省级课题“中学生物实验创新教学暨环境友好型实验研究”开 题 报 告

发布日期：2012-03-09 来源：[db:出处] 浏览次数：

省级课题“中学生物实验创新教学暨环境友好型实验研究”开 题 报 告

一、中学生物实验创新教研领域现状述评

1．生物实验创新教学在国外的现状

在国内外，开展生物实验创新活动并不是一件新鲜事物，国外科学技术先进发达或经济发展水平较高的国家，对生物实验或实践活动是非常重视的，在一些发达国家甚至在生物课程或科学课程以外，有专门的侧重实验探究的科学实验方面的课程，并且已经构建了制度化、规范化的科学实验课程体系，研制了大量的适合生物学科实验和探究活动的实验器材、实验设计方案，培养了大批具有较高科学素养的研究型的教学人才。在国外，生物实验创新活动已经成为科学教育或生物教学的重要组成部分，相关教师也成为生物实验创新活动的研究者、实践者和指导者。
2．生物科技活动在国内的现状
    在国内，生物实验创新教学通过多种途径也有开展。如区域性的实验创新教学评（如省教研室等2010年开展的初中生物实验创新教学评比、实验操作技能评比等）、高中生物奥赛中实验技能评比、初高中毕业班的生物实验技能考核、有条件的学校组织各种生物实验或实践夏令营等，这些活动对中学实验创新教学均起着积极作用。但由于多种因素的限制，许多学校很少或基本没有开展具有实际意义的实验教学，生物实验或实践很难开展。从教科书层面看，有的文本对实验操作的描述非常复杂、实验试剂种类繁多，可替代物品说明不够，使实验过程困难重重；有的文本又比较简单，缺失关键内容，导致实验结果与预期不符。如此种种，造成有些老师宁愿讲实验，不愿做实验。
   专门针对中学实验的内容，有的是直接来自大学实验教材，中学实践起来难度很大；有些实验内容则与现今的社会热点、科学发展水平之间有较大距离，与现行教材的内容安排也相脱离，使老师和学生对于这些实验的兴趣不大，制约中学生物实验创新教学的开展。

二、课题的提出

我们在新课程教师培训、教学调研和教学指导中发现，当前中学生物实验课教学中，仍然存在课程目标的落实滞后，特别是实验教学方面。从教材层面看，新课程教科书提供的实验比较详实，但多数实验缺乏“创新”元素。课标版的不同版本的教科书中，体现学生动手实验的案例仍然相对偏少，学生探究能力得不到应有的提升，因而也制约了“创新”能力的培养。比如人教版高中生物必修课本中，共安排了31个学生分组实验，而香港特别行政区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，实验文本往往呈现出僵化的模式，探究性和创新性不足。比如人教版高中课标必修教材中，有一半实验“细化”到具体的实验材料、药品、实验剂量、操作步骤和实验现象，对实验取材、药品和过程中的“环境友好”意识等提示更是寥寥无几。再比如，现行生物教材中实验，有的实验直奔结果，不注重对比分析；有的实验分析多突出结果分析，不重视数据图表论证；有的实验只求学生模仿操作，不求学生创新设计；有的实验方法陈旧，跟不上生物科技的时代发展；有的实验操作不太合理，需加以改进和创新；有的实验取材和药剂使用忽略培养学生“关爱生命”、“环境友好”等价值取向；等等。从师生的实验意识层面看，师生对生物学实验的教与学的意识淡漠，没有提升到课程标准要求的应有的高度。究其原因，一是由于某些领导不重视生物学课程，不愿花钱购买一些实验材料，这样，生物教师只能开设很少一部分实验课，大部分实验课是以知识内容形式传授给学生，因此，就不能按大纲要求完成生物实验课教学。二是老师讲实验、代替学生做实验的现象还很普遍。在许多实验课上教师只注重讲解实验步骤，学生只满足“照方抓药”完成实验，获得全班统一的结果，填满实验报告，不做深入探究。三是大部分生物教师对实验教学意识淡漠，时常把一些实验教学看成是课堂教学的简单重复，这样不利于培养学生的创新能力。学生学习生物后仍然不会自己设计小实验解决现实生活中与生物学有关的问题，实验方面的课程目标无从落实。故在“一标多本”的新课程背景下，如何根据本区域的实际，落实课程标准中的实验目标，选编出适合学生的“校本实验课程”，丰富和拓展教材实验研究的空间，提升学生的生物学素养，就成为当下中学生物实验教学的一级课题。“中学生物实验创新教学暨环境友好型实验研究”这一课题的生成，正是源于以上的分析而提出。

