科学探究生物教学论文

摘要：基于调查实验，以真实的调查情境为线索，充分关注学生已有的经历，以学生的各种活动为主要形式，以培养核心素养为重点，建构生物多样性的三个层次。关键词：合作学习核心素养科学思维科学探究社会责任1教材、学情分析和设计思路“生物多样性保护”是生命科学在21世纪面临的五大重点研究领域之一。下面是小编整理的《科学探究生物教学论文(精选3篇)》，仅供参考，希望能够帮助到大家。

科学探究生物教学论文 篇1：

基于科学史的生物课堂探究教学例谈

摘 要： 本文就如何在教学中精心选择生物科学史上一些科学探究实验素材，发挥其在课堂探究教学中的作用做了探索，以便更有效地实现新课程教学中对学生科学思维及探究能力培养的目标。

关键词： 科学史 生物课堂 探究教学

新课程倡导探究性学习，主张学生通过探究活动主动地学习科学方法，获取科学知识。随着课改的深入，探究性教学方式已被越来越多地应用于课堂教学，课堂探究的实效性又成为一个新的问题，为探究而探究、探究流于形式的情况不在少数。科学史的利用为提高课堂探究的实效性提供了一个很好的载体，如何用好科学史进行课堂探究教学？我结合自己的教学实践提出以下几点思考。

1.利用科学史激起探究的热情

有强烈的兴趣才有求知和探索的欲望，在生物课程教学中，有很多科学家开展科学研究的生动事例。这类科学史能利用学生的好奇心理，激发学生急于探索知识的心情，使学生由最初的“有趣”上升为乐于探索的“情趣”。

例如：在“酶的作用和本質”一节的教学中，介绍科学史上斯帕兰札尼研究鹰的消化作用的实验，学生表现出了强烈的兴趣，产生了解斯帕兰札尼发现的是一种什么样的物质的强烈要求，而巴斯德、毕希纳、萨姆纳在探索酶本质的过程中所做的一系列实验，无不让学生对酶的探究充满了兴致。“植物生长素的发现”一节内容中，贯穿着科学史上科学家的实验探究历程，达尔文、詹森、拜尔到温特的实验，一环环地激发着学生的求知热情。在生物科学发展的历程中，有太多这样的生物科学史料，可以引领学生走进探究生物科学奥秘的殿堂，等待老师的发掘利用。

2.重蹈科学史感悟探索的历程

科学发现无一不是经历了漫长的磨砺而来，在这过程中巧妙的探索过程、科学的思维方法，正是学生探究活动弥足珍贵的范例。如能将科学家的探索过程通过精心设计让学生在课堂上重新经历，其科学性和实效性将无可比拟。这个重蹈探究的过程，教师的设计尤为关键，正如波利亚所言：“在教一个科学的分支（或一个理论、一个概念）时，我们应该让孩子重蹈人类思想发展中的那种最关键的步子，当然我们不应该让他们重蹈过去的无数个错误，而仅仅是重蹈关键性步子。”下面以“DNA的复制”一节中DNA复制方式为例，探索如何利用科学史进行探究教学。

环节1：利用科学史创设问题情境，提出问题，开始探究历程。

教师简要总结前人围绕该课题展开研究的历史进程，引出在某一历史阶段该领域亟待解决的问题，以及学术界就该问题存在的争议。引领学生提出有价值的问题，并明确该问题在当时的历史条件下所具有的研究价值。历史上科学家们的探索历程和不同观点，也给学生进一步思考提供了有益启示。

背景介绍：1953年沃森和克里克发表了DNA双螺旋结构模型，既反映了DNA分子可能具有的无穷多样性，又能立刻提出DNA分子自我复制的可能机制。

提出问题：DNA是如何进行自我复制的？

环节2：模拟科学家的做法，进行假设，探索DNA复制的微观过程。

进行假设：设想出DNA复制的可能的方式，用提供的纸质模板和纸质原料脱氧核苷酸，同桌合作，尝试将一个DNA复制成两个DNA。（教师巡视指导）

在实际操作过程中学生采用了两种复制方式，即半保留复制和全保留复制。让小组代表将讨论的结果向全班展示并由其他小组评价后，教师有选择介绍科学家关于全保留复制和半保留复制的两种推测与假设。

