生物学科学思维范文

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我校是农村初级中学，学校专业教师师资不足，很多学科没有专业教师。教师对学科专业问题有时连自己都搞得不是很清楚，没有经过专业的学习和系统的培训，对一些实验的操作等方面不太熟练，在实验教学的过程中不能起到示范作用。加上生物科在下面非主科，得不到学校的重视，也使得任课教师教学时没的太大的责任心。

另外，学校没有专门的试验员和专门的试验室，对于一些实验教学和课外结合的实验无法正常开展和完成。教学中的教法单一、教学手段滞后、实验教学时学校认为比费钱、任课教师认为组织实验教学时费时费力都是实验难以正常开设的原因，所以很多实验教学干脆停留在口头上完成，把“做实验”变成了“讲实验”，让学生记住实验的方法、步骤、原理，完全失去了实验本身原有的价值和特点。可见，反思自己的教学行为显得尤为重要。

生物教师应不断转变教育观念、更新教育思想、改革教学模式、改进教学方法和手段，适应新课标的要求。生物新课标要求我们制定每节课的教学目标时，要注意培养学生的科学素养即三个维度――知识、能力、情感态度与价值观。

一、知识性目标的反思

根据新课标的要求，制定知识目标。扎扎实实抓好生物概念、生物规律等基础知识的教学，在具体教学中，要搞清生物要领的形成过程，讲清生物概念的定义、含义及特性等。知识的学习笔者大多是利用问题激发学生的互动学习。例如第五章植物的呼吸作用及其利用，围绕三个问题导入：1.什么是呼吸，请说出你身边的呼吸现象？2.人或动物在呼吸时，吸进的气体与呼出的气体在成分上有什么不同？3.植物有没呼吸？等问题展开互动交流讨论。有位学生提出应该用什么方法来证明氧气或二氧化碳的存在？教学内容就这样自然的延续。

二、技能性目标的反思

生物课堂教学应理论联系实际，注重应用，这既是生物学科特点的必然体现，也是适应素质教育的迫切需要的表现。在课堂教学中，教师应尽量列举身边的生活、生产中的实例，向学生介绍现代科技知识，这样可以开拓学生的视野，提高学生认识问题和解决问题的能力。教材要求的分组实验有具备条件，一个个都要开展，实验过程注重学生实践能力的培养。七年级开展的用显微镜观察人血涂片实验，发现学生动手能力很强，出乎意料，对实验也非常感兴趣，当场给以表扬。当然对学生的肯定对帮助学生确立自信也是很有帮助。加强课堂演示实验教学，激发学生的学习兴趣。

三、情感态度与价值观的反思

情感态度与价值观必须有机地融入到课程教学内容中去，并有意识地贯穿于教学过程中，使其成为课程教学内容的血肉，成为教学过程的灵魂。在学习七年级植物标本的采集过程中，“同学们植物标本可帮助我们认识多种多样的植物，在科学研究中也占有重要的作用。那么我们该为植物做些什么呢？”“请我们大家一起来爱护花草树木，以后不会再出现有的同学践踏学校的草坪这现象。”学生也意识要爱护一草一木。

由此可见，在生物教学中学生的实验、探究活动对学生掌握生物学基本知识、基本方法、培养学生动手和创新意识等能力有着很重要的作用。因此，初中的生物教学应该从以下三点重视实验的教学。

一、加强对教师专业知识能力的培养。

学校要积极支持在职教师进修、参加本学科的继续教育，生物教师还可以通过阅读专业书籍女如：《中学生物教学》、《生物学教学》等 ，从中汲取大量营养，开阔自己的视野，丰富自己的知识面，解决教学中的困难。同时还可以湘潭雨湖区那里借鉴经验，各区或几个熟悉的学校成立生物教学联组，定期开展生物教学、教研活动，相互交流，共享教育资源，达到优势互补，共同成长的目的。最后，要引导教师转变旧的教学观念，真正从有利于学生终身发展的高度来认识实验教学的重要性，使实验教学真正成为生物学的一种基本的教学方法。

二、充分利用当地资源，因地制宜。

农村中学实验设备落后，但有着城市无法相比的自然资源。可以利用丰富的农村自然资源弥补学校仪器、设备和材料的不足，让学生自己去野外采集，既丰富了学生的生活经验，又可以陶冶学生的情操。

三、建立起有农村特色的样本研训。

1、教师要在积极的实践中开展研究，探索有效的实施新课程生物学实验教学的途径。

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普遍联系的思维在生物学科中的应用，充分体现了“能理解所学知识的要点，把握知识间的内在联系，形成知识网络结构”的考纲能力要求。联系就是事物之间及事物内部各要素之间的相互制约、相互影响的关系。组成生物体的结构之间、生物与生物之间、生物与环境之间都是普遍联系的。

二、程序化解决问题的思维

程序化解决问题是指解决问题时按照某种机械程序步骤一定可以得到结果的处理过程。简单来说，就是遇到某些生物学问题的时候有相对固定的解答方法和步骤。学生通过模仿、操作、探索、发展有条理的思考与表达的能力，提高逻辑思维能力。从心理学的角度来看，程序化解决问题是用过去的经验按照常规不费力地解决问题，有利于节约心理资源。程序化解决问题的思维在生物学科的应用充分体现了能运用所学知识与观点，通过比较、分析与综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，作出合理的判断或得出正确的结论的能力要求。

典例剖析：

如图，表示细胞分的过程，n代表一个细胞的染色体数。下列叙述不正确的是（ ）

A.可表示人体细胞的有丝分裂

B.可发生在卵细胞的形成过程中

C.可表示次级精母细胞的形成

D.在细胞分裂中发生了染色单体的分离

剖析指导：

1.耐心审题――提倡“两遍读题”。第一遍，快速阅读，抓关键词；第二遍，放慢速度，缩小范围，限定（主语、条件、要求、特征）。该题关键信息：分裂前后染色体数目没有变化。

2.细致析题――掌握“错误原理”。“知识错误”排第一，“逻辑错误”排第二，“表述错误”排第三，“与题干要求不吻合”排第四。回顾细胞分裂过程中染色体数目的变化可知，人体细胞的有丝分裂和减数第二次分裂前后染色体数目恒定。

3.灵活答题――可以启用“对比思维”，采取先对比、后排除思维，表格、图表以及选择题的四个选项常常存在对比关系，通过对比后，可以排除一些选项。有丝分裂和减数第二次分裂过程，着丝粒分裂，染色体数目暂时加倍，然后平均分配，故A、B、D对，次级精母细胞形成染色体的数目减半，C错。

三、抽象问题具体化的思想

抽象问题具体化的思想在生物科学中的应用充分体现了能用文字、图表以及数学公式等多种形式描述生物事实、概念、原理、规律和模型等内容的能力。它是把难以把握又存在复杂关系的问题转变成直观的具体问题去思考，这种思想是解决问题的策略化思想。其中，模型方法是以研究模型来提示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式，模型一般可分为概念模型、物理模型和数学模型三大类。

