生物学实验教学设计论文

2022-07-03

[摘要]本文探讨了在初中生物课堂教学中以实践的方式来培养学生的核心素养，用直观的方式进一步促进学生生命观、思维能力、探究能力等的形成，并以此为契机培养和提高学生的社会责任感。下面是小编为大家整理的《生物学实验教学设计论文(精选3篇)》，仅供参考，大家一起来看看吧。

生物学实验教学设计论文篇1：

基于深度学习的高中生物学实验教学设计

摘要基于深度学习理论，根据高中生物实验教学的特点，提出了在高中生物实验教学中通过创设情境引领学生积极参与、生成问题激发学生深度思维、实践操作培养学生知行合一等手段加强学生深度学习的方法。

关键词深度学习生物学实验教学设计

在高中生物学验证性实验中，教材明确提出了实验操作步骤，学生只要机械地根据实验步骤、按部就班就能够完成实验操作。在这类实验操作过程中，学生往往缺少对实验过程的主动构建和反思，学生仅仅只是消极被动接受、简单重复和机械记忆知识，处于识记、领会层次的浅层学习。教师如何将这类验证性实验提升为能够让学生进行主动知识构建、能够批判性学习新知识，并促进学生将它们融入原有的认知结构中，能够灵活运用所学知识和能力解决实际问题的深度学习呢？笔者在高中生物实验设计中进行了如下的尝试。

一、创设情境，引领学生的积极参与

深度学习要求学习者进行主动学习。深度学习下的主动学习是教学中的学生学习，而不是学生的自习，并不能自然发生，必须要有教师的引领和帮助。创设真实有意义的学习情境，有利于教师引领学生的深度学习活动，引导学生进行主动学习。真实有意义的学习情境能有效地激发学生的学习动机，使学生将学习动机由外在的压力转变为自身的需要，提升求知欲，促进学生在感觉、知觉、思维、情感、意志、价值观等方面全身心投入参与，引导学生的深度体验，促进深度学习的发生。学习情境的创设要求做到以下3点：①创设的情境要具有生活性，尽量联系生活实践，有利于激发学生的学习兴趣;②创设的情境要具有挑战性，能激励学生挑战自我，促进学生形成积极的内在学习动机;③创设的情境要具有探究性，才能激发学生的深层思维。

例如，“DNA的粗提取与鉴定”是高中生物学中的经典验证性实验，实验目标是为学生提供从生物体内直接提取DNA的机会，体验细胞中DNA的粗提取和鉴定。这样的实验目标属于浅层学习目标中的识记、领会层次，学生对实验操作的兴趣往往不高。笔者在实验前给学生提供了如下学习情境。

第一，增强种薯的生产经营，规范脱毒种薯行为。增强马铃薯脱毒种薯市场的有效管理，紧抓市场管理规范生产经营，对马铃薯的脱毒种薯生产经营、生产地基地、种薯质量作出相关规定。加强对种薯仓储、加工、检验等要求，认真贯彻马铃薯生产和经营许可。通过规范相关生产条件，明确准入门坎，有效提升种植马铃薯生产能力和标准，保证质量。

情境中提供了与学生生活熟悉的油桃案例，研究成果可以直接应用于实际生活。这种有意义的情境体验活动大大地激发了学生的学习兴趣，激活了学生的思维。学生迫切希望知道应如何去提取DNA，如何更进一步去研究DNA，为实验中如何提取DNA等实验操作提供了研究的背景，激发了学生的探究欲望。

二、利用生物实验来培养学生科学探究能力

实验是学习生物课程必不可少的一个环节，进行实验可以帮助学生探索生命、生物现象和规律。所以在高中生物的授课中，生物老师应当重视实验方面的教学并同时开展相应的探究活动，培养学生的学习和探索欲望。让学生可以通过实验探究，发现将要学习的或者已经学过的生物学的有关问题。在探究过程中加强团队精神、合作意识和创新能力的培养。例如，在“观察紫色洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离及复原的实验”的教学中，可以利用实验活动或者演示示范来解释紫色洋葱鳞片叶表皮细胞质壁分离及复原原理。通过此实验，学生将学习相关植物表皮细胞质壁分离及复原知识，在自主动手实验的过程中，激发学生的探究精神。在实验中教师可以设计有关问题，让学生带着问题就去思考、去开展实验。利用这种开放的问题来对学生进行引导，让学生思考怎么样利用自己学到的知识从多个不同的方面进行探索和解决问题。再者，生物教师可以适当地打破传统实验活动限制并将生物实验教学进行有效延伸，使得学生可以投身到校园的生物环境中顺利地开展生物实验探究活动。

