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實驗設計的基本要素范文1
關鍵詞：實驗設計 解題策略
生物學是一門以實驗為基礎的學科，“得實驗者得天下”。實驗設計題是高考試題命題的新趨勢。從近幾年出現的高考試題分析，實驗設計和分析是一個熱點，主要考查學生是否理解實驗原理和能否分析實驗結果，是否具有靈活運用實驗知識的能力及在不同情景下對知識的遷移能力。這類題一般只提供條件，要求設計實驗步驟、分析實驗結果和得出結論。對于此類題型的解答，一般要求根據提供的實驗材料和儀器，設計一實驗，來驗證或說明某一生物現象，相對難度較大，不僅考查學生對基礎知識的掌握情況，還考查學生綜合分析能力、理解能力、收集處理信息能力、語言表達能力、邏輯能力、解決問題能力和創新能力等。由于學生缺乏實驗設計的相關知識，平時也較少練習，覺得繁雜、麻煩，遇到此類型題更是無從下手，也是學生失分最多的一項。為解決學生的這一難題，本人依據多年擔任畢業班的教學實踐以2006年全國卷第30題為例，談談實驗設計題的解題思路與基本方法，以便使學生在復習過程中加以重視，增強學生解決此類型難題的綜合能力。
（2006年全國卷）為了驗證葉片在光合作用和呼吸作用的過程中有氣體的產生和消耗，請用所提供的實驗材料與用具，在給出的實驗步驟和預測實驗結果的基礎上，繼續完成實驗步驟的設計和預測實驗結果。并對你的預測結果進行分析。
實驗材料與用具：煙草幼苗、試管兩支、蒸餾水、NaHCO3稀溶液（為光合作用提供原料）、真空泵、暗培養箱、日光燈（實驗過程中光照和溫度等條件適宜，空氣中O2和CO2在水中的溶解量及無氧呼吸忽略不計）。
實驗步驟和預測實驗結果：
（1）剪取兩小塊相同的煙草葉片，分別放入盛有等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液的兩支試管中。此時，葉片均浮在液面上。
（2）用真空泵抽去兩支試管內液體中和葉肉細胞間隙中的氣體后，敞開試管口，可觀察到葉片均下沉到底部。
（3）……
分析預測的結果：
［分析］本題考查考生利用所學的生物學知識，運用所學的實驗方法和技能，按照要求設計新的簡單的生物學實驗，并能夠對實驗結果進行解釋和分析。本題以一定的基礎知識作為前提，注重考查考生的實驗設計能力和表達能力。它涉及葉的結構、光合作用和有氧呼吸等相關知識，屬于必修1（分子與細胞）的內容范圍。
本題所要具有的基礎知識是：①光合作用吸收二氧化碳，釋放氧氣；②有氧呼吸吸收氧氣，釋放二氧化碳；③NaHCO3稀溶液中為光合作用提供二氧化碳，有氧呼吸放出的二氧化碳溶解于NaHCO3稀溶液中。通過題目中的實驗步驟（1）和（2）可知，葉肉細胞之間有間隙，可容納一定量的氣體。當葉肉細胞間隙充滿氣體時，葉片浮在水或NaHCO3稀溶液的液面上；當葉肉細胞間隙缺乏氣體時，葉片沉到試管底部。
本題是在實驗步驟（1）和（2）的基礎上，進一步設計實驗來驗證葉片在光合作用和呼吸作用過程中有氣體的產生和消耗，并說明設計的思路。
解答本題的基本思路是：由于實驗步驟（1）和（2）的提示，加上上面所述的基礎知識，驗證葉片的氣體產生和消耗的實驗結果，可通過葉片的上浮或下沉現象來顯示。實驗步驟⑵葉肉細胞間隙中的氣體被抽掉后，結果是葉片都沉在試管的底部。因此，步驟（3）應設計實驗讓葉片浮起來。由于水和NaHCO3稀溶液中都缺乏氧氣，故不能設計有氧呼吸的實驗。又由于題干中已講明NaHCO3為光合作用提供原料（二氧化碳），而水則不能，故可設計光合作用的對照實驗。即用日光燈照射試管的底部的葉片，其結果是NaHCO3稀溶液中的葉片能進行光合作用，釋放氧氣，使葉片上浮，而水中的葉片不能進行光合作用，仍在試管底部。在分析該實驗結果時，還要注意表達的準確性。即NaHCO3稀溶液中的葉片細胞進行光合作用產生了氧氣以后，葉片細胞也能進行有氧呼吸，但光合作用釋放的氧氣多于有氧呼吸消耗的氧氣，故氧氣能不斷積累，當積累到一定量時，葉片上浮。接著實驗步驟⑷就應設計實驗使步驟⑶中上浮的葉片下沉。要使該葉片下沉就必須消耗掉葉肉細胞間隙中的氧氣。只有在沒有光合作用時，細胞通過有氧呼吸才能消耗葉肉細胞間隙中的氧氣。將試管放在暗培養箱中即可達到此目的。即在暗環境中，葉肉細胞不能進行光合作用，只能進行有氧呼吸，消耗葉肉細胞間隙中的氧氣，所釋放出的二氧化碳溶解于NaHCO3稀溶液中，葉肉細胞的間隙中缺乏氣體，使葉片下沉。在該實驗中，蒸餾水中的葉片都起著對照作用。