三、核心概念的界定

创新：其含义一般是指是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。其有三层含义，第一，更新；第二，创造新的东西；第三，改变。通俗地说就是：别人没想到的你想到了，别人没发现的你发现了，别人没做成的你做成了，这就是创新。

中学生物实验创新教学：主要指新课程背景下中学生物实验教学领域的创造性活动，主要包括三方面内容：一是“集成”创新，将不同版本相关实验进行有机融合，对“课标”规定的教材实验进行“校本化”改造；二是“拓展”创新，在教材原实验的基础上进行再创新，以获取新的教学资源；三是“实验教学方式”的创新，通过这种改变，引导学生自主、合作、探究学习，促进学生进行研究性学习，提高中学生物课程目标的达成度。

环境友好:就是人们采取有利于环境保护的生产方式、生活方式、消费方式，建立人与环境良性互动的关系。其核心内涵是人们的生产和消费活动与自然生态系统协调并可持续发展。

环境友好型实验：以“环境友好”思想为指导，在中学生物实验教学中，设计出符合课标要求的、降低或消除有害物质的使用、对环境（无机环境和生物环境）无害的实验案例。为解决中学生物实验或其它学科实验教学中存在的环境污染问题提供参考依据。

四、研究目标

总目标：通过本课题的研究对，突出课标实验教学的改进，培养学生的创新能力和探究意识，使生物实验活动朝着有利于培养学生环境友好型理念的形成、创新能力的提升等方面发展。

本课题研究的具体目标可分解如下：

（1）调查当前中学生物教师对课标中实验目标的理解，对教科书中实验案例的评析，在实验教学中使用的方式方法，在具体的实验教学中遇到的困难和实验创新的建议等，目的是掌握本区域教师专业发展的动态。

（2）调查当前中学生对生物实验课开设的认同度，如生物室使用情况，分组实验情况，实验创新情况，实验效果的评价，实验教学是否做到与“环境友好”，实验教学与学业水平提升的关系，等等。目的是掌握本区域学生的学情动态。

（3）探究对环境友好型生物实验创新教学的基本思路和具体做法，编写适合本区域的、环境友好型生物实验创新的校本教材，增加和充实“富有创造性的实验和实践活动”具体案例。

（4）探究基于课程标准、含有“环境友好”元素的生物创新实验教学目标设计、教学活动设计、教学方法设计、教学资源（环境、材料、器材等）设计、教学评估设计等基本模式。

五、研究价值

（1）拓宽中学生物教师在实验教学方面的新思路，为突破目前中学生物实验教学难的“瓶颈”搭建新的研究平台，预期能对中学生物实验教学的理论研究和课程改革的深度推进做出一定的贡献。

（2）通过微型化、生活化、探究化的课标实验改进的整理与研究，将研究成果应用于本区域中学生物实验教学实践，激发学生学习生物学的兴趣，帮助学生理解和掌握生物学基础知识和基本技能，启迪学生的科学思维，训练学生的科学方法，培养学生的创新思维。

（3）在具体的研究过程中，大幅度的提升本区域的生物教师的教科研水平与实验教学技能，能促进了区域教育均衡发展，促进教师的专业成长。同时，能有效发展学生在具体的实验设施过程中的环保意识、实验技能和创新思维等。

（4）推出一系列与课标衔接的环境友好型生物创新实验的具体案例，使之系统化、模型化、校本化。

六、研究方法

充分体现行动研究理念，以质性研究方法和量化研究方法相结合进行研究；实验研究与理论研究相结合；过程研究与形成研究相结合；案例研究与综合研究相结合；文献研究和实证研究相结合等。

七、研究方案

1.研究思路：本课题研究将采用“问题－研究－实施－评价－总结”的模式，从生物实验教学中存在的实际问题切入，通过集体研究形成初步的实施策略，然后进行实验创新教学实施，接着以评价为手段，解决实验教学低效或无效的问题，建构实验创新有效教学的基本模式和变式，探索实验教学的实施与评价策略。同时，由于是在中学进行有关实验研究，受到学生知识和能力的限制，必须循序渐进地在学生做实验的基础上进行有关实践、归纳和总结，所有实验的可行性必须经过学生的实践得到证明。上述模式是一个循环上升的模式，研究和实施过程中注重理念更新，策略有效，决策务实，评价立体客观，及时反思和改进等。