典例：图2表示内环境稳态的调节机制。请回答：

（1）若⑦表示促甲状腺激素，对⑦的分泌具有调节作用的激素是 。

（2）若⑤是细胞免疫过程中产生的免疫活性物质，则⑤表示

（3）图示表明内环境稳态的维持是 共同作用的结果。

剖析指导：

1.知识链法：分清概念间的隶属关系，把相关的概念串联成知识链，如生物体―细胞―染色体―DNA―基因―脱氧核苷酸―遗传信息―遗传密码―氨基酸―蛋白质―性状，从而使学生把分散的知识点整合为知识链，形成知识机构的整体性。

2比较法：就是对相近或相对的概念进行比较，明确这些概念的共同点和差异点，从而能够将它们科学有效地区分，使概念的外延和内涵更清晰，从而形成相近或相对的概念的知识体系。

3分析法：就是把一个概念分成几个点，通过点了解面，从而掌握概念。也就是说，对教材概念进行逐词逐句挖掘，得到条理化的信息。如减数分裂的概念，在读完之后，可从范围、时期、特点、结果等四个方面进行总结梳理。

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“兴趣是学生最好的老师”，浓厚的学习兴趣是培养发散性思维的重要条件。在教学中，教师要十分注意激起学生强烈的学习兴趣和好奇心，使他们能带着一种高涨的情绪主动而又积极地投入学习和思考中。生物学本身就是一门与实际紧密联系，关系到学生自身的生活和健康以及充满神秘色彩的自然科学，本来对学生就具有很强的吸引力。除此以外，在教学过程中，我们还应注意激发学生的求知欲。利用新旧知识之间的联系，通过设问、质疑等方式，创设问题情境，采用启发式教学，激发学生的求知欲和好奇心，引起他们新的探究活动。例如，在讲《能量流动》一节开始时，可以先提问学生：如果你是鲁滨孙流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只鸡和少量的玉米，那么你应该先吃鸡，还是先吃玉米呢？以便维持更长的时间来等待救援？随着上述问题的提出，学生自然马上就会产生强烈的求知欲，激发了学习兴趣，他们甚至会主动发表自己的意见，从而提高了教学效率。

二、加强学生日常发散思维的训练

教学活动的深入，学生能力的发展，是以思维发展为动力和智力支持的，而思维需要平时的训练。为了促使学生积极思考、善于思考，笔者在教学中经常设计发散性问题，要求学生结合自己的知识和经验提出自己的见解。例如，在学习《人类的起源和发展》时，笔者根据“森林减少，造成古猿到地面生活”的理论，要求学生提出森林减少的可能原因。结果出现了如下答案：食草动物的大量繁殖，占用了过多的古猿生存空间；古猿之间发生战争，使得一部分古猿远离森林；古猿繁殖速度过快，森林资源急剧减少，迫使一部分古猿走出森林；洪水泛滥，淹没了森林；火灾毁了森林；星球之间撞击造成森林环境急剧恶化等。这种问题设计源于课本，能够使学生大脑进入思考模式，对促进学生的思维能力有一定的积极性，长期坚持，就会使学生养成认真看书、善于发现和提出问题的好习惯。

三、大力开展解题思路的创新，塑造学生思维的深度

选择一些合适的练习题进行训练，不断培养学生解题思路的创新，可以最大程度上纵横发散，使知识串联起来，是培养学生发散思维的一个好方法。比如学习绿色植物与生物圈部分内容时，教师可以把学生带进大自然中，让学生亲自观察不同类型绿色植物的异同，比如一年生和多年生、木本与草本植物之间的异同；有限花序和无限花序植物的开花异同；长日照植物和短日照植物的区别，等等。然后让学生通过观察结合学到的理论知识，从课本之外的角度阐明这些植物之间还有哪些区别和相同之处，这些异同之处又对进一步深入探究这些植物起到什么样的启发作用。又如，缺乏维生素A会引起夜盲症、缺乏维生素D会引起骨质疏松症，那么这些现象与内在之间到底是什么样的联系，缺乏到什么程度会患病呢？当然学生不一定要搞清楚，但是我们的目的在于通过现象看本质的过程让学生形成深挖知识，善于思考的习惯，进而培养学生思维的宽度。

四、培养学生一题多解的能力

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在生物教学中培养学生的动手实验能力和自主探究问题的能力是至关重要的一步，生物学科因对学生实践能力要求极强，因而附加给教师的担子也显得尤为沉重，所以教师在日常的教学中要主动探求最佳的教学方案，逐步培养学生的自主创新能力、动手能力和同伴协作能力，以形成高效的生物课堂。

一、生物课堂教学现状和创建高效课堂的重要意义

（一）高中生物课程教学过程中存在的弊端

新课改下，很多教师在没有充分理解新的教学方法的前提下，盲目对课堂教学进行表面化的革新，只注重新形式的生物课堂使得教学陷入很大的误区。

学习生物需要极强的探究性，需要大量的实验协助才能实现教学任务。正是在这种观念的指导下，生物课堂出现了两种极端的现象：有的教师往往过分看重教学实验对学生的启发作用，在45分钟的课堂上花大量时间做生物实验，因此教学效率与进度受到极大阻碍。与此同时，有的老师发觉大量实验对正常教学进度的局限性后，很少为学生展示生物实验，这使得大部分学生对生物现象的理解仅限于课本上理论知识的解读。可以看出，这两种方式对于生物教学而言都存在极大的弊端。所以在此情形下，创建高效的，创新型的生物课堂显得尤为重要。

（二）创建高中生物有效课堂的现实意义

社会需要创新型的人才，学校也在不断加强对课程的改革，这一系列的社会趋势无非就是引导教学方式逐渐转向“以学生为中心”的教学模式上来。在素质教育下，高中生物课堂只有主动摒弃传统教学模式，多引导学生动手探究问题，自觉解决学习中的难题，才能使学生形成创新性的思维，才能实现学生的自由全面发展。

二、构筑创新思想，营造有效课堂

针对目前的教育现状，只有主动寻求解决的途径才能实现高中生物课堂的高效。为此，在教学过程中，广大生物教师可以采取如下的创新性措施：

（一）巧设问题，引起学生的探究兴趣

生物课上，学生的学习兴趣依赖于教师对材料情境的创设。材料情境创设的好，学生的探究兴趣浓烈，反之，整个课堂将陷入沉闷无趣的状态。如在学习“细胞的呼吸”一节时，教师可以通过展示罐头的保质期向同学们提出问题：我们都食用过罐头，为什么罐头上会有保质期？密封在瓶里的罐头会呼吸吗？这样通过联系日常生活实际，激发了学生对问题的探究兴趣，提高了他们学习的主动性。

