浅析研究性学习高中生物性学习与学生实验设计能力培养联系
更新时间：2024-03-24
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[摘要]以渭南高级中学高二两个理科班的学生为研究对象，对“高中生物研究性学习”和“学生实验设计能力培养”的关系问题进行了实验研究，初步探讨了“研究性学习”在培养高中学生实验设计能力方面的一般规律。研究表明，在生物学科实验教学中，通过开展研究性学习是培养学生创新意识和创新能力的有效途径。
[关键词]高中生物 研究性学习 实验设计能力
在素质教育的全面推进的背景下，大力倡导中学生学生创新精神与实践能力培养的“研究性学习”正日益受到人们的关注，成为当今教育理论研究和教育改革的一大亮点。“研究性学习”课程首次成为我国基础教育课程体系的有机构成，作为新生事物，其理论研究与实践还远远不够。通过查阅大量的相关文献资料发现，对于“研究性学习”的研究，宏观理论阐述较多，而涉及某一具体内容的实验研究相对较少，致使在“研究性学习”的具体操作中还存在着许多困惑。
本文在查阅相关文献资料的基础上，结合校本研究性学习课程实践活动，对“高中生物研究性学习”和“学生实验设计能力培养”的关系进行实验研究，初步探讨“研究性学习”和生物学科整合培养高中学生创新能力方面的一般规律，为广大普通高中实施新课程，推进以创新精神和实践能力为重点的素质教育提供科学的理论指导。
对象。由于学生入学是随机分班，各教学班没有学生学习基础的差异，因此，以教学班为单位，基本上能保证研究对象的起点在总体上的一致性。
已知2H2O2=2H2O+O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，
（2）实验结果预测及结论：
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是 。由此得出的结论是 。
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2释放的速度最快的是 ，原因是 。
测试成绩一方面用于实验结果的分析，另一方面也证实了二个待研究班学生的生物实验水平基本相同。
实验班开展生物研究性学习，遵循研究性学习课题研究的一般程序[3]：
（1）确定研究课题
遵循以下几条原则：创新性原则，开放性原则，可行性原则，实践性原则等。选题时，不仅要考虑学生的认知水平、已掌握的知识基础、实验条件等，而且还要考虑课题的现实价值和理论意义。教师推荐和设计的课题要有利于学生对所学知识的意义建构，有利于培养学生的创新精神与实践能力，也可以广泛从学生中征集课题，并保证学生自主选择，教师不干涉学生选择课题。
遵循高中生物研究性学习课题的选题原则，推荐的备选课题如下：
探究植物组织细胞液的浓度；设计实验，观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响；验证细胞膜的选择透过性功能；水体富营养化对藻类数量的影响。
（2）搜集资料并制定研究计划
根据研究课题的要求，老师可以对学生进行课题研究计划制定的指导，内容包括：用什么方式、途径搜集哪些方面的资料，掌握哪些相关的知识等。教师旨在帮助学生学会查阅书籍、学会使用搜索引擎和数据库，学会小组内分工协作，掌握与他人交流的技能，能进行实验设计，能客观记录实验现象和结果，能对数据进行简单分析等。
（3）分析资料并实施研究计划
本阶段是资料的理论化和整合化过程。学生对所搜集的资料、信息和数据等进行处理，提取有用的信息，开展小组内分工协作，集中力量学习、理解，并通过分析、综合、演绎、归纳、抽象、概括等逻辑思维过程，获得规律性认识。
（4）撰写研究报告和交流
在课题研究的总结阶段，学生将研究结果以报告的形式展示出来。研究报告的内容包括：问题的提出、研究过程、研究结论、参考资料等几部分。研究报告的基本要求是：思路清晰、语言精练、论据充分，结论鲜明、富有创意，格式规范。最后，研究报告在一定范围内交流。
[关键词]高中生物 研究性学习 实验设计能力
在素质教育的全面推进的背景下，大力倡导中学生学生创新精神与实践能力培养的“研究性学习”正日益受到人们的关注，成为当今教育理论研究和教育改革的一大亮点。“研究性学习”课程首次成为我国基础教育课程体系的有机构成，作为新生事物，其理论研究与实践还远远不够。通过查阅大量的相关文献资料发现，对于“研究性学习”的研究，宏观理论阐述较多，而涉及某一具体内容的实验研究相对较少，致使在“研究性学习”的具体操作中还存在着许多困惑。