三、实踐操作，培养学生的知行合一

深度学习是知识迁移与运用的过程，学生将学习所获得的科学知识迁移到实践中进行运用，在新的问题情境下解决新情境中的实际问题，即实现知行合一的过程。如在上例中，学生根据油桃DNA提取的过程生成了问题，总结得出了DNA的理化特性，此为“知”，根据DNA的理化性质运用在新材料中的DNA提取，即为“行”。学生通过“行”完成实验操作，达到实验的目标。

学生进而根据DNA的性质，从洋葱细胞或其他材料（如鱼卵、菜花）中提取DNA。学生可以根据油桃DNA的提取步骤，运用类比方法总结出洋葱细胞等实验材料中DNA的提取实验步骤。①选用洋葱作为实验材料时，先将洋葱进行研磨，在研磨实验时加入1/10体积的洗涤剂瓦解细胞膜破碎细胞，获取含DNA的滤液;②在溶有DNA的物质量浓度为2 mol/L的NaCl溶液中加入蒸馏水并向一个方向轻轻搅拌，目的是稀释滤液至0.14 mol/L，减少DNA的溶解性，有利于DNA更多地析出;③溶有DNA的溶液中分别加入酒精去除滤液中的杂质等过程，提取出纯度较高的白色絮状的DNA。根据上述实验步骤完成实验，通过迁移与运用的知行合一，实现深度学习。

深度学习不是学习内容的深度和难度，而是关注学生的学习过程和状态，促进学生深度理解和不断的自我反思。教师通过上述实验设计的改进，将原本枯燥乏味的实验转变为具有挑战性的学习主题，转变为能让学生一种体验成功、获得发展的有意义的学习过程，学生主动学习积极性高。这样有利于学生对知识整合和归纳，促进学生知识体系的完善，加强学生对知识的整体把握，有利于激发学生对知识的深入思考主动学习。学生在追求知识主动加工的过程中，积极参与，从而体验到成功，提高探究性能力，增强合作意识。教师关注学生应用、分析、评价和创造等的发展，有利于帮助在学生运用、分析、综合、评价层次上认知目标的达成，落实学生的生物学学科核心素养的培养。

参考文献

[1]胡军华.浅谈高中生物生活化教学策略[J].读与写（教育教学刊），2015（9）.

[2]刘斌.浅谈高中生物生活化教学的实施策略[J].好家长，2015（7）.

[3]郑友育.运用启发教学，提高质疑思维[J].科技信息（科学教研），2008（15）.

作者：蒋欢乐

生物学实验教学设计论文篇2：

生物学科素养下的实验教学设计

[摘要]本文探讨了在初中生物课堂教学中以实践的方式来培养学生的核心素养，用直观的方式进一步促进学生生命观、思维能力、探究能力等的形成，并以此为契机培养和提高学生的社会责任感。

[关键词]生物学科素养;实验教学;初中生物

抓住培养学科素养的核心，引导学生经历观察与思考、实验与探究等活动，由感性认知出发，经过抽象思维的分析，上升为理性认识，由此形成属于学生个体的独特的知识经验。

一、教学分析

《观察蚯蚓》是人教版八年级上册的一个实验内容。以教材为本，把蚯蚓的饲养与观察实验作为主要认知手段，在此过程中学会走近动物、认识动物，并了解动物与环境相适应的形态，了解动物的结构和生理功能等特点。另外，引导学生根据自己的生活经验，随时关注生物形态结构及其运动，进一步了解动物的生活习性。学生在观察、操作、思考中探究生命的奥秘，用生物的思维方式观察和认识世界。整个实验过程，学生均能在充分的观察和操作中经历感知、思考、感悟，这个过程渗透了学生对生物科学素养的培养。