依上所述解答思路與方法，解決此類型題應從以下幾方面著手：
一、掌握扎實的生物實驗知識與操作技能，并能獨立完成“生物知識表”的實驗
包括理解實驗目的、原理、方法和操作步驟，掌握基本操作技能，并能把它們綜合運用。
二、掌握實驗設計的基本原則
1. 科學性原則在進行實驗設計時，實驗目的、原理、材料和手段要有充分的科學依據，整個實驗設計具有科學思想、科學方法，不能偏離生物學的基本原理及其他科學手段。
2. 單因子變量原則實驗組和對照組相比只能有一個因素改變，即只有一個變量，而其他因素不變。如上題涉及的變量是不同時間段的對照。
3. 對照實驗原則在實驗過程需設置對照組，與實驗組進行對比，以顯示實驗的結果，對照常用的方法有：①空白對照。不給對照組任何處理因素。②條件對照。雖給予對照因素，但不是需研究的處理因素。③自身對照。對照和實驗都在同一研究對象上進行。如上例涉及的對照就是此方法。④相互對照。不僅單設對照組，還同時具有幾個實驗組進行相互對比。
4. 平行重復原則控制某種因素的變化幅度，在同種條件下重復實驗，觀察對實驗結果的影響程度。
三、理解實驗設計的基本內容
對這類實驗題解答思路與方法應明確以下實驗設計內容：1.了解題目要求；2.明確實驗目的；3.確定實驗原理；4.確定實驗設計思路；5.設計實驗步驟；6.預測實驗結果和分析實驗現象，得出結論。
因此，要提高學生高考實驗題得分能力，解答此類型題應掌握實驗解題的以下幾個步驟：
1. 審――明確“做什么？”（即搞清實驗目的），抓準目標，保證答題方向正確。
這一步看似簡單，但它卻是正確解題的基礎。如果偏離了這一方向，就會導致“全軍覆沒”。一般，要你做什么，在題目中都已明確告訴了你，問題就是：你的整個解題過程都要圍繞實現這個目標而努力。以上面的高考題為例，實驗目的是“驗證葉片在光合作用和呼吸作用的過程中有氣體的產生和消耗”，需要從兩方面來證明：既要驗證葉片光合作用產生氣體，又要驗證呼吸作用消耗氣體，對于是產生、消耗什么氣體并不要驗證。有的學生審題錯誤，實驗目的不明確。錯誤1驗證：葉片在光合作用和呼吸作用過程中有O2的產生和O2消耗兩個方面；錯誤2驗證：葉片在光合作用過程中既產生氣體又消耗氣體，呼吸作用過程中既消耗氣體又產生氣體；錯誤3驗證：葉片在光合作用過程中既產生O2又消耗CO2，呼吸作用既消耗O2又產生CO2。
2. 想――解決“怎么做？”（即設計出實驗方案），理清思路，保證思維過程合理。
這一步的突破口是要抓住變量。需要思考的問題是：該實驗的實驗變量是什么？應該如何操縱它？反應變量是什么？應該如何捕獲它？哪些是可能影響實驗結果的無關變量？應該如何控制它？這些問題解決了，實驗的基本思路也就出來了。以上面的高考題為例，學生存在的錯誤是對實驗步驟（1）錯誤地理解為每支試管都加入等量蒸餾水和NaHCO3稀溶液，這樣有無光照是實驗變量，所以很多學生接下來的步驟是一支試管給光照，另一支暗處理，造成失分。
變量的問題解決了，其他的問題也就迎刃而解了。實驗設計就是要你解決如何操縱實驗變量、控制無關變量、捕獲反應變量來達成實驗目的這一問題的過程；實驗分析就是要你分析實驗變量與反應變量之間的因果關系，推導得出相應結論的過程，或者要你說明“為什么這么做（實驗原理）”的道理；實驗評價就是要你評判整個實驗過程的思維是否合理，如：實驗變量是否具有可操作性，反應變量是否具有可觀測性，無關變量是否得到了有效控制，額外變量是否都被平衡和抵消了。
