）每隔多长时间观察一次？对各组实验是否同时观察？（5）怎样设计观察记录表？（6）每个实验具体怎么实施？可能会遇到哪些问题？另一方面还可利用教材上的插图和文字说明，引导学生分析,下面4个装置瓶，对照组和实验组分别是谁？这个实验装置能够说明什么问题？所以，作为一名生物教师，应该全面提升自己的教育教学和实验能力，为培养为国家服务的合格人才而努力。