环节3：引导学生借鉴科学家探究历程中采用的方法，进行演绎推理，体验探究过程。

科学家根据DNA结构提出了遗传物质进行复制的可能机理。问题是怎样探究事实究竟是哪一种？教师介绍技术：同位素标记法。

小组活动：演绎推理，半保留复制、全保留复制，经过标记的DNA复制后得到结果有何不同？小组合作用画图的方式进行演绎推理。教师进行指导，鼓励学生大胆设想，在独立思考的同时开展合作学习。完成后在组内交流的基础上还可提交全班讨论，进行修正和完善。

环节4：设计实验对照科学史实验得出结论，对比和反思领悟探究方法。

演绎推理得到的结果还不能作为正确的结论，要有充分的实验证据支持才能成为事实，如何设计实验来验证演绎推理结果是否正确？推理的结果如何观察？

教师先期介绍CsCl密度梯度离心技术及离心后在试管中的分布情况。请学生根据介绍的知识，以小组为单位进行合作设计实验并讨论。这个问题有一定难度，应留下充足的讨论时间。然后让小组代表发言，介绍小组讨论结果，其他小组评价完善。

教师引出：这是我们用集体智慧得到的方法，历史上科学家是如何做的呢？

学生学习： 米而森和斯坦尔的实验，分析实验结果，对照自己的设计进行比较和反思，应用同样的原理有哪些不同的地方，科学家的实验严谨性体现在哪？

半保留复制模型于1953年提出，1957年米而森和斯坦尔采用稳定的同位素N作DNA标记，N会导致DNA分子密度显著增加。可以通过密度梯度离心将不同DNA分子区分开来。第一步：将大肠杆菌放在含有N的培养基上生长，获得实验用的亲代细菌，使亲代的DNA双链都标记上N（两条链均为重链），提取DNA进行CsCl梯度离心，结果只有一条带位于离心管底部。第二步：将持续生长的后代放在含N的培养基中生长，让其再繁殖一代，取子代的DNA进行CsCl梯度离心，实验结果显示离心管中只出现1条带。第三步：将第二步所得到的大肠杆菌放入含N的培养基中培养得到子二代，然后提取DNA进行CsCl梯度离心，实验的结果是离心管中有2条带，比例相等，一条位于上部一条位于中部。得出DNA复制方式是半保留复制。

对科学史料进行精心的梳理和再加工，去除细枝末节而凸现主干，突出科学研究的一般方法，可以促进学生对探究方法和科学精神的领悟。教师应善于用丰富的科学史料为学生搭建一个发现问题、提出问题、解决问题的平台，使学生得以从科学家的视角亲历探究过程。利用科学史进行课堂探究的过程，是充满了理性情趣的探究过程，在生物科学史中，蕴藏着生物探究教学的素材宝藏，需要我们去充分地挖掘，精心地设计，有效地利用。

参考文献：

［１］刘恩山，汪忠.生物课程标准解读.江苏教育出版社，2004.

［２］傅海香.通过生物科学史的教学，培养学生的科学方法.中学生物学教学，2006，（7）.

［３］吴兢勤.生物科学史教育的意义和原则.课程教材研究所 http://www.pep.com.cn/.

［４］刘本举.基于科学史探究的教学.生物学教学，2008，（3）.