實驗過程的設計要完整、科學、嚴謹：準確選用實驗材料、器皿支持實驗。題目中提供的材料和器皿通常還能對實驗的設計起到一定的提示作用，如上述例題題干給出的NaHCO3稀溶液可滿足光合作用對二氧化碳的需求，也可以吸收二氧化碳。根據題干給出的實驗步驟（1）、（2）可知本實驗的觀測指標為：葉片是否上浮或下沉。在此基礎上，緊緊圍繞實驗目的，設計出完整的實驗步驟，各步驟之間要前后順序得當，且不出現科學性的錯誤，從而逐步將實驗引向正確結論。
3. 答――把自己求解的思維過程按題目要求明白無誤的表述出來，把分拿到手。
最關鍵的是要準確地表達自己的思想，保證自己的思維過程合理。在文字表述上講究用詞，力求準確、精辟、簡明地組織語言文字。
答題時要注意這樣幾點：
①步驟設計一般不宜連續描述，往往需要分段敘說，要用代號明確標出實驗步驟，如果沒有明確的實驗步驟，整個實驗設計就會顯得雜亂無章，沒有條理。
②在使用器皿時用標記號(甲燒杯、A試管、1號培養皿等)來輔助，這樣在表達時一方面清晰明了，另一方面可以節省篇幅、節省時間。
③應盡量使用題目中出現過的比較規范的表述，盡量用規范的實驗術語，不能用含糊的口語，如：“蓋玻片”不能說是“薄的玻璃片”；“等量的”不宜說成“一樣多的”；“振蕩”不宜說成“晃動”、“搖動”等等。
④表達方式，按題目要求可以是純文字、表格、圖示等。
⑤在解答實驗設計題時，最好能先在草稿紙上畫草圖擬草稿看圖說話，以求理順思路，設計盡量完整并使卷面整潔。
這里需明確實驗步驟設計的基本框架：三個基本要素：第一個是實驗相同部分的準備處理和分組編號；第二個是單一變量的處理如A組用××處理，B組不處理（注意“等量”），其它條件相同（注意“適宜條件”）；第三個是觀察現象、測量、記錄等。每一題具體的答題就根據題目情境而異。
4. 查――換位復查，不留遺憾出考場。
實驗設計的基本要素范文2
[關鍵詞] 中藥學；畢業生；畢業實習；帶教模式；教學改革
[中圖分類號] G642.0[文獻標識碼] C[文章編號] 1673-7210（2012）04（b）-0166-02
中藥學專業畢業生畢業實習主要包括選題、文獻研讀、實驗設計、實驗過程、數據處理、結果分析、撰寫畢業論文等幾個環節，富有成效的實習帶教方法會使畢業生從畢業實習的各個環節中受益匪淺，可極大提高中藥學專業畢業生的專業素質。
PBL是從國外引進的教學理念，是時刻不離問題的教學模式，具有有的放矢、高效率等優勢。通過PBL可增強學生發現問題、分析問題及解決問題的能力[1]。筆者結合畢業生實習帶教實際，首次將PBL教學模式應用于畢業生實習帶教的選題、文獻研讀、實驗設計、實驗過程、數據處理、結果分析、撰寫畢業論文等多個環節，提出基于PBL的中藥學畢業實習帶教模式。本文提出的PBL畢業實習帶教模式，將為中藥學及其他學科實習生帶教方法的教學改革提供有意義的參考。
1 基于PBL的選題指導
當前中藥學專業畢業生實習期間主要從事偏向于中藥藥理或化學的實驗研究，往往是對具體中藥或復方的研究。因此，在實習之初，帶教老師可多通過PBL啟發學生思考。比如，引導學生首先選取待研究的中藥，接著啟發學生思考研究選用藥物的哪方面內容，是偏向于化學成分的提取分離質量控制還是藥理研究，若是藥理研究，是研究抗癌、保肝、抗抑郁還是其他等問題。
2 基于PBL的文獻檢索、研讀指導
在選好題之后，文獻查閱就顯得非常重要。教師基于PBL啟發學生搜索、思考當前常用的中文數據庫、外文數據庫有哪些，通過哪些數據庫能下載到全文而哪些只能看到摘要等；在清楚了文獻數據庫之后，就要啟發學生思考通過數據庫搜索文獻的方法和技巧。學生在教師引導下，掌握文獻查閱方法之后，需要對所下載的文獻進行系統的研讀。此時，可以通過開展讓學生講解文獻的方式來發現問題，及時糾正問題，并在糾正問題的過程中，培養學生文獻研讀的能力。
3 基于PBL的實驗設計指導
在選題、文獻檢索、研讀之后，即進入實驗設計階段。此時，基于PBL啟發學生思考如何安排實驗時間、準備哪些實驗材料、采用哪些實驗方法、實現實驗方法是否具備應有的實驗條件、如果不具備局部的實驗條件如何來解決等問題。通過基于PBL的啟發引導，從而使學生為即將開始的實驗奠定扎實的實驗設計基礎。