在“提取和分离叶绿体中的色素”这一实验之前，老师首先应明确此实验的探究内容，使学生带着问题进入探究实验的环节，同时教师要及时提出问题，诸如：叶绿素中包含了哪些主要的色素？光合色素在滤纸条上呈现出的宽窄和位置的不同表明了什么？学生带着疑问开始实验，使得实验更具针对性，对实验过程也更加认真。这种巧设问题的探究式学习，培养了学生的实践能力、独立思考能力和综合运用知识的能力。

（二）动手实践，提高学生的自主学习能力

生物课堂是一门依托实验而开设的课程，它在注重学生动手操作能力的同时也强调同学之间的协作能力。在高中生物课堂上，教师要注重理论知识与实践能力相结合，将更多的课外科技活动融入课堂教学的环节。同时，教师可以为学生创建实验资料库或档案袋，及时收录学生的观察日记、实验心得、参观感想等。学生参加更多的科学实验既锻炼了动手能力，又扩大了科技视野，切实增强了学生的探究能力和创新意识。

高中生物课程中有关于“根对无机盐的吸收”这样一节课程，在学习这节课时，学生根据教师提供的多媒体软件在虚拟的网络上种植植株，并根据自己的认识为植物添加肥料，预想植物的最终形态。得到不同的结果后，学生可能会产生疑惑，这就促使同学自己动手查阅相关资料来化解心中的疑虑，这样一来既减轻了老师的负担，也培养了学生的自学能力。

（三）信息技术与课堂教学的整合

21世纪是信息化的时代，信息技术正逐渐走入学校的课堂，这种技术以其高效便利的特性赢得广大教师、同学的欢迎。在高中生物课上，教师充分利用信息技术教学可以为同学们提供大量学习资源，丰富教学形式，实现课堂教学的优化。例如在讲授“遗传因子的发现”一章时，教师可以先利用多媒体介绍遗传学奠基人孟德尔的生平和他探索生物奥秘的不懈态度。此时，教师可以利于多媒体这种直观有效的形式使同学们明白：要想攀登科学的高峰，必须付出百倍的艰辛和努力。

在讲授“细胞的呼吸”一节时，教师可以将网络上关于细胞呼吸的视频放映给同学们：泡在盐水和清水里的植株，在相同的时间里呈现了不同的状态。同学们观看视频时精力集中，学的也更加扎实深入。很显然，这种多媒体参与教学的方式节省了课堂上实验所花费的时间，同学们反馈及时，大大提高了课堂效率。

结语：

生物学科是一门前沿性强的科目，它涉及到世界上诸多的生物奥秘，结合了诸多新技术和新手段，未来它的发展潜力巨大。所以在生物课的教学中，教师也应该有意识地向同学们传递创新思想，通过创新课堂教学方式，自觉担负启迪学生创新智慧的重任。

参考文献：

[1]马育国.以“问题串”为载体，构建高效生物课堂[J].新课程：教育学术，2011（11）

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关键词 点燃火花；促进思维；实效思考

一、点燃学生思维火花首先需求学生真有求学之趣

应当说初中学生是刚刚涉猎生物学科课程，总体上讲对生物课程感兴趣的同学还是比较多的。但从学生学习的现状看，真正意义上的感兴趣无论从数量上还是从质量上，都不容乐观。平时的教育教学实践令我感到：对生物课程感兴趣的同学一般都是些学习生物课程比较优秀者，他们的思维活跃，钻研的劲头足，对生物所涉猎的内容也比较容易而又轻松的钻研得深和透。应当说这不是我们理想的追求，生物课程教学的最优化应当是我们所有的学生都能得以发展，尤其是对生物课程领域的喜好度人人都能够得以提高,因为21世纪是生物学世纪。我们必须关注的问题是要从科技发展的现状和前景让初中开始形成探求生物奥秘的兴趣，譬如在我们的生物课堂教学中，我们可以向学生介绍一些生物研究的瞬息变化，科学研究总是在不断的有新科学理论的提出中，当然也就在不断有新理论将过去所研究结论的推翻中。但是如果没有研究，也根本就不可能有新的发现，如果多依赖别人去研究，大家都去依赖别人去研究，那也就不会有一个人去研究了。学生们比较简单地知道这些道理后，对生物课程内容以及生活中的诸多生物现象探求兴趣就会高涨。

二、点燃学生思维火花其次需求学生真有探求之思

初中阶段的学生，应当说其思维能力和思维模式正处于形成的过程中和关键期，学生如果能够比较充分地进行思考，而且是自觉自愿自主创造性的思考，那么学生才能处于真正的探求之中。但在我们平时的教学活动中，初中学生学习生物的探求总不是那么理想地处于积极状态，也看不到我们学生生动活泼的发展。这里的原因是什么？应当说我们师生总有一定的关系，而且更为主要的关系是出在我们教师身上。我们平时的诸多教学总喜欢让学生去被动地接受，因为那样的教学来得直接和抄近。但那样只能解决我们学生去知道教材中生物所列举的现象，不能使得学生从学习的开始就能对一门学科课程去产生探究的兴趣，去形成一定的探究习惯和能力，尤其是通过探究去促使学生的生物科学的智慧得以充分的发展。应当说让初中学生学习生物能够具有真正的探求之思，其途径还是比较广泛的，作为我们一般农村初中的生物教学其渠道则显得十分的开阔，譬如我们完全可以引领学生去搜集田野里，河池中，大棚里的形形式式的生物，让学生去观赏它们的变化和发展。譬如我们完全可以为学生搜集一些大量的生物科技录像的资料，并把这些资料制作一定的课件，随时可以穿插于一定的课程内容教学中。现在生物科技录像比较普遍，如转基因技术的录像，当学生能够看到这样的资料，那么初中学生则会对生物的发展去产生浓厚的欣赏兴趣和对生物科学的积极探究兴趣，同学们则完全可以从中知晓生物的作用是无比的，生物一旦被科学所运用那么其对人类社会的发展起促进威力也应当是十分无穷的。如人体奥秘的录像，当学生能够看到这样的资料，学生则完全可以产生这样的兴致，那就是从自身的现在做起，努力从多角度和多层面保护好自己。

三、点燃学生思维火花再次需求学生真有发展之策

生物课堂教学自从基础教育课程改革和实施新课程标准以来，课堂乃至于学生的学习教师将不再去剥夺学生的诸多权利，而是让学生和自己一同交流和互动。教育教学的实践告诉我们：师生之间的互动过程实际上也是我们教师和学生共同发展的过程，尤其能够促进我们的初中学生去形成学习生物课程的发展自己正能量的策略。所以，我们平时的生物课堂教学对于我们教师而言必须努力思考真有学生发展的策略，真让学生发展的策略。学生要发展，是不能停留在简单的受事性的学习上，要去进行广泛意义的探究。对初中学生学习生物的发展和探究，必须要有具体而又生动的探究情境，生物教学的内容从一般意义上讲是极为可能与生动的课堂教学的氛围联系起来的。譬如我们初中学生一般说来都处于青春发育的关键期，可学生们却根本不能对青春期的卫生有着比较正确而又深刻的理解，一些生活显得比较随大流，生活细节考虑得不是很多。再加之学生在具体的饮食生活中还又是那样的随便。那么我们则完全可以借助一些生活情境让孩子去探究食物与生活的联系，既让学生去知晓食物对人体的营养作用，也还必须让学生知道食物对健康人体的破坏作用。只有通过这样的探究才可以形成学生正确的饮食观，促进自己的健康成长。让学生有发展之策我们平时还必须在生物课堂教学中让多去自己观察生物，通过自己的观察进行耐心的思考，并养成多多自己进行提问的习惯，在自己形成充分假设的基础上，进行探究活动方案的设计。让学生有发展，我们学生学习的阵地不能局限在课堂上，十分需要我们去把课堂的内外结合起来，课堂外的生物将会更丰富而又实在地映入到我们学生的眼帘引起学生对生物变化规律的不尽探求。