作者：吴志华

科学探究生物教学论文 篇2：

基于科学探究的生物多样性教学设计

摘要：基于调查实验，以真实的调查情境为线索，充分关注学生已有的经历，以学生的各种活动为主要形式，以培养核心素养为重点，建构生物多样性的三个层次。

关键词：合作学习核心素养科学思维科学探究社会责任

1教材、学情分析和设计思路

“生物多样性保护”是生命科学在21世纪面临的五大重点研究领域之一。学完本主题之后，学生应当“树立起人与自然和谐共处的观念、形成生态意识、环保意识和为践行绿色低碳生活方式奠定基础”。本节“生物多样性及其价值”是上海科学技术出版社出版的《生命科学》高中第三册第十章“生物多样性”第一节的内容，包含生物多样性的三个层次和价值。“物种多样性”是生物多样性三个层次中最直观的，也是本章唯一一个“B”级要求的知识点，包含一个学生实验（植物物种多样性的调查）。该实验是高中生命科学基础型课程中唯一的野外调查实验。学生通过调查研究，学习生物多样性调查的样方法及基本技能，加深对物种多样性的了解，也为之后学习生物多样性的价值奠定基础。但在实际教学中，教师一般是通过模拟实验的形式来实现，不利于学生理解物种多样性的概念。

学生在初中已经学习过生态系统的相关知识，在高一又学习过遗传物质DNA、可遗传变异的类型等知识，因此已具备一定的认知基础。此外，高一学生具有喜欢新鲜事物、喜欢动手、抽象思维己初具发展等心理特点。

基于上述分析，笔者提前开展调查实验，在科学探究中，提高学生对生物学的学习兴趣，同时也有利于学生从感性认识上升到理性认识。教师事先让学生提出问题，分组在校园里进行植物物种多样性调查，并进行相关数据的记录。课后，各小组进行数据统计与分析。课堂上，教师密切结合科学探究，引导学生自主构建生物多样性的3个概念。在这三个概念的学习时，教师均先联系实验、由学生自己活动小结得出，再以实践中发现的问题设计若干题目，促进学生巩固难点。学生代表小结样方法的操作过程与要点后，学生分组讨论。最后，教师通过国际视野下校园生物多样性之我见问题的探讨，引导学生学以致用，增加社会责任感。

2教学目标

①使用样方法，分组进行植物物种多样性调查，掌握样方法要领，提升环保意识和尊重事实、实事求是的科学态度，提高团队协作能力。

②通过遗传多样性几个案例的比较、样方法注意点的分析讨论、辛普森指数的计算讨论等活动，理解遗传多样性和物种多样性概念，发展科学思维。

③通过国际视野下校园生物多样性之我见问题的探讨，提升社会责任感，认同生命科学的价值，形成人与自然和谐相处的生命观念。

3教学过程

3.1实验情境导入，引出遗传多样性

首先，教师依次呈现调查中学生看到的蒲公英叶片的两种形态、蔓长春与花叶蔓长春、某调查地许多植物在一起的照片，设计系列问题，引导学生分析归纳遗传多样性的概念。然后，提供两道简单的例题，巩固遗传多样性概念：判断马和驴性状差异是否属于遗传多样性;比较两个种群遗传多样性的高低。接着，启发学生回忆引起遗传物质改变的三种类型，归纳遗传多样性的实质。随后，教师利用3个中华绒螯蟹种群的案例，引导学生分析遗传多样性检测的两种方法和遗传多样性的意义。

设计意图：此处教学重点落于学习遗传多样性的概念。教师用上节课学生调查中发现的问题，引起学生的注意，顺利进入新课的学习。学生前面已经学习过基因型、环境与表现型的关系，此处分析同一环境中生物表现型差异的原因，容易得出是由基因、基因型差异所导致。设计中，教师提出问题，促进学生思考：将花叶蔓长春与蔓长春作为两个物种统计，合理吗？为什么？这样的问题有利于发展学生的批评性思维。在学生得出遗传多样性概念后，教师出示两道例题，有助于进一步提升学生的科学思维。可遗传变异也属于己学知识，学生也容易分析遗传多样性的实质。因此，关于遗传多样性的概念和实质，教师只要稍加引导，学生就可以将新知并入到已有知识结构中。此处，遗传多样性的检测和意义属于全新的知识，以教师的讲授为主。