4 基于PBL的實驗過程指導
實驗設計完成之后，即進入了具體的實驗操作過程階段。此時，基于PBL啟發學生思考需要強化哪些實驗方法操作、實現這些操作需要掌握哪些要點、有哪些核心實驗步驟等問題。在此基礎上，教師可找出專門的時間給學生演示操作過程，并邊演示操作邊講解要點，使學生具有扎實的實驗操作能力，從而能更好地完成實驗。
5 基于PBL的數據處理、結果分析指導
在實驗操作階段完成之后，即進入了實驗數據的處理、結果分析階段。此時，基于PBL啟發學生思考選擇何種統計軟件、利用所選統計軟件中的何種檢驗方法來分析、如何分析、何時有統計意義、如果需要用圖表來呈現結果如何來制作圖表等問題。通過基于PBL帶教，學生掌握了統計數據、分析數據、呈現結果的方法，不僅使學生獨立完成了對實習期間獲得實驗數據的處理、分析、呈現，而且為畢業后科研生涯的數據處理結果分析奠定了扎實的科研素質基礎。
6 基于PBL的論文撰寫指導
在數據處理、結果分析之后，即進入了畢業論文的撰寫階段。此時，基于PBL啟發學生思考畢業論文撰寫的基本要素、每一部分撰寫要點、注意事項等問題。之后，教師抽出專門時間對學生講解自己的認識，以彌補學生認識之不足，從而有助學生撰寫出更專業的符合要求的畢業論文。
7 結語
當前，實習帶教方法的優化改革已成為高等院校從事畢業實習帶教同仁共同關心的話題。PBL作為從國外引進的優秀教學方法，在國內已有廣泛的應用，目前已滲透到普外科[2]、腫瘤[3]、麻醉[4]、神經外科[5]、護理[6-7]、急診科[8]、血液科[9]、中醫內科[10]、檢驗科[11]、醫學影像學[12]、乳腺病科[13]、病理學[14]等多個學科。本文結合中藥學實習帶教實際，首次將PBL教學模式應用于中藥學畢業生實習帶教的選題、文獻研讀、實驗設計、實驗過程、數據處理、結果分析、撰寫畢業論文等多個環節，提出基于PBL的中藥學畢業生實習帶教模式，以期為中藥學及其他學科實習生帶教方法的教學改革提供有意義的參考。
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實驗設計的基本要素范文3
中學的物理、化學、生物，小學的科學均屬于以實驗為基礎的自然科學，其本身就是科學知識、科學過程和思維方法以及科學文化的和諧統一。實驗是自然科學研究的重要方法，中小學理科課程是與社會發展有著最密切聯系的科學，由于教學和認識事物在某些方面是一致的，因而實驗在理科教育中的學習與研究的過程同樣具有重要的意義。
一、應注重學生的主體作用
理科課程中的科學探究是學生積極主動地獲取科學知識，領悟科學研究方法而進行的活動。其基本要素包括：提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證、評估、交流與合作。探索創新是科學的重要特征，也是未來社會對人才的需求及評價的重要方面。理科教育的目標是探索創新，雖然在理科教育中，學生學習的都是已知的結論，但并非是像容器那樣去簡單地容納知識，而是主動參與獲取知識。讓學生運用已有的知識，科學利用學科課程教材和教師提供的材料與其他資源，有效利用現代教育技術和相應的實驗教學手段，去觀察、實驗、分析、綜合，發現事物的本質和規律，讓其意識到學習是一種極其有趣、充滿生機的探索發展活動。
二、教師應具有創新意識