参考文献

[1]教育部.义务教育生物课程标准[M].北京师范大学出版社，2011

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中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2013）30-0040

在新课程标准理论的指导下，中学生物实验教学新课标在教学目的中明确指出：将科学素质培养目的在教学目标中进一步具体化：在能力要求中提出了要求学生“比较熟练地掌握显微镜的使用 ”；“要使学生掌握生物科学的一些基本方法，具有较强的观察、实验、思维、自学等能力，提高科学素质。”；“初步形成分析、综合、比较、判断和推理的能力 ”；“初步掌握基本的生物科学研究方法，并逐步确立适合自己的一套学习方法，养成良好的自学习惯 ”；要求有“初步的研究能力和创造能力 ”。 因此，培养学生的创造性思维，应成为各学科教学的重点之一。下面，笔者就谈谈在生物教学中培养学生创造性思维和实践能力的一些途径。

一、在实验教学中培养学生创新思维的教学目标

在生物实验教学中，培养学生创新思维的教学目标有：获得亲身参与探索研究的体验；培养收集、分析和利用信息的能力；培养发结合自己在具体的教学实践中遇到的困难及解决方法，发现问题与解决问题的能力；学会分享与团队协作精神；培养科学的态度与道德；培养对社会的责任感和使命感等。从生物学科自身的特点来看，务必将科学探究作为课程改革的突破口才能顺应学生和社会的需要，激发学生的主动探索精神和创新意识，在获得生物知识运用实验技能的同时也成为理解生物、进行科学探究、联系社会生活实际的过程。

二、激发兴趣，注重实践技能训练

在教学中，教师应抓住兴趣是学生最好的老师这一心理特点，激发学生的学习兴趣，扎实他们的实验操作技能。具体做法如下：

1. 上好第一节生物实验课。第一节学生实验课教师可将学生带到实验室，美观大方的实验室和各种各样的实验器材会吸引住学生，教师可以告诉学生那些他们比较陌生但很感兴趣的实验器材的名称和使用方法；然后有目的地组织学生参观生物标本室和模型室，看人体骨架的标本和胎儿的标本以及多种多样的动、植物标本，学生将会充满好奇心与强烈的求知欲。

2. 利用第一节实验课的效应，教会学生制作动植物标本，并开设展览与评比。将优秀作品在年级展出后收藏于标本室供今后教学使用。这会使他们很有成就感，感到学习既快乐又轻松，同时增强了自信心。

3. 利用学校实验室开放的机会，鼓励学生加强基本实验技能的训练。然后开展一些小游戏，如在实验课中限定时间操作显微镜，看哪组能够完成任务，或者开展小竞赛，看哪组操作得又快又准。最后教师对优秀的小组进行表扬，激发学生的学习兴趣。

三、培养创新思维，加强实验教学的改革

1. 培养学生创新思维，就是要培养创造性思维能力――发散思维。发散思维可以使人思路活跃、思维敏捷、办法多而新颖，能提出大量可供选择的方案、办法和建议，特别能提出一些别出心裁、完全出乎意料的新鲜见解，使问题奇迹般地得到解决。在生物中发散思维训练的主要内容有扩散列举、引申发挥等。

（1）扩散列举扩散列举就是围绕一个问题举出多种可能相关的因素。例如在学完家兔的知识后，让学生考虑有哪些因素可以使家兔死亡。没有食物可能饿死，没有氧气可能憋死，心脏坏了可能死，神经受损可能死，失血过多可能死，积毒过量也可能死，人杀可死，狗咬可死。再如学了生物与数量，提高人口素质；合理利用动植物生产工厂化等。经常进行扩散列举训练，学生的思维会越来越活跃和开阔。

（2）引申发挥引伸发挥就是在思考问题时想到更深一层的相关内容。例如，讲植物的根，教材上指出，由胚根直接发育而成的根叫主根，从主根上依次生出的根叫侧根。如果要学生引伸发挥的话，在讲清概念的基础上，可以发出引伸性提问：是不是所有的根都是由胚根发育而来的呢？这样就可以通过日常接触的实物如玉米、甘薯、秋海棠等植物的不定根，说明不是所有的根都是由胚根发育而成的。经常进行这样的引申发挥就能提高学生的发散思维。

2. 突出探究性实验的思维方法，培养学生的创新思维

我们鼓励学生要勇于打破先例，跳出书本的束缚，这一点在探究性实验中非常突出。探究性实验往往由学生自己提出问题，然后作出假设，并通过观察、实验和调查等手段获得证据和事实。学生通过探究来体验人们获取科学知识与认识世界的过程。由于实验过程由学生自己设计和操作，书上没有现成的模式可以遵循，因此，在探究实验中突出学生的思维方法，将有利于培养学生的创新精神和求异思维。

三、重视实践能力，培养创新精神

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一、创设情境，感性体验

对于初中生而言，初次涉及高度概括的物理概念，无疑会感到生涩难于理解。作为“传道、授业、解惑”的教师就要在如何给学生解惑方面各显神通，教师可以给学生创设感兴趣的且又恰当合理的情境，情境的创设途径可以不拘一格，关键是创设出一种激起学生疑惑的学习心理，并由这种疑惑的学习心理引发出学生发现和提出问题。在中学物理概念教学中，发现问题的情境，可以用差异性的物理实验、日常生活事件和经验、科学探究模拟、新旧知识的联系、作业活动等途径来创设，让学生体验到一种身临其境的感觉。比如，在摩擦力概念引入时，可以“让学生想办法用一张薄纸片提起一本较重的书”、“拉两本页码交叠的课本，拉不开的课本”、“吹大的气球吊杯子”等。

二、重视科学抽象，使学生理解由感性到理性

对于抽象的物理概念的教学，教师除了给学生介绍一些感性材料外，还要引导学生进行科学抽象――利用比较、分类、类比、分析、归纳等方法，对感性材料进行深层次的再加工，这些过程必须要经过学生的自己思考，由学生由此及彼、由表及里的分析归纳得出结论。比如，在斜面上下滑的物体受力分析，这里就要引导学生对力的概念、重力的作用效果等知识点的理解，让学生自己进行讨论、辩论，“去伪存真”把所谓的下滑力的本质认识清楚，而不是让学生死记硬背“下滑力”不存在。……学生经历这种由感性到理性的理解物理概念的过程，对他们记忆、理解、应用物理概念是有帮助的。