3.2实验报告分析，理解物种多样性

首先，学生代表展示实验过程和结果。接着，教师，引导学生讨论总结样方法的操作要点：

（1）为什么要随机选取样方？为什么不能只选取一个样方？

（2）调查草本植物通常用1m2的样方，调查银杏、香樟等高大的乔木，样方面积应该（填“>”或“<”）

1m²合适。为什么？

（3）如果某植物刚好在边界上，如何计数？

然后，教师提供计算辛普森指数的计算例题，学生分组计算、讨论、分析并小结物种多样性概念：

甲群落中A、B两个物种的个体数分别为99和1，乙群落中A、B两个物种的个体数均为50，丙群落中A、B、C三个物种的个体数分别为33、33、34，丁群落中A、B、C三个物种的个体数分别为2、88、10，则D甲=__;D乙=__;D丙=__;D丁=__。

（1）对四个群落多样性排序：__。

（2）请据公式，解释造成甲和乙、丙和丁群落多样性差异的主要原因？

（3）乙和丙两个群落物种分布均匀度非常接近，为什么辛普森指数差异还这么大？

学生讨论结束后，在教师的简单引导下，会自然而然得出物种多样性的概念。最后，教师讲授物种多样性的意义与测量。

设计意图：这个部分的学习重点为物种多样性的概念。经过调查实验，学生对该概念已有初步认识。学生代表先小结，帮助同学回忆。随后，教师呈现实验中遇到的问题，分组讨论。设计的讨论题紧扣上节课的实验，有利于学生从感性认识提高到理性认识。学生在分享交流中，提升了归纳与概括、演绎与推理等科学思维。学生自己组织语言，描述物种多样概念的两个层次——物种丰富度和物种分布均匀度，概念的建构水到渠成。对于辛普森指数计算公式这一数学模型，教师无需多说，学生自己观察、分析例题学会公式的运用，从而发展学生模型与建模的科学思维。

3.3实验场地比较，诠释生态系统多样性

教师呈现两块调查地生态系统照片和学生对两地生态环境的描述性语言，引导学生说出生态系统的成分，再通过不同生态系统图片的观察，引导学生建构生态系统多样性的概念。

设计意图：按照認知心理学的理论，生态系统多样性属于生态系统的下位概念，如果学生理解了生态系统的概念，就很容易理解生态系统多样性的概念。鉴于学生在初中已经学过生态系统概念，此刻教师通过实地调查照片及环境描述，帮助学生回忆生态系统的成分，达到温故知新的效果。学生在回忆并建构生态系统概念的基础上，进一步建构生态系统多样性的概念。

3.4理论联系实际，提升社会责任

教师先用板书总结生物多样性三个层次的关系，再通过一个例题让学生在复杂情境中判断生物多样性的层次，随后呈现几个国家城市的生态规划（新加坡丛林策略、南特廊道策略、哥本哈根高地策略），接着组织学生讨论：随着全球城市化的发展，越来越多的城市开始生态城市规划。校园作为城市的一部分，你觉得如何让校园生物多样性更加合理？

设计意图：板书设计帮助学生构建完整的知识体系，例题检测学生的课堂学习效果。新课标指出：“社会责任”是指基于生物学的认识，参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释与判断，解决生产生活问题的担当与能力。能够用所学知识解决生产生活中问题，是学习的终极目的。此处引入国际上生物多样性方面的最新举措，以此开拓学生眼界，提升学生的社会责任感。

4教学反思

整堂课以真实的调查情境为线索，充分关注学生已有的经历，设计流畅、自然，难度层层递进，以学生的各种活动为主要形式，以培养生物学学科核心素养为重点，课堂气氛活跃，卓有成效。但由于教学容量巨大，实在无法将生物多样性的价值融入其中，有点遗憾。另外，学生在调查实验的过程中通过手机app已经了解了不少植物的价值，但是课堂上来不及展示交流。