二、设计思路

上课前几天，教师提前组织学生在校内校外想方设法采集到蚯蚓，学生在采集的过程中好奇心和求知欲均被有效地激发。

课堂上，根据科学的研究从表到里的原则，教师以生动活泼的方式指导学生观察，学生对蚯蚓的诸如：它的外部形态结构和运动特点，探究影响蚯蚓运动快慢的因素，探究黏液对其呼吸的作用等，均有了较为全面的了解和认识后，再进一步对蚯蚓形态、结构，以及蚯蚓的生理功能与环境相适应等特点进行深入了解。

活动结束后，安排学生把蚯蚓放归大自然，在放生的过程中培养了学生珍爱生命的情感。

充分利用课前、课中、课后三个环节，引导学生在认识生命的过程中学生尊重生命，并且敬畏生命。

三、教学目标

（1）通过实验观察、比较蚯蚓的外部形态和运动特点，了解蚯蚓形态结构及其适应环境的关系，形成生物结构与功能相适应的生命观念。

（2）通过问题引导，让学生根据已有知识和观察所得，采用理性思维，做出合理推测，培养学生的探索能力和思维能力。

（3）通过适当运用实验工具展开观察蚯蚓的实验，制定并实施实验，提高科学探究的能力。

（4）结合实验，巧妙地把关爱生命、保护生命的责任意识进行有机的渗透。

四、教学流程

五、核心素养在课堂中的体现

生物学科核心素养，它的要素主要是：一是生命，二是思维，三是探究，四是责任。学生在实验中人手，学习兴趣得以激发，感受到实验对探索生命规律和生命奥秘的必要性，并进一步激发学生探究更复杂的生物现象。

（1）实验教学中有机地融入生命观念

蚯蚓在土壤中穴居，必定有適应土壤中穴居的形态结构。学生难以理解“蚯蚓靠肌肉的收缩及刚毛辅助运动”这一结构特点。通过引导学生设计探究实验，观察并比较蚯蚓在光滑的玻璃板和打磨过的玻璃板上的运动速度。学生能够通过实验，最终得出结论：蚯蚓在粗糙玻璃板上爬得快，体会到蚯蚓的刚毛可增大蚯蚓在爬行时的附着力，从而理解蚯蚓运动靠肌肉的收缩和舒张及刚毛配合完成。通过这些探究，将抽象而难以理解的知识具体形象化，帮助学生化解了这一难点，更好地树立与之能相适应的生命观念。

（2）用问题引导的方式，培养学生的理性思维

通过由表及里的思维活动，培养学生的理性思维，如：

①蚯蚓在什么样的环境中生活？

②蚯蚓的形态结构是如何？这些形态结构与它在土壤中生活的环境是否相适应？

③蚯蚓是怎样运动的？

④注意蚯蚓身体的粗细、长短等的具体变化，并认真思考变化发生的原因。

⑤它身体体表的黏液有什么功能呢？

学生结合书本获得的知识和以及实验时的观察探究所得作出的合理推测，通过问题的研究、分析，有效培养了学生的理陛思维能力。

（3）适当运用实验创新引导科学探究

根据教材的提示，在观察蚯蚓运动的实验中，一般安排把同一条蚯蚓先后分别放在不同的物体（像光滑的玻璃、粗糙的木板或粗糙的硬纸板等）表面上，仔细观察哪一种物体的表面更适合蚯蚓移动。理论上蚯蚓在粗糙的木板或粗糙的硬纸板上由于摩擦力较大，所以移动较快，而在玻璃板移动较慢。但在现实操作中，由于蚯蚓身上的黏液容易被木板或硬纸板吸收，导致木板或纸板与蚯蚓粘在了一起，反而影响了蚯蚓的移动。引导学生改进实验用具，重新设计了两块相同大小的长方形玻璃板，一块加以打磨，另一块保持光滑，同时为了确保蚯蚓不会爬出玻璃板，在玻璃板的两边分别粘上两根玻璃棒，这样蚯蚓只能在固定的在轨道中运动，最后实验能够达到预期的效果。通过对实验的重新设计，激起了学生浓厚的探究兴趣，并引导学生朝科学的方向前进。