三、理解物理概念的物理意义，形成物理概念

初中生对于有些概念，看起来相似，其实本质却不同的概念很容易混淆。如压力和压强，功率和机械效率，热量和内能等一直搞不清。对于这些易混淆的概念，教师就应该从质和量两个方面进行对比，以弄清其区别与联系。如压力和压强，物理课本的定义压力为垂直作用于物体表面的力，其单位是“N”，很多学生认为压强就是压力。实际上压强是表示压力作用效果的物理量（质的规定性），其数值等于物体在单位面积上受到的压力，其单位是“N/m2 （即Pa） ”。物理和数学有个最大的区别就是，物理量有单位而数学没有。通常，笔者让一些基础中等的学生区分不同的物理量的方法，就是看它们的单位。很明显，这两个物理量的单位不同，它们就不是同一个物理量，但两个物理量既有联系又有区别。教师对这些学生易混淆的物理概念教学时，应该不断地加强学生对物理概念质和量的规定性的对比，知道他们的区别，由量的规定知道他们的联系。

四、注重物理概念系统的归纳、梳理，形成有序的概念结构

在一个阶段的学习结束以后，教师应该及时帮助并指导学生把众多的知识、概念联系起来，形成有序的知识结构，这样，不仅有利于学生的记忆，而且有利于学生的理解和应用。归纳、梳理的方法是：

（1）回顾全章内容的主要知识点，比如主要的物理现象、概念、规律、实验等；

（2）找出哪些物理知识点具有包容的关系，哪些知识点具有并列的关系；

（3）整理这些知识点的内在逻辑联系，并以适当的形式表达出来。这些形式可以是提纲形式，也可以是“树形”结构图、表格等方式。

五、从物理书本知识到实际应用的转变

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中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）05-0056-02

微生物学如今已经成为生命科学类大学生必须学习、掌握的基础课之一，它的主要任务是使学生系统掌握微生物学基础知识、理论和实践操作技能[1]。要提高该课程的教学质量，应紧密跟踪国际最新前沿，选用和参考国内外优秀教材及研究工具书，从教材建设、课程内容、教学方法等方面进行改革，使课程紧跟学科发展的步伐，使学生及时掌握最新的微生物学理论知识和应用技术。本文以生物工程专业为例，从教学内容、教学方法等方面对《微生物学》课程教学改革进行探讨和思考。

一、教学内容的改革

（一）教材的选择

目前，国内微生物课程有关的教材，其主要内容包括微生物的形态、细胞结构和功能、营养、生长与控制等[2]。考虑到学生已有的知识基础，确定选用高等教育出版社出版的《微生物学》（第二版）这本书作为教材。这本书章节分类明确，内容全面，措辞严谨，重点、难点突出，且有助于内容选择和安排，因此可较好满足理论教学要求。此外，由Pearson Education Inc.出版、Michael T. Madigan等编写的《Brock's Biology of Microorganism 13ed》一书，则作为本课程的主要参考书，该参考书信息量十分丰富全面，知识概念严谨，而且有诸多国内其他同类教材所不具备的彩图多幅，展现了微生物学的诱人前景，引导学生投身微生物学领域的研究，是一部不可多得的优良工具书。

（二）优化重点，避免重复

在教学中，应根据选定教材的特点和各个章节内容的难易程度，合理分配不同章节的学时数。对在别的课程中涉及到的内容尽量少讲或者不讲，如《生物化学》、《细胞生物学》和《基因工程》课程中涉及的部分内容可以不讲，以便重点突出的安排教学内容。

例如，微生物包含了原核微生物、真核微生物和病毒三类，在讲到微生物的细胞结构与功能一章，由于同期开设的《细胞生物学》课程详细介绍了真核细胞结构，所以在微生物学课程重点讲述原核细胞，真核细胞结构只讲代表性微生物如酵母、霉菌的细胞形态。再如讲到微生物的代谢一章，由于《生物化学》课程会讲到通用的生物代谢途径，如氨基酸、核苷酸和糖类的合成途径，这些生化代谢在微生物学课程里就不重复介绍了，而重点介绍各种在微生物中独具或占主导地位的分解或合成途径，解释其重要的生理功能，引导出各种微生物工业发酵的产品。还比如，讲到微生物基因表达调控和微生物与基因工程这两章，由于这两章内容实际应是《基因工程原理》和《基因表达调控》课程的主要内容，所以在本课程中也不宜作过细的介绍，而应该重点描述微生物在基因工程研究过程中起到的重要作用，使学生明确基因工程的发生发展是离不开微生物的。在讲基因表达调控时，应重点放在原核微生物转录水平的调控，突出微生物学课程的特色和重点。

（三）科学安排

绪论是第一章，万事开头难，先讲好绪论十分关键。绪论概述了微生物的定义、发展历程、对人类的影响及发展趋势等内容。讲授中以人物和事件为主线，介绍微生物学发展的重要历史阶段、关键人物以及微生物在各个生产领域中的应用，激发学生对课程的学习兴趣。例如，通过介绍列文虎克给英女王看显微镜的故事、巴斯德研究蚕病和制备疫苗的故事以及柯赫、弗莱明的主要贡献等内容，使学生在理解微生物学发展历程的同时，直观的感受前人认真观察和持之以恒的科学精神。人类目前仍然面对着多种细菌和病毒为病原体的传染病威胁，另外环境污染物的生物降解、沼气氢气等新能源的开发问题，也都与微生物密切相关。阐述以上内容，可使学生明确微生物与人类的密切相关性以及人类认识并改造微生物进而为社会服务的实践过程，从而端正学习态度，树立坚定的目标，积极投入到之后的微生物学课程学习中。

绪论之后进入微生物学各专题的分章介绍，根据讲授内容的丰富程度、知识难易程度，应该有学时分配上的差异。结构与功能、代谢、生长与控制、病毒、生态进化和物种多样性这几章，描述性内容较多，概念名词丰富，应采用图片和动画插放的多媒体教学方式，使学生有直观的感性认识，便于他们记忆;遗传、基因表达调控和基因工程这三章，涉及到较多分子遗传学的知识，且与其他章节的衔接性不大，讲授时应该与教材上的章节排列顺序有所区别。例如，可以将这三章内容放在进化和物种多样性一章结束后再讲，这样会使知识衔接更好，同时也使学习的难易程度由容易逐渐过渡到难，符合学生掌握知识过程的客观规律。

二、教学方法的改革

（一）充分利用多媒体

微生物学课程涉及大量微生物形态和结构的介绍，以及较复杂的代谢反应流程。传统的教学方法以文字讲授为主，辅以十分有限且质量较差的图片资料，教学效果不理想[3]。因此，在教学过程中合理使用多媒体工具，把抽象性的教学内容转变为生动形象的感性素材来提高教学质量，是十分必要的。我们的教学实践表明，多媒体教学这一直观、准确、丰富、生动的教学方式，在扩大了教学内容信息量、避免乏味的照本宣科的同时，从根本上提高了学生的听课效率和课后的学习兴趣。