作者：曹丽娟 孙子萱

科学探究生物教学论文 篇3：

科学探究高中生物实验教学的价值追求

摘   要：生物学科科学探究素养要求学生能够运用科学的学习方法探索生物知识，发现生活中的生物问题，尤其要做好生物实验，依据实验现象提出问题、解决问题。教师要充分发挥学生科学探究在实验教学中的作用，在实验过程中培养学生科学探究素养，做到相互促进。

关键词：科学探究;高中生物;实验教学;价值追求

立德树人已经成为新时代学科教学的重要使命，对于高中生物来说，最重要的是培养学生生物学科核心素养。高中生物具有自然科学的特点，适合培养学生科学探究的素养，通过生物实验教学涵养学生科学探究的品质，是生物实验教学应然的价值追求。

1  精心设计实验教学，实现科学探究的价值

高中生物实验教学培养学生科学探究素养需要教师转变传统的教学思想，尤其是要由单纯追求应试分数转向学生知识、能力、品质到素养的提升。教师要发挥自己的专业潜能和智慧精心设计、巧妙构思每一次实验，具体要做到如下几点。

1.1  设计具有科学探究的实验教学目标

要能够围绕科学探究素养的要求来设计实验教学目标。如“DNA是主要的遗传物质”一课中的实验教学目标，可以设计为“理解科学家肺炎双球菌转化实验的过程，理解假说演绎法与类比推理法”“理解噬菌体侵染细菌实验过程与原理，理解从特殊到一般的归纳方法”。这里的演绎、类比、归纳都是科学探究必不可少的素养，学生可以从科学家遗传物质的探索过程中理解一些科学探究的方法、态度。

1.2  实验过程中陶冶学生科学探究品质

让学生在解决真实问题情境中合作探究、科学思维，正确对待学生实验过程中生成的新的问题，引领学生深度学习的过程中形成科学探究素养。如学生进行有丝分裂实验时，指导学生探索如何处理过期药物，既培养学生保护环境、节约资源的社会责任感，又涵养学生科学探究的素养。

1.3  基于科学探究素养的要求评价学生

实验教学的评价一方面考核学生涉及实验的知识，另一方面评价学生实验过程中是否具有科学探究的品质。如让学生相互欣赏创作的校园野生植物作品，交流各自创作的感受。

2  科学探究提高生物实验教学效果

高中生物学科旨在培养学生进化思想和生态学思想，指导学生研究生命现象和生命活动规律，引导学生体验和感悟生命。科学探究的方法能够提高学生实验学习的效果。

2.1  开展实验探究活动，理解生物知识

教师在进行生物教学过程中，充分发挥学生的主观能动性，指导学生开展自主实验探究活动，体验理解生物知识，探究掌握生物知识。如学生学习“走进细胞”内容时，一方面教师组织学生解读教材中“细胞壁、细胞膜、细胞核”等基本概念，另一方面学生借助显微镜，观察洋葱表皮细胞的变化情况，把书本上的“细胞壁、细胞膜、细胞核”等基本概念与显微镜下的洋葱表皮细胞的形态、组成部分进行对照，并进行相应地分析，理解实验现象，借助实验进行知识探究，掌握学科知识。

2.2  探究生活中生物问题，实现深度学习

学生生活中经常会发现一些生物问题，这些问题的生成，说明学生能够用生物的视角去思考生活现象，也反映了学生具有初步的实验科学探究的精神。如有些学生发现学校植物园、家庭周围的花卉、农田里不同层次、不同位置的植物叶片的颜色差异比较明显，总是想弄清楚为什么。这种自然生成的问题能够促使学生产生强烈的探究欲望，学生自己发现问题，自己探究，学习就会更加深入。学生在学了有关的生物知识以后，就会探究不同部位叶片的叶绿素组成的差异等。教师应该关注学生学习中自然生成的问题，引导学生运用实验开展科学探究活动，加深对生物知识的理解。

3  改进生物实验，提升科学探究素养

“科学探究”注重的是观察现象，获取、处理信息，提出假设，收集、整理证据，进行判断、推理、得出结论。改进教材中的生物实验，验证学生自己的假设，不仅有助于学生理解知识、运用知识解决现实问题，还有助于学生形成严谨、踏实的科学态度，用科学的思维分析生命现象，用科学的眼光看待生命现象。