（4）爱护动物。树立公民意识

实验过程中，教师反复强调保持蚯蚓体表湿润，实验操作过程中尽量避免对蚯蚓的伤害;实验结束后，和学生一起到植物园中选择泥土疏松的地方把蚯蚓放回大自然中，让它们回到原来的生活环境中。通过学习，使学生认识小小的蚯蚓同样是有生命的，蚯蚓的生命同等重要。蚯蚓作为生物圈中的一员，在维持生物种类的多样性方面有着非常重要的意义。爱护动物，实现人与自然的和谐相处，是每个公民都应该具备的基本素养。

因为课堂教学的设计是建立在一系列的实践活动过程中，因此，这种以生命核心素养为主体的课堂教学，对生物教师的业务能力提出了新的要求，此其一。其二，以实验的方式为载体，学生除了学科探究能力和科学的生命观得以形成之外，诸如合作、担当、责任等也得以培养，为把学生培养成一个科学精神与社会责任俱备的人才打下了基础。其三，从较低的起点入手，学生也能有一定的成就感，学习动机得以激发。总而言之，通过实验操作，及小组间的充分交流，经历了观察、实践、思考等过程，实现了由感性认识到理性认识的跨越。这些都是生物教育工作者在安排教学设计时要结合学生的实际情况进行充分的考虑的。

作者：林振东

生物学实验教学设计论文篇3：

细胞生物学综合性实验的教学设计与应用

摘要：细胞生物学是生命科学类的核心专业基础课程，实验教学是培养学生基本实验技能和创新思维的重要平台。本文立足于提高细胞生物学实验教学质量和效果，针对现行实验教学的弊端，从教学内容、教学模式等方面探索开放式、研究型的综合性实验教学，引导学生进行探究性学习，激发学生自主学习和探索的动机来调动学生自身参与知识建构的主动性和创新性。

关键词：细胞生物学实验；综合性实验；研究性实验；开放教学

细胞生物学作为生命科学中的一门重点学科，其实验教学在课程教学中起着举足轻重的作用，不仅有助于学生对细胞生物学中重要知识点的学习和理解，同时对培养学生的细胞学实验技能与创新思维起至关重要的作用。但现行的实验教学由于诸多因素很难行之有效，主要表现在以下两点：第一，单一的实验教学枯燥，很难让学生积极主动地去学习；第二，实验内容简单过时，基本上是验证性实验，缺乏综合性、设计性。在实验教学中开展综合性实验内容、实行开放式管理的创新实验教学模式是高等教育培养创新人才、实现素质教育目标的重要途径，也是为学科专业竞赛提供人才、为教师科研提供助手的重要途径。为了更好地发挥综合性实验的教学特色，教师要以培养学生的创新意识为主，鼓励学生探索知识，提高学生的整体素质。笔者针对细胞生物学综合性实验的安排和实施、存在的问题和解决方案等环节进行一定的探索，以期探索一套开放式、研究型的综合性实验教学模式。

一、开放式、研究型的综合性实验教学模式

1研究型教学内容的安排

细胞生物学作为生物学的专业基础课，实验教学的开设与之相辅相成，是对理论教学的重要补充和巩固。在以往的教学中，由于实验条件等硬件设备的限制，实验课程的开设局限于显微观察等较为简单的内容。对于那些推动细胞生物学快速发展的新技术、新方法，特别是在现今实验室广泛采用的实验技术等，由于实验教学平台的不足而导致综合性实验无法开设，客观上造成了学生在实验课堂上仅能学到较为简单的实验操作，而对先进技术方法的认识和理解停留在书面上，造成实验教学与理论教学的脱节。

细胞生物学作为生物学的专业基础课，实验教学的开设应与理论教学相辅相成，并作为理论教学的有力补充和巩固。我校细胞生物学的理论课往往在大二第一学期，学生刚刚接触专业课，并且生物学相关知识和实验技能缺乏，甚至连显微镜的基本操作都不熟练。因此，综合实验的开设应建立在基础实验的基础上，而且不能脱离学生对理论知识的理解。