多媒体教学的另一大优势是电子教案可以瞬时拷贝，这个优点可促使学生上课时专心听讲，以免发生因做笔记而漏听或漏记了上课内容的情形。而且现成的教案相比学生自行记录的笔记内容而言，有知识的准确率高和字体的清晰度好等优点。因此，多媒体教学最大限度地突破了传统教学的束缚，在提高教学质量、减轻学生的学习压力和突出学生的人本效应等方面起了十分重要的作用。

（二）开展课堂讨论

为了克服学生上课开小差不专心听讲的常见缺点，充分调动学生主观能动性的同时并活跃课堂的教学气氛，在课堂上可安排数次短时间的讨论。因为讨论促使学生主动思考，通过活跃的听力和口语交流，提高其分析和解决问题的能力[4]。讨论的形式是由老师课前布置习题，学生查阅资料完成作业，教师批改作业之后，根据回答内容进行分类，然后在下一次课的开始将作业题的几个不同答案在课堂上进行讨论，使每个学生都能参与其中，然后最后由教师对正确答案进行讲解。课后学生们反映这种上课形式好，既提高了学习兴趣，又加深了对知识点的理解。

（三）考核方式的多元化

将学生的课程最终成绩分为平时成绩和期末成绩。在计算最终成绩时，期末成绩占总成绩的80%，平时成绩占20%。期末成绩指考试的卷面成绩，平时成绩里面，平时作业占50分，学习交流（包括课堂问答、个别交流、参与讨论）占30分，课程学习笔记20分。通过考核方式的多样化，使学生成绩评定更为客观准确，也提高了学生各方面学习的综合素质。

（四）将自己的科研成果融于课堂，提升个人素质

笔者在讲授微生物学课程的同时，课余时间一直从事环境微生物学方面的科学研究，因此对当前微生物学研究的国际前沿或多或少有所了解。生命科学被誉为21世纪的领头学科，其科学研究的发展日新月异。将相关领域的国内外研究进展引入到课堂相关知识讲授的过程中，可以使青年学生及时了解知识的更新程度和全面、重要程度，对提高学生的听课积极性和学习甚至研究的主观能动性，也是十分有帮助的。例如，在讲授细菌S层的结构时，结合自己分离菌株的电镜照片、相关功能基因克隆以及在大肠杆菌中异源表达，使学生对该结构的重要性和在技术领域的应用潜力有一个很全面的了解;在讲授氨基酸的合成代谢时，结合自身研究的谷氨酰胺合成酶基因克隆和转基因植物的生化分析，了解各种氨基酸合成和运输过程，以及它们在微生物体内的代谢路径;讲授微生物的多样性时，引入笔者研究过的沼气池样本产甲烷古菌的群落结构和多样性分析，明确这类古生菌在自然界的分布及其在自然生态系统中所起的重要生物学功能。除了教学方法的改革外，同时加强自身的思想修养和职业道德修养，提升教师的各方面素质也不可忽视。不仅在教学过程中要激发学生的学习兴趣以取得最优的教学效果，还要做到多与学生交流，及时了解学生的正确想法和思想上的困惑，鼓励学生热爱学习，酿造和培育大学课堂上教师与学生生动活泼、互相促进的良好氛围。

三、结语

当前世界已处于信息化时代，知识的更新快、信息量大。这改变了人们传统的学习方式，也对大学微生物学的课程教学产生了深刻影响。因此，必须改革传统的教学内容和手段，建立新的教学理念。在更新教学内容的同时，应重点培养学生掌握科学的方法、自身创新能力和个人综合素质。微生物学的发展日新月异，教学改革势在必行，这既是培养创新人才的需要，也是现代社会对高等教育人才的时代需要，是每个教育工作者的职责所在。在教学过程中，只有把知识传授和能力培养有机地结合起来，同时提高教学效果，才能使学生成为适应未来实际发展需要的高技术、创新型人才。

参考文献：

[1]沈萍，陈向东.微生物学复兴的机遇、挑战和趋势[J].微生物学报，2010，50（1）：1-6.

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物理概念的建立，以及规律的发现、概括，都需要学生思维的加工。与一般的思维过程相比较，其思维又有独特性。对这种独特性的准确了解和把握，对提高物理教学的针对性和灵活性有很大的帮助。

1.建立典型的模型

首先需要抓住其主要的特征，而舍去那些次要的因素，形成一种经过抽象概括了的理想化的“典型”，在此基础上去研究“典型”，以发现其中的规律性，建立新的概念。模型化物理学科的研究，以自然界物质的结构和最普遍的运动形式为内容。这种以模型概括复杂事物的方法是对复杂事物的合理简化。而抽象概括和简化的过程，也正是人脑对事物的思维加工过程。

物理学科的研究，模型就是一种概括的反映，就是概念，亦即是一种思维的形式。把握好物理模型的思维，是学生学习物理的困难所在之一。所谓物理模型，就是人们为了研究物理问题的方便和探讨事物的本质而对研究对象所作的一种简化的描述或模型。由于物理学研究自然界中物质最基本、最普遍的规律，以及物质和结构的相互作用，几乎每一个具体问题都要涉及许多因素。因此，在中学物理教学中，模型占有重要的地位。在物理教学中，首先要引导学生步入模型这个思维的大门，适应并掌握这种思维形式，具备掌握物理模型的思维能力。

2.培养学生的发散思维

任何一门学科，其内容都不会是孤立的存在，不可避免地会与其他学科有或多或少的联系。在本学科内，一个物理问题的提出、解决，其后所牵涉的问题，可能有许多个环节，问题的解决所经历的思维过程，往往需要分为几个过程、阶段或几个方面、步骤。须经历分析、综合的相互转换，往复循环，逐级上升。本文称此特点为物理思维的多级性。

一般说，物理思维的特性，亦包括了模型的转换。无疑，这种思维的多级性，要求更高的思维能力，这是对于思维能力培养的一次推进。而对于步入新阶段学习的学生来说，是一个新的水平，也是对思维惰性的一个冲击。从开设物理课开始，必须注意不断地引导并培养学生发现新问题、解决新问题的敏锐能力，以及勤于钻研、深于追究的思维品质。

3.注重学生的求异思维品质

多向性许多物理问题的解决，并不只有一种办法。同一个问题，从不同的方面出发，用不同的方法，都可以得到同一个结果。还有一些问题则不同，并不只有一个结果存在，需要作全面分析。而解决这类问题所经历的思维过程必须是开放性的，而且在思考中必须灵活地进行分析和综合的转换，全面地把握问题，细心地权衡哪些思维是有利的，哪些思维是正确的。这种特点，被称为发散思维或求异思维。