理科教育的實踐性和理論性都很強，因此在理科教育中必須具有探索創新的意識，必須體現理科的實踐性。明確理科教育的任務，不僅是搜集整理已有的素材，更重要的是探索未知規律。傳統的學科式理科教育在內容上是封閉的，它主要從學科知識的邏輯體系出發，強調內容的系統性、完整性和嚴密性；強調科學知識的學習，側重于知識的傳授，把一些科學的結論灌輸給學生，而人類對科學認識的歷史痕跡幾乎被擦拭凈盡，科學家們曲折頑強而又閃爍著智慧的創造性思維和實踐過程被公式和邏輯的面紗遮蓋無余。事實上學生所需要的不僅僅是作為研究結果的結論性知識，更重要的是科學研究的思想方法和能力。離開引向研究結果的發展本身去把握結果，實際上是等于沒有結果。正如愛因斯坦所說：“科學并不一定是某一種定律的匯集，也不是某些各不相關的目錄，它是人類頭腦用其自由發明出來的觀念和概念所作的創造。”也就是說，科學不是一堆靜態的、孤立的概念和原理的集合，它是不斷發展、不斷創新的過程，是科學、技術、社會相互作用，相互促進的過程。所以，中小學的理科教育必須體現其主要特性，以科學實驗、實踐活動為主要內容，讓學生親自參加這種科學活動過程，使他們在動態發展中掌握科學知識，提高自身的科學素質。
三、注重培養學生的學習興趣
教師確立科學教育是基礎教育核心的觀念，優化課程結構，實現科學教育課程的綜合化，營造科學教育的校園文化環境，加強實驗教學與實踐教育。特別是在理科教育過程中要讓學生通過實驗來主動獲取知識，獨立進行提出假說、實驗論證、實驗設計、實驗分析及推測結論；讓學生按實驗要求設計實驗，按實驗設計選擇使用儀器、材料，按照步驟進行實驗，記錄、分析實驗現象，描述實驗結果；使學生在參與問題設定，實驗設計，尋求答案，進行實驗和分析結果的同時，培養他們收集信息資料，科學處理信息、分析信息及評價信息的綜合能力和分析社會實際問題的能力。從而不斷提高學生學習科學的興趣與運用科學方法的能力，培養學生理科興趣、學科素養和科學態度，以及尊重社會的態度和與人合作的能力，建立正確的對社會和他人的價值觀，并能學會珍惜和尊重生命，關注社會。
四、要堅持以實驗為基礎
實驗設計的基本要素范文4
教育部在《基礎教育課程改革綱要（試行）》中提出：“大力推進信息技術在教學過程中的普遍應用，促進信息技術與學科課程的整合，逐步實現教學方式的變革”。因此，教師應在生物實驗教學中，針對傳統實驗教學模式，通過引進信息技術，合理利用多媒體教學，以培養學生的科學思維為導向，優化實驗教學過程，以達到增強教學效果的積極作用。
一、多媒體技術對生物實驗教學的重要性
1.實驗教學中多媒體的利用助于發揮學生主體作用
美國教育學家布魯納說：“學習的最好刺激，乃是對所學材料的愛好?！迸d趣是人們積極探索和研究某種事物的認識形象，是人們的主觀能動性的重要組成部分。新課程改革要求，在教學中應該以學生作為主體，提高學生的參與的積極性。尤其是在實驗教學中，通過運用多媒體技術，將內容生動、形象逼真、聲音動聽的信息傳遞給學生，有效地激發學生的求知欲望，讓學生在充滿興趣的情緒下，愉快地進入新課的學習，自然會收到事半功倍的教學效果。
此外，通過多媒體技術的合理應用，構造和諧的互動課堂，在實驗教學中讓學生主動參與探究活動，提高動腦動手能力，在具有良好互動的教與學過程中，學生合作討論，充分發揮主體作用。
2.實驗教學中多媒體的多樣性利于知識的構建和整合
實驗心理學專家赤瑞特拉做過一項著名的心理實驗，經過大量實驗證明，關于人類知識和信息的獲取有83％來自視覺，l1％來自聽覺，還有1.5％來自觸覺。多媒體教學手段正是這種全方位感官接觸的學習方法的最好體現，它的多樣性的外部刺激有利于學生對知識的獲取和掌握。學生通過多種感官的刺激而獲取的知識量，不僅能增強對事物的感性認識和理性認識，而且能有效地獲取知識量。
建構主義理論認為，多媒體呈現的這些多樣性的外在信息，能有效地刺激學生根據已有經驗，重新建構知識。而且實驗教學中多媒體技術的多樣性還有利于學生系統、全面地掌握教學內容。
3.實驗教學中多媒體的利用助于培養學生的科學素養
多媒體以其豐富的表現力、良好的交互性及具有模擬功能等特點已在生物實驗教學中得到廣泛應用。教師可根據教學內容，運用多媒體手段，搜集多視角的材料和信息，引發學生自主探究分析，并組織學生進行理性思維基礎上的科學猜想，提出問題，制定解決問題的探究方案。在探究過程中，培養學生一絲不茍、認真嚴謹的科學態度和求實、探索的科學精神，提高學生的探究能力。另外，通過模擬、參與著名科學家的經典實驗，讓學生在感悟中學習前輩的科學精神，提高自身的科學素養。