基于上述相关情况，笔者在细胞生物学实验教学后期针对不同专业提供一系列相关的综合性实验，教师可以针对学生的不同兴趣来制订实验方案；学生则可以自由模拟实验的内容和方案；实验中的缺点和漏洞必须由教师指点后，方可开展。综合性实验开设在课程后期，具体完成由学生自由支配时间，在学院实验室内完成实验。比如，基于水稻原生质体转化的亚细胞实验。原生质体转化实验在各实验室里广泛应用，已成为一种非常重要的细胞生物学类实验技术，但由于该实验操作时间长而且实验教学不具备荧光共聚焦显微镜平台等局限，导致此类实验很难在实验课上开设。但是，这些条件可以在科研实验室内得到满足，因此，综合性实验的开设首先从地点上由传统的实验教学平台转移到科研实验室。水稻原生质体转化实验是依赖纤维素酶进行酶解水稻幼苗分离原生质体，后续利用PEG将外源片段转入原生质体15～20小时，观察荧光蛋白在原生质体中的表达情况。该实验的重点是如何增加外源片段的转化效率，其影响因素很多，包括培养的幼苗生长状态、选取的幼苗部位、纖维素酶酶解时间、PEG浓度以及转化时间等。这些影响因子能够给予学生更多的思考空间，使原本枯燥、简单、机械的实验操作变得更具有研究性，能够很好地激发学生的创造性思维，利于培养学生分析问题、解决问题的能力。另外，外源片段的选取来自于已经报道的融合荧光蛋白的各类细胞器标志性蛋白，如内质网、细胞核和质膜等，最终通过荧光蛋白的观察可以更形象地帮助学生认识植物细胞中各种细胞器的形态。本实验跟理论课中介绍的细胞培养、细胞转化、荧光蛋白标记和细胞器结构等知识点有机地联系在一起，更深刻地加深学生对理论知识的理解。

2教学内容的实施

（1）课前准备。综合性实验的开设应基于过硬的基本技能和扎实的理论知识，不能忽视学生的接受能力，一味地追求创新性、研究性试验的开设而放弃基本技能的培养，因此，综合性试验开设应基于一些基本实验，如显微操作和细胞培养等。同时，实验课内容的选取也应与理论课的开设保持一致，这样既能避免知识的重复讲述浪费时间，也有利于学生对实验内容的更好理解，增强实验课的实验质量和课堂效果。同时，针对学生对综合性实验相关理论与技术上的欠缺，一方面，教师可以加强学生的课前预习，针对实验内容督促学生加强文献阅读，根据自身情况制订具体的实验方案，并提前准备实验材料和试剂；另一方面，教师可以充分利用多媒体教学手段，制作规范的操作视频，并在课前展示给学生，直观生动地阐述实验难点。这样既有助于提高学生的实验积极性，还能增大课堂教学的信息量，提高课堂效率，为开放式实验模式的顺利采用打下基础。

（2）实验分组。为了既能培养学生的独立思维能力，又使其具有相互协作的团队精神，要求每4～5个学生为一组。教师按照学生拟定的实验计划充分提供实验试剂和操作平台，最大限度地给学生创造实验操作机会，争取每一个实验环节都由学生亲自动手，包括课前实验试剂的配制和实验材料的准备，充分锻炼学生的动手能力。

（3）实验操作。综合性实验在科研实验室中的开设是开放式的。实验开始时，学生自己动手，依靠教师的机会减少；教师也不能像平时上课一样随时指点学生，因此学生自己动手创新的时间增多，以此来看，实验式教学的效果有效。学生的实验操作规范是否正确，直接影响实验教学质量和教学效果。针对上述问题，除了课前多媒体教学视频的示范，实验室中的研究生会为学生及时提供技术支持和实验安全监督，保证实验的顺利进行。