4.培养学生在物理方面思维的转换

物理研究对象的转换、物理模型的转换、物理模型和数学模型的转换等是常见的。思维的转换是物理思维的又一个特点。它要求个体及时地更换自己的思维方向，转换思维的方式，改变语言表达方式，以更简捷、有效的方式进行分析、综合。

思维的转换，既是物理思维的特点，又是学生学习物理甚觉困难的又一所在。

思维的转换，是思维灵活性的体现，在物理教学中，需要有意识地培养这种品质。

物理问题的表达方式也是多种多样的。例如表述物理规律，可以用文字叙述，也可以用公式表示，还可以借助于画图像。有些问题还可以用各种图示。概念的表述，亦有类似的方式。物理教学，就需培养学生选择表述方式的意识，使学生学会并掌握物理语言，形成准确地运用适当的语言思考、论述物理问题的习惯和能力。

5.在物理研究中几种常见的思维方式

（1）假设与验证。物理研究对象的转换、物理模型的转换、物理模型和数学模型的转换等是常见的为着解决某一问题的思维。所必须经历的步骤，一般分如下四步，即发现问题、认清问题、提出假设、验证假设、得出结论。而其中的假设与验证是思维过程的中心环节或关键环节。在解决有多种可能的问题时，结论与假设有关的，必须加以验证。验证假设的思维是人的认识深化的过程。验证的方法，可以是间接的方法，即推理的方法，也可以是直接的检查，即知觉的方法。但无论以怎样的方法来进行验证，都能直接地培养学生思维的广阔性和深刻性。

（2）等效思维。等效方法的运用，是物理思维的又一个特点。所谓等效，即效果相同。例如矢量的合成分解、等效电路等属之，都是简化复杂问题的方法。把复杂的对象等效作为一个模型，以便能够应用已有的知识去处理。这种等效处理的方法本身就是一种思维。

（3）实践性。物理知识的另一个特点是它与实践紧密联系。许多知识是实践观察的总结。就其来源于实践而又应用于实践这一点讲，物理知识是非常具体的、通俗的。而就其概括实践来讲，无论是初级经验的概括，还是高级科学的概括，都很抽象。既具体又抽象的特点，要求解决物理问题的思维，必须具有相应的特点。

因而，在物理教学中，必须时刻注意联系实际，以期培养学生具有既能作抽象的概括，又能具体地应用、联系实际的思维品质。一些论述需要作抽象的概括，而另一些论述则必须考虑到现实状况，作联系实际的思考。脱离实际必然导致思维的谬误。

参考文献：

篇10

2.碎片化学习。对学习内容或者学习时间进行分割，使学习者对学习内容进行碎片化学习。学生可以自己把握学习节奏，将知识学习以链状形式循环推进，使学生得到结构化的知识体系，改变了以往只能在教师带领下先分知识点学习、后集中复习的学习模式。

3.翻转课堂。将学习过程分为两部分：一是前置学习，学生在课外在线完成信息传递任务，课堂充分运用微视频等各种教学手段，形式有趣，注重效果。二是课内互动，在教师指导下进行内化吸收，师生间进行深度互动，开展各种实践和团队学习，从根本上改变了学生的学习方式。

4.形成学习社区。学习强调交互性，尤其重视学习者之间的交互，一些学生成立了网上学习小组，或跟附近同学万方数据组成面对面的学习小组，开展同伴互助和评价活动，形成非常强大的学习社区。

5.评价灵活。MOOCs的评价平台往往使用自动化的线上学习评价系统，学生不但可以即时收到评价信息，教师也可以通过学生互评对学生的学习成绩进行评价，以激发学生学习兴趣。

二、PBL教学模式引入到微生物课教学

基于问题的学习（problem-basedlearning，简称PBL）是由美国神经病学教授霍德华•巴罗斯（HowardBarrows）于1969年创立的一种自主学习模式。PBL教学法以问题为基础的学习方法，在教师的指导下，通过学生自学、讨论，学习相关知识，进而解决问题。提高学生学校的主动性，及分析解决问题的能力。整个教学过程包括问题的设置、学生分组讨论、学生课堂发言及教师的总结。问题的设置要以课程教学目标为基础，难度适中并与生活实践密切联系为宜。分组讨论要求学生6-7人为一组，由组长组织，通过查阅相关书籍、文献及利用互联网等方式查阅问题，汇总讨论，得出结论。课堂上各组根据之前形成的结论，进行讨论，通过这一环节加深学生对知识的理解，最后由教师进行归纳总结，解答学生疑惑。教师在教学过程中结合学生情况适当讲解一些科研方法与技巧，特别是文献检索的方法，并且帮助学生组合讨论小组，将不同素质和不同特点的学生搭配起来，取长补短。

三、运用多媒体技术，增强教学效果

针对微生物学课程特点，运用多媒体辅助教学。微生物与现实生活紧密连接，讲授到相关内容时，可收集整理各类案例、图片、视频，应用到多媒体课件当中。在多媒体教学中，可将抽象的内容通过图片、视频的方式展示，降低内容理解难度。当然多媒体教学应与传统教学方式紧密结合，互相配合，发挥传统教学口头语言与肢体语言和学生的交流，多媒体教学生动形象的特点，是教学信息容量增加，丰富了教学内容，开拓学生视野，重点、难点清晰明了，提高学习效率。

四、改革实验教学，调动学生学习的积极性

微生物学的教学效果离不开实验。开设开放性与研究型实验让学生成为了课堂的主角。每个实验都环环相扣，通过分离土壤微生物，让学生学会微生物学的基本实验操作，无菌操作，微生物的形态分类，最后再筛选出青霉，验证青霉素药物的作用机理。整个过程让学生充分独立思考，设计实验，体验科研过程，体现了研究性学习的自主性和独立性，很好地培养了学生的创新能力。

篇11

微生物学作为生命科学领域的专业基础课程，对林学专业学生掌握微生物基础理论、提升综合能力具有重要作用[1]。林学专业大多以选修课的形式开设微生物学课程，其配套的实验课程往往不开设或所占学时数较少。林学专业微生物学实验课程是理论课程的延伸，其目的在于让学生掌握最基本的微生物实验操作技能，进一步理解微生物与林业的关系，为学生将来深入学习林木病理学、菌物学等课程及从事相关研究奠定基础。长期以来，在林学专业微生物学实验课程教学过程中存在一些问题，如实验教学内容庞杂零碎且与林学专业背景脱节、教学时间安排不合理、学生参与度低等。这些问题严重影响了微生物学实验课程的教学效果。基于此，本文综合分析了林学专业微生物学实验课程教学存在的问题及原因，并针对这些问题提出了教学改革方案，以期为提高微生物学实验课程的教学质量提供参考。