二、多媒體在高中生物實驗教學中的具體應用
1.多媒體技術能化靜為動，使抽象問題直觀化
高中生物學知識中有些實驗現象、實驗過程過于抽象，難以被學生所想象，僅僅用語言的描述很難讓沒有感性認識的學生在大腦中形成清晰的概念。有的實驗因人為的處理，實驗對象失活，無法真實再現其動態變化過程，致使學生不能體驗和領悟生物的真實情況，造成思維上的障礙。運用多媒體輔助教學，動態模擬生物真實情景，把抽象的規律和概念形象化，化靜態為動態，化微觀為宏觀，這樣展示生物連續的動態變化過程，既清晰又形象，使學生體驗到實驗中無法觀察的現象，有利于學生對實驗現象、實驗過程的觀察和分析，收到了較好的教學效果。
“觀察植物根尖細胞的有絲分裂”實驗由于解離，洋蔥根尖細胞失去活性，在顯微鏡下只能觀察到停留在某個時期的細胞，是一個靜態的細胞。這樣學生可能會形成一個錯誤觀點，認為有絲分裂就是這些不同時期細胞組成的，沒有意識到有絲分裂是一個連續的動態過程，且不能較好掌握染色體行為在有絲分裂過程中的變化。運用多媒體動畫技術就可以很好地解決這些問題。從一個植物細胞或動物細胞在有絲分裂過程中各種結構的變化來演示，如染色體的變化，從細絲狀即染色質（間期）、縮短變粗，散亂分布（前期）、規則地排列在赤道板上（中期）、著絲點分裂、姐妹染色單體分離，染色體數目加倍（后期）、變細變長即為染色質（末期）。同樣，核膜、核仁、紡錘體等變化也可運用動畫演示出來。這樣，學生就很容易理解有絲分裂是一個連續的動態變化過程。通過激發學生的認知沖突，正確的生物現象，使之對實驗的過程理解更深，有利于培養學生的創造思維。
2.多媒體技術能有效培養學生的實驗設計能力
人的思維是在感性認識的基礎上形成的。在實驗教學中，運用多媒體手段，創設情境，鼓勵學生發現問題。一方面可以豐富學生的感性認識，啟發學生積極思維；另一方面又培養了學生發現問題、探究問題的積極性。如在生態系統實驗中，播放相關的錄像，在學生面前展現一個種類繁多、五彩繽紛的動植物世界，從而引入課題。這樣不但吸引了學生的注意力，而且使他們產生強烈的探究欲望。
此外，探究性實驗可以提高學生多方面的能力，比如提出問題、實驗設計的能力訓練。通過多媒體手段，搜集多視角的材料和相關背景信息，學生依次分析客觀事實，并從中推理和概括出形成假說的核心事實，進而引導學生提出值得研究的問題，通過小組合作提出實驗設計方案，進行科學探究。例如在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中，利用多媒體提供大量相關知識背景，讓學生在這些相關背景資料和事實依據的基礎上提出問題，自己設計實驗，進行探究，訓練學生的動手操作技能，培養合作意識和創新能力。另一方面用多媒體展示學生的一些實驗設計實例，包括實驗設計方案和實驗結果，讓大家進行對比分析，討論實驗設計優缺點，總結實驗設計的基本要素，結合實際條件，對自己設計的實驗方案進行改進和優化，掌握實驗設計的基本技能。
3.多媒體技術能直觀高效地進行生物學實驗復習
生物實驗是選拔考試中一項重要的內容，由于受時間和條件的限制，如果用常規手段進行復習，教師難以把考試大綱中所有要求掌握的實驗一一再通過教師演示或者學生重做進行復習。這時要充分利用多媒體技術，利用電腦模擬實驗，或者播放演示實驗視頻，再現實驗裝置、實驗現象和結果，不僅具有直觀性，而且能有效提高課堂教學質量，還有利于比較、加深理解，高效地完成實驗復習。
例如教師通過播放演示實驗視頻，在播放過程邊講解實驗中的注意事項，喚起學生對舊知識的記憶，以及可以播放一些不同實驗方法進行對比，在對比分析的過程中，加強對學生科學思維能力的培養。
4.重視多媒體技術實驗教學的信息反饋評價