3课后反馈

实验结束后，实验结果的总结和实验方法的优化是综合性实验开设的重要环节，是研究性实验的重要体现。由于各种因素的影响，各组实验效果不尽一致，甚至会因某些实验环节考虑不周、操作不当而导致实验失败，比如，在溶液配置过程中，仅仅考虑了融合剂的浓度而容易忽视溶液PH值的调节，影响质粒的转化效率而导致实验效果均不理想；还有没有考虑水稻幼苗的生长状态，导致分离的水稻原生质体状态不佳影响实验效果，等等。而通过实验课后的分析和总结对实验设计的优化，不仅使学生了解到科研实验的基本流程，同时也培养了学生严谨的实验态度和思考分析问题的能力。学生对这种能使自己主动实验的课程持欢迎态度，实验效果得到极大的提高。

二、结论

笔者利用正常教学周的周末在个别班级探索性地进行开放性、研究型的综合实验教学模式的摸索，在内容上体现从单一实验到研究性实验的渐进，从教学方式上体现从常规教学到半开放教学的转变，以期在教学目标上达到训练基本技能与基本理论到综合实验能力、创新实验能力与素质的提高，取得了一致好评。多名学生因为综合性实验的吸引对生物学实验产生浓厚的实验兴趣，他们在上好课的前提下利用课余时间主动加入本课题组中参与更深入的科学研究，并获得了国家、省和校级创新课题的资助，且所参与的课题部分取得了不错的进展。最令人欣慰的是，学生并没有因为花费大量时间在实验室而影响课程的学习，他们每年几乎都能获得国家等各级奖学金，多人被保送到著名大学和科研院所，并获得导师的好评。

开放性、研究型细胞生物学实验教学体系相对于传统实验教学模式，在教学模式和教学理念方面都有所改进，但随着细胞生物学学科的发展及实验条件的改善，笔者认为还可以从以下几个方面进一步完善这一教学体系：第一，紧跟细胞生物学学科前沿，密切联系科研技术，逐步更新完善实验内容。例如：细胞转化实验可以同时提供烟草表皮细胞农杆菌注射、洋葱表皮细胞基因枪法以及水稻原生质体法等试验方法供学生选择，比较各种方法的实验效果并进行相关改进等。第二，合理加大设计实验在日常教学中的比例。遵循“通”与“专”结合，充分尊重个人专业兴趣，尽可能为感兴趣的学生提供进一步训练的实验条件，充分调动学生的主观能动性和实验积极性，挖掘学生潜能及创造力。

参考文献：

[1]余光辉基于细胞生物学教学的科研创新人才培养模式探索[J]中国细胞生物学学报，2012，34（12）

[2]闰晓梅，王莲芸，秦敏君，林志新试论实验教学中学生科研素质的培养[J]高校生物学教学研究，2013，3（3）：39-44

[3]孟盈细胞生物学实验研究型教学模式初探[J]教育教学论坛，2016，8（35）：276-277

[4]覃永华，徐鑫，余光辉，王春台细胞生物学实验教学模式的探索[J]实验科学与技术，2014，12（2）：127-129

[5]王煜，王亚男，李姣，马丹炜基于翻转课堂的细胞生物学实验教学设计和实例应用[J]中国细胞生物学学报，2016，38（7）：843-849

[6]杨海波，宋巍，陈兰英细胞生物学实验教学的实践与探索[J]科教研究，2013（28）

[7]杨洪兵，张玉喜，侯丽霞，张艳萍关于细胞生物学实验教学的几点建议[J]科技信息，2012（5）

[8]薛雅蓉，刘常宏细胞生物学“半开放设计性实验”教学的意义与实施方法[J]实验技术与管理，2013，8（30）：167-170

[9]薛雅蓉，庄重，康铁宝构建三级细胞生物学实验教学体系的实践[J]高等理科教育，2013，2（108）：92-94

[10]周景明，刘红涛，祁艳华，臧新新形势下细胞生物学实验教学实践与探索[J]大学教育，2015（12）：153-154

[11]徐鑫，覃永華，余光辉，程旺元，唐仙英科学素养与科研为导向的细胞生物学教学方法探索——以中南民族大学为例[J]中国细胞生物学学报，2016（4）：421-425