3.1  整合教材实验，方便学生科学探究

提升学生生物学科核心素养，需要教师改进实验教学，需要教师依据实验教学的目标以及教学的实际情况，深入理解教材实验、解读教材实验、创造性的使用教材，对教材中的实验进行整合。如观察“有丝分裂、减数分裂现象”“矮壮素影响生根”的实验，可以合并选用百合为实验材料。百合的雄性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量，百合花药产生的花粉数量较多，是产生雄配子的器官，能够旺盛地减数分裂。整合以后的实验，提高了实验材料的利用率，学生通过实验探究细胞分裂的方式，有利于學生理解运用生物知识。

3.2  转变实验方式，促进学生科学探究

按照实验的目的，高中生物实验大致分为验证性实验和探究性实验两种。验证性实验主要是再现教材内容、巩固已学知识、验证教材原理，学生在验证性实验过程中，基本上接受的是已有知识。探究性实验主要是学生通过实验主动建构知识、探究结论的过程。教师实验教学过程中要主动转变实验方式，设计实验问题情境，引导学生积极开展探究性实验活动，在运用实验探究知识过程中提升科学探究素养。如引导学生进行对比实验，观察对比实验过程中的不同现象，分析不同现象形成的原因。以“植物细胞质壁分离及复原”实验为例，教师可以引导学生选用不同浓度的蔗糖溶液作为实验试剂进行实验对比，观察不同预设条件下的不同现象;还可以引导学生选择不同的实验材料进行对比实验，如选择紫色洋葱的内、外表皮细胞和菠菜叶肉细胞进行对比实验，观察不同材料的不同现象，通过三种材料实验出现的不同现象，探究选用紫色洋葱外表皮细胞的原因。学生经过实验探究发现紫色洋葱外表皮细胞有大的深紫色的液泡，颜色和大小不同于其它植物的细胞壁。不同试剂、不同材料对比实验的不同现象，给学生探究的欲望，学生探究现象背后的本质原因，引导学生掌握简单的科学探究方法。

3.3  改进实验材具，提升学生探究素养

生物教材规定的实验用材料和器材具有普适性，但是实际实验教学中不同学校的实验条件不同，如果教师能够因地制宜，根据学校条件和地域特色变更实验材料，改变实验用具，有可能使实验效果更好。因为是对书本要求的实验材料和实验器材的改变，学生会更加感兴趣，也会生成更多的新问题，更加能够激发学生科学探究的热情。如教材中观察“叶绿体与细胞质流动”的实验，教材提出的实验材料是苔藓类植物，对于有些学校学生、有些季节来说取材有困难。故可依据季节和学校所处地域以及实验要求，让学生选用万寿菊管状花的花瓣表皮、黄瓜嫩茎的表皮毛、韭菜等进行比较实验。通过分析探究实验现象，学生们就会发现韭菜的效果最好，而韭菜一年四季都容易取材。改变实验器材，方便学生探究。如教材中“渗透作用”的实验，用的是长颈漏斗，而使用长颈漏斗实验时液面上升速度慢又耗时，效果也不明显。但如果选用移液管，液面上升快、用时少，效果非常明显。为了培养学生科学探究素养，不少教师根据实验教学的具体情况，拓展实验探究的思路，创新实验仪器和材料，使用与时俱进的恒温宝、红外线测温枪、便携式酒精检测仪等先进器材;有的还自制实验探究需要的多种模型;有的教师还组织学生使用废弃物品拼装实验装置，既节能环保，又促进学生有效提高实验科学探究能力。

生物实验本身就包含着科学探究，高中生物实验一方面助力学生探究生物知识，一方面承载着培养学生科学探究的素养，这也是生物实验立德树人的内在要求。生物教师应该充分发挥科学探究在实验教学中的作用，努力探索实验教学，提升学生的科学探究素养。

作者：黄梅芳