一堂完整的實驗教學課應當把評價貫穿于整個教學過程始終。教師要根據學生實驗基礎，通過多媒體攝像技術，將學生的實驗操作過程以視頻或圖片的形式展示在大屏幕上，讓學生以小組形式開展討論，分析實驗操作是否規范，實驗結果是否正確。這與傳統的實驗相比，既直觀又生動，同時培養了學生分析問題的能力，激發學生的發散思維。教師還可以利用多媒體展示學生實驗結果，同學之間可以就依據不同的實驗結果，分析產生的原因，進行討論，發表自己的不同的見解。通過這些活動，將實驗過程中許多微觀的、抽象的、枯燥的內容變得直觀、具體、生動有趣，極大地豐富了教學內容，提高學生的學習積極性，學生的思維能力得到提高，又有效地檢測了實驗教學的效果和學生對知識掌握的程度。因此，我們要充分發揮多煤體技術在生物實驗教學中的優勢。
如觀察植物細胞有絲分裂實驗，學生可能在實驗中觀察不到各時期的分裂細胞，教師通過課件展示學生做的實驗效果圖片和實驗操作過程的視頻，不僅有利于學生分析產生不同實驗結果的原因，而且提高學生實驗操作的規范性，更有利于學生掌握有絲分裂各時期的特點，理解有絲分裂過程，培養觀察興趣。
實驗設計的基本要素范文5
眾所周知，素質教育是一種全面發展的教育，涉及到思想道德、文化科學、心理、身體健康、勞動技能等方面，而每一方面又因時代不同、需求不同而有不同的側重點。相對于應試教育來講，素質教育是符合教育規律的更高層次、更高水平、更高質量的教育。我們應努力追求素質教育的目標，用符合教育規律和學生身心發展規律的辦法去培養全面發展的高素質人才。在生物學教育中落實素質教育的總目標，在傳授生物學基礎知識、基本技能的 同時，充分利用生物學知識的文化價值和教育價值，積極探討生物學知識與素質教育的最佳結合點，以促進學 生素質的全面提高和智慧潛能的充分開發。中學生物學教育的目的是培養具有一定生物學素養和綜合素質，具有廣泛適應能力并有一定創造性的人。
目前，在生物學教學中進行了大量的教學方法和教學過程改革。如過程式教學法、情境教學法、引導―探究法、發現探索法、實驗探究法、目標教學法等。通過對這些改革的思考和分析，我們認為適應素質教育要求的生物學教育方法應該包括以下幾個基本要素：
1 教育目標有利于學生全面發展
在具體制定單元課題的教育目標時，一定要全面、具體、恰當。所謂“全面”是指在文化科學、身體技能 方面應指明達到的水平；在思想道德、心理、能力方面要指明通過哪些內容或活動培養哪種能力或品德。
2 突出學生的主體作用
素質教育要培養學生主體精神、參與意識、獨立思考和創造才能。教師在設計課堂教學時，必須依據學生 學習生物學的認識規律，在每一個環節上體現學生的主體地位，給學生創造參與的機會，調動學生的積極性， 發揮每一個學生的才能。要讓學生在教師的啟發誘導下積極思考并提出問題，解決問題，獨立進行觀察分析或 實驗操作，并能在信息交流中大膽發表自己的意見。一是以學生實驗為核心組織課堂教學，學生始終置身于親自動手實驗和積極思考的學習情境中，既要動手操 作，又要動眼觀察，還要動腦思考，這有利于培養學生的實驗能力、觀察能力和思維能力。二是學生的主體作用主要表現在學習過程中的主動性、積極性和獨立性，學生獨立完成實驗，并通過實驗分 析得出科學的結論。教學的過程體現出生物科學的探究過程，包括提出問題，進行假設，實驗設計，實驗操作 ，觀察和測量，分析現象或數據，得出結論等，在學習過程中學生不僅初步了解了實驗科學的探究過程和科學 家的工作方法，而且培養了對科學的興趣，逐步養成實事求是的科學態度，不斷追求新知識的精神和合作精神 ，提高了科學素質。 三是重視學法設計在教法設計的同時進行學法設計，在教學的過程中適時進行學法指導，這是生物課堂實施素質教育的重要方面。
3 強化多邊信息交流
實驗設計的基本要素范文6
關鍵詞：科學探究 再探究 假說 實驗 表達交流
中圖分類號：G650 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2013）07-0048-01
“以科學探究為核心”已經成為國際科學教育改革的共識[1]。理解科學探究必須重視一些基本的要素：提出科學問題；進行猜想和假設；制訂計劃，設計實驗；獲取事實與證據；解釋、檢驗與評價；表達與交流。這些只是作為科學探究的各要素，并不是科學探究的過程或者順序。若是墨守成規，不僅做了教學上的無用功，甚至會適得其反。