2.研究步骤：整个研究过程大约需要两年时间，利用研究性学习课、生物选修课（校本课程）课外活动等时间，组织学生有计划地开展活动，在活动过程中，通过过程性评价机制，调动教师和学生的积极性，加强实验结果的诊断，使获得的实验数据真实可靠。由全县初高中生物骨干教师为主组成的实验创新教学研究团队，积极参与实验设计和实施过程，并在研究中不断交流，使研究人员在研究中提高研究能力。具体步骤：（1）更新理念，了解实验教学动态。每位参与研究的教师要学习中学实验教学的基本理论，了解实验教学常用策略，彻底转变教育理念，并在研究过程中，不断充实和完善自己的实验教学理念。完成对相关文献进行搜集整理，完成对本区域创新实验教学情况的问卷调查，掌握本区域教与学的动态，并提出创新实验教学即环境友好型实验研究的必要性和可行性。（2）教讨教材，细化实验教学目标。完成初高中生物课标中的实验目标的细化工作，在此基础上结合问卷调查和教学调研，分年级、分单元完成实验目标的案例化。（3）开展形式多样的实验创新教学研究活动。如创新实验优质课评比、创新生物模型制作评比、区域创新生物实验环境评比、创新论文评比，学生以生物实验知识竞赛、庭院实验、教室生物角、生物实验方面的小发明、小制作、教材实验的创新等形式多样的教学活动为抓手，分初一、初二、高一、高二四个年级进行个案研究，并提练出个案的教学方法。再通过区域生物教学网络平台进行深度探讨，整理出创新实验教学的一般方法。（4）整理过程性研究资料，提炼成果，完成研究报告，准备结题。

八、预期研究成果

九、已进行的前期研究工作与开展研究的条件和保障

    两位主持人撰写和发表了《人教版高中生物教材中实验研究方法案例及教学说明》、《性状分离比模拟实验研究与拓展》、《探究二氧化硫对环境影响》等与实验有关论文多篇；教学论文《借教材资源，提升绘制坐标图能力》、《神经纤维上电位测定的方法与原理分析》、《新课程高中生物学业评价的有效性》等被人大复印资料转载。主编和编写了《中学环境生物学教程》、《图释高中生物中心图解》等著作多本。

在课题承接方面，本课题组在2010年6月承担市中小学重点课题《初中生物实验创新案例的研究》已结题，该项研究已获得一些教研成果。再此基础上，本课题将细化实验创新教学方法的研究，拓展研究空间。在文献收集方面，我们一方面在网络上搜集相关资料，一方面关注收集不同版本的中学生物教科书和生物学教学的方面的主流刊物上的相关文章，并由专人负责分类整理。在调研方面，我们已制定师生问卷调查条目，并于2011年9月份开始有计划、有组织的开展调查。为了配合问卷调查，我们还设计教师、学生、专家的访谈提纲，目的是获取更为详细的实验创新教学方法的基本数据。2011年11月24日，课题组在东海二中开展了高中生物实验创新大赛。自下发通知开始，各校生物教研组认真组织教师参与此项活动。经过紧张比赛和评委的认真评选，王艳等18位教师分别获县高中生物实验操作评比一、二等奖。此次活动为我县高中生物青年教师的专业成长提供了很好的展示、交流的平台，全县近50名青年教师得到了锻炼。

近期，我们正准备在全县范围内开展“中学生物实验课堂教学观摩”、“中学生物演示实验模型创新制作评比”、“中学实验创新教学案例评比”等与课题研究有关的研讨活动。

参与本课题研究的核心组成员主要分为两类：一类是市、县级教学管理人员和教科研专业人员，他们具有丰富的教科研管理和研究经验。两位主持人，一位是省四星级高级中学校长，一位是县生物学科教研员，本课题聘请的顾问是市课题管理的负责人、市生物学科教研员。课题主持人及核心组成员都主持或参与多项省级课题的研究工作，积累了丰富的课题研究经验，具有较强的课题管理和研究能力，并有着丰硕的研究成果。在中文核心期刊上发表多篇文章，并多次被人大复印资料转载，主持人有专著出版。二类人员是本区域各校生物学科骨干教师，有的是市生物学科带头人，有的是省实验教学能手，有的曾获市基本功一等奖，他们都参加过省、市、县教科研课题的研究工作，有的还担任过主持人。他们都有丰富的实验教学经验，对实验创新教学方法有着独到的见解，并能全身心投入本课题的实践工作，为本课题的研究提供了保障。

此外，本题主持人与省、市教科研人员在工作上的建立良好联系，这为本课题研究提供专家理论指导提供了支撑。两位主持人分别为校长和教研员，这为本课题研究经费的筹措提供了便利条件。课题核心组成员均为一线教师，他们可借助不同学校的阅览室、图书馆、互联网等进行资料获取，并为本课题中的不同子课题研究的同时开展提供时间上的保证。此外，主持人之一是区域教研员，这为协调区域实验创新教学活动的开展提供了保障。

                                                            2012年3月8日