本文在查阅相关文献资料的基础上，结合校本研究性学习课程实践活动，对“高中生物研究性学习”和“学生实验设计能力培养”的关系进行实验研究，初步探讨“研究性学习”和生物学科整合培养高中学生创新能力方面的一般规律，为广大普通高中实施新课程，推进以创新精神和实践能力为重点的素质教育提供科学的理论指导。
一、研究对象
陕西渭南高级中学是陕西省示范标准化重点高中，生源主要是全市各县区的初中毕业生，在校学生的整体基本素质水平为优良。研究以渭南高级中学201 （18）、（20）二个平行理科班共120名学生作为本课题的研究原创论文www.618jyw.com对象。由于学生入学是随机分班，各教学班没有学生学习基础的差异，因此，以教学班为单位，基本上能保证研究对象的起点在总体上的一致性。
二、研究方法
通过借鉴国内外已有的关于“研究性学习”课程的研究成果，采用实验研究的方法。在所选定的二个理科班中，确定（20）班为控制班，在常规教学模式下进行生物学科的学习；（18）班为实验班，在联系教材内容知识体系的基础上，一学期安排学生选择一个课题进行自主探究式学习。教学实验中，控制班和实验班的生物学由同一名生物教师任教。三、教学实验实施过程及结果
(一)实施过程
1.实验前测试学生实验能力
本实验研究之初，对所选定的两个教学班的学生进行了高一阶段生物实验设计能力的测试，测试以书面习题的形式进行，满分50分，时间30分钟，测题如下：已知2H2O2=2H2O+O2↑，可以通过观察反应过程中O2的生成速度（即气泡从溶液中释放的速度）来判断H2O2分解反应的速度。请用所给的实验材料和用具设计实验，使其能同时验证过氧化氢酶具有催化作用和高效性。要求写出实验步骤，预测实验结果，得出结论，并回答问题。
实验材料与用具：适宜浓度的H2O2溶液，蒸馏水，
3.5%FeCl3溶液，0.01%过氧化氢酶溶液，37℃恒温水浴锅，试管。
（1）实验步骤：① ；② ；③ 。（2）实验结果预测及结论：
整个实验中，不同处理的试管中O2的释放速度从快到慢依次是 。由此得出的结论是 。
（3）如果仅将实验中的恒温水浴改为80℃，重做上述实验，O2释放的速度最快的是 ，原因是 。
测试成绩一方面用于实验结果的分析，另一方面也证实了二个待研究班学生的生物实验水平基本相同。
(二)两种模式下的教学过程
控制班在常规教学模式下进行生物实验理论知识的学习，包括实验的基本原理、实验设计的基本原则，实验数据的处理等；实验班在研究性学习融入学科课程的教学模式下进行生物研究性学习，学生每六人组成一个合作学习小组，从老师提供的备选课题中选择其中的一个课题进行自主探究学习，也可选择自己感兴趣的课题进行探究。实验班开展生物研究性学习，遵循研究性学习课题研究的一般程序[3]：
（1）确定研究课题
遵循以下几条原则：创新性原则，开放性原则，可行性原则，实践性原则等。选题时，不仅要考虑学生的认知水平、已掌握的知识基础、实验条件等，而且还要考虑课题的现实价值和理论意义。教师推荐和设计的课题要有利于学生对所学知识的意义建构，有利于培养学生的创新精神与实践能力，也可以广泛从学生中征集课题，并保证学生自主选择，教师不干涉学生选择课题。
遵循高中生物研究性学习课题的选题原则，推荐的备选课题如下：
探究植物组织细胞液的浓度；设计实验，观察生长素或生长素类似物对植物生长发育的影响；验证细胞膜的选择透过性功能；水体富营养化对藻类数量的影响。
（2）搜集资料并制定研究计划
根据研究课题的要求，老师可以对学生进行课题研究计划制定的指导，内容包括：用什么方式、途径搜集哪些方面的资料，掌握哪些相关的知识等。教师旨在帮助学生学会查阅书籍、学会使用搜索引擎和数据库，学会小组内分工协作，掌握与他人交流的技能，能进行实验设计，能客观记录实验现象和结果，能对数据进行简单分析等。
（3）分析资料并实施研究计划
本阶段是资料的理论化和整合化过程。学生对所搜集的资料、信息和数据等进行处理，提取有用的信息，开展小组内分工协作，集中力量学习、理解，并通过分析、综合、演绎、归纳、抽象、概括等逻辑思维过程，获得规律性认识。
（4）撰写研究报告和交流
在课题研究的总结阶段，学生将研究结果以报告的形式展示出来。研究报告的内容包括：问题的提出、研究过程、研究结论、参考资料等几部分。研究报告的基本要求是：思路清晰、语言精练、论据充分，结论鲜明、富有创意，格式规范。最后，研究报告在一定范围内交流。
(三)教学测验及结果的数据统计分析摘自：学术论文格式模板www.618jyw.com
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