一、再探究
俗話說“提出一個好的問題往往比解決一個難的問題來得更加可貴”。同樣的，科學探究往往始于問題，使學生能夠從生活經驗中發現矛盾的問題，并大膽地提出來。此時，教師應當作為一名協助者，幫助學生對問題進行簡單的分析，并探討問題是否值得更加深入地學習。這是課標當中對學生提出問題能力所需要達成的目標。但是，科學教育的教學應當更加貼近學生的生活，教師可以留意學生的問題，并對有意義的問題進行考慮，組織學生對相關的問題再探究，尤其是那些與書上的結論相悖的經驗或實驗現象，可以進一步將課內的探究延伸至課外，這既能不斷提高學生對科學的探究興趣，深化對科學知識的認識，也能夠保持學生對自然現象的好奇心和求知欲。同樣地，再探究使教師的專業知識有為豐富，也能對教師的專業能力起到促進的效果。
二、假說
假說作為科學探究中一個極有蘊含的要素，在教學的過程中具有很強的教育功能。然而回顧以前的學習中，許多任課的老師將這個要素淡化或者舍去了，教師們往往將科學假說作為一種科學結論告訴學生，這不單純是教師對自身的教學資源的浪費，更是對學生的科學思維的一種扼殺，于學生真正的學無意義。其實，在教學中，應當重視起對假說的合理利用，而不應當跨越這個環節。對其中出現的漫無邊際的假說，教師應當幫助學生排除，使同學們能夠將更加多的精力集中在課堂的學習當中來。合理開發利用“假說”可以幫助學生主動建構起科學概念，鍛煉學生的科學思維。
三、實驗
在已經知道實驗結論的前提下，再去安排科學探究，反而顯得無中生有，自找沒趣。雖然在我們學習中接觸的科學探究不像科學家們那樣，是一種對未知世界的真正探索，但也是沿著科學家們探索的足跡去發現我們的科學之旅——建立在前人基礎上的對未知的探索。而不是簡單的灌輸某個概念，某個結論，而是領著學生去究其源，探其因。
四、表達交流
首先表達并不是只言片語，對于學生的零星回答，教師可以特別強調學生用整句話來再次重復他的內容，力求學生表達的完整性。有時候，學生的表達往往比較籠統，老師就有必要提出要求，例如可以采用追問的方式如“你能舉個例子嗎？”于學生而言，這能夠提高學生的表達，也能夠提高學生的元認知；于教師而言，教師可以了解學生的想法，防止教師簡單的認為學生已經理清概念，做出教學的錯誤判斷。
當然在科學探究的過程中還應當注重以下一些細節，例如充分發揮小組合作討論的作用，讓學生能夠主動排除不合理、不科學的實驗，自身能夠不斷完善實驗設計；合理利用學生的前概念，利用學生正確的前概念，幫助學生矯正錯誤的前概念，以達到形成正確的科學概念，并避免學生的錯誤認識是來自教師的教學過程；形成科學家的實驗，這就要求我們在設計初中階段的科學實驗時，可以考慮“控制變量法”這類并非很復雜的實驗，有利于學生在現階段的學習，易于接受；超出教學要求的知識，不能單單放手讓學生自己課外學習，因為學生在自身的學習過程中必然會遇到一些阻力或存在安全隱患問題，這極有可能使他放棄這次的探索，甚至對今后的探索更加提不起興趣來。所以這需要教師在課內給予相應的指導，共同進行探討，幫助學生主動建立起科學探究的習慣，或者教師應當明確指明家長陪同學生共同探究的方式等。
踐行真正探究教學是我們作為教師面臨的一個比較重大的挑戰，如何鍛煉自身踐行科學探究真正的理念，是我們這些職前教師所必須重視起來的內容。多數人都可能保持著一種固步自封的狀態，安逸于學生的被動學習，教師的接受教學模式，但這種模式繼續走下去的話只能夠讓學生學習科學知識，而并非真正的科學。顯然探究教學相比于接受教學，需要花費更加多的課堂時間和更加多的教師精力。教學中應當合理的分配教學活動，將探究式教學作為教學中常用的方式，采取探究教學與接受教學互補的方式未嘗不是一個好主意。
參考文獻
[1] 陳琴等.科學探究：本質、特征與過程的思考[J].教育科學，2005，21（1）.
作者簡介：應灣灣（1991年10月），女，浙江臺州人，浙江師范大學生化學院科學教育專業學生。研究方向：科學教育。