1林学专业微生物学实验课程教学存在的问题

1.1微生物实验教学内容庞杂、零碎

目前，微生物学实验课程教学的参考教材主要有徐德强等主编的《微生物学实验教程》（第4版）[2]、沈萍和陈向东主编的《微生物学实验》（第5版）[3]、朱旭芬主编的《现代微生物学实验技术》[4]以及路福平和李玉主编的《微生物学实验技术》（第2版）[5]等。这些实验教材涉及的实验内容多以基础性实验为主，包括微生物基本实验操作、微生物形态观测、微生物的自然选育、微生物的生长及测定、微生物的生理特征及分子生物学特征等多个板块的数十个小实验（见图1），内容非常庞杂，很难在有限的教学时间内完成。另外，这些实验之间的相互关联度不高，学生获得的是零碎的实验技能，不利于学生系统地掌握微生物学实验技能并对其进行应用。

1.2微生物学实验课程教学内容与林学专业背景相脱节

如上所述，微生物学实验课程的教学内容多为零碎的基础实验，相互关联度不高，且实验设置与林学专业大背景也无关联。因而，在教学过程中经常有学生质疑微生物学学习的必要性，更有很多学生认为微生物学与林学没有关系。这导致学生对该课程的学习积极性不高。

1.3实验教学时间安排不合理

作为选修课，微生物学实验课程的教学课时严重不足，无法在有限时间内完成实验教学任务。同时，微生物学实验课程教学多安排在理论教学之后或在理论教学开始几周后进行，理论教学与实验教学的进度往往不一致，学生在开始实操学习时往往对实验所对应的理论知识印象不深或早已遗忘。这就需要增加额外的时间向学生再次讲授理论知识，进而导致实验时间进一步被压缩，不利于学生对理论知识与实践技能的系统掌握。

1.4实验教学方法单一，学生参与度低

实验教学属于实践类教学，需要学生进行实际操作。然而，目前微生物学实验课程教学多以教师实验示范+小组实操的方式进行，受硬件设施及实验性质的限制，很多微生物学实验仅允许少数学生进行实操。如培养基的灭菌实验，一般微生物实验室仅有1台高压蒸汽灭菌锅，而单次培养基灭菌至少需要消耗2小时，因而单次教学仅能由一位学生实际操作；微生物学实验的各类接种操作均需要在超净工作台上进行，而一般实验室仅有1至数台超净工作台，单次操作同样仅能有少数同学参与。整体而言，学生实操的参与度较低，不利于对各类微生物学实操技能的掌握。

1.5实验教学考核方式不合理

在考核方面，微生物学实验课程多以小组为单位进行考核，评分方式也多以考勤和实验报告作为依据[6]。在这种考核方式下，很难实际衡量每位学生对实验操作技能的掌握情况，并可能导致学生产生重实验报告撰写、轻实验操作的想法。事实上，在实验教学过程中，单个小组内通常仅有少数几位同学生可熟练掌握相关的操作技能，多数学生存在侥幸心理，不主动参与实操训练。这严重影响了实验教学效果。

2微生物学实验课程教学改革

2.1实验教学内容改革

微生物学实验课程内容繁多且相互间关联度不高，不利于学生的系统掌握，可通过开设综合性实验将各个相对独立的实验操作串联起来。这样有利于学生系统掌握微生物学实验基本操作技能，同时有利于学生了解微生物学的研究思路。林学专业微生物学综合实验可重点关注林木根系内生菌（包括内生真菌和内生细菌）及共生微生物（如菌根真菌、根瘤菌等），这些微生物往往对植物生长有益，在林业生产中有很好的应用前景。可开设“林木根系内生菌研究”的综合实验（见图2），将微生物学基础实验串联起来，同时将林学知识与微生物学知识相结合。在“林木根系内生菌研究”综合实验中，林木根系内生菌（包括内生细菌和内生真菌）的分离、纯化、培养、鉴定、回接验证等实验内容涉及了微生物基本实验操作，后续的筛选、培养条件优化及接种效应评价进一步将微生物学与林学知识相结合。这能够帮助林学专业学生直观地认知微生物与林木的关系及其对林业发展的重要性。

2.2实验教学时间调整

应适当增加微生物学实验课程的教学时数，使之保持在25～30个学时。实验教学进程可灵活设置，不应集中在几周内完成，应当根据具体实验进程合理调整授课时间。如在“林木根系内生菌研究”综合实验中，内生菌的分离、纯化需要的实验间隔较短（接种后需要实时观测），建议实验开始后前3周每周设置4个学时，而后续的鉴定、回接验证等实验内容对时效性要求并不高，每周设置2个学时即可。微生物学课程的理论教学与实验教学不应相互独立，而应该相互配合、穿行，坚持理论指导实践，实践检验并深化对理论的理解[1]。具体来说，实验教学应当配合理论教学进行，以周德庆主编的《微生物学教程》教材[7]的教学进度为例，在理论教学进行到第四章“微生物的营养与培养基”时开始实施实验教学比较合适，此时有关微生物的主要类群及其特征已学习完毕，学生对微生物的基本类群有了基本认知，配合实施实验教学将更有助于学生对理论知识的直观认知。

2.3实验教学方法改革

鼓励学生参与实验设计。在教师讲授完综合实验的目的和实验原理后，鼓励学生以小组为单位自行设计实验，设计内容包括具体实验对象的选择，实验内容、涉及的仪器和试剂以及实验进度的安排等，并在课堂上进行汇报交流。实验教学的特点是以学生动手为主，要充分发挥学生的主观能动性。在实验教学中，重点讲清实验成功的关键和学生容易出现的问题，要求每位学生独立操作，掌握实验技能[6]。针对实验器材（如高压蒸汽灭菌锅、超净工作台等）有限的问题，可以小组为单位（5人为宜）分批次进行实验，以确保每位学生都有实操机会。

2.4实验教学考核方式改革

合理的成绩评价有利于学生主动参与实验操作，提高其微生物实操能力。建议改革实验教学的考核方式，以实际实验技能的掌握程度作为主要考核内容，同时考核学生对实验原理的掌握情况及自主进行实验设计的能力。具体成绩评定可按考勤（个人考核，占10%）+实验原理掌握情况考核（个人考核，占20%）+实操考核（个人考核，占50%）+实验设计能力考核（小组考核，占20%）的方式执行。其中实操考核主要基于学生在小组综合实验中的表现及现场实操（主要考核学生无菌操作的规范性及其对显微镜的使用等）情况进行评定。在考核方式改革后，学生成绩的评定主要基于个人表现，这样会减少部分学生对他人的依赖性。同时，以小组为单位考核学生的实验设计能力可增强学生间的团队协作能力。

3结语

文中所述教学改革措施将有效解决微生物学实验课程教学中存在的问题，提高学生参与实验的积极性，促进学生将微生物学理论知识与实践技能相结合，最终提高微生物学课程的教学质量。这些改革措施必然会增加教学成本，占用任课教师大量的课外时间，因而需要学校及学院方面给予一定的支持。

参考文献

[1]孙学广.浅谈林学专业《微生物学》课程的重要性和教学改革[J].亚太教育,2015(5):267-268.

[2]徐德强,王英明,周德庆.微生物学实验教程(第4版)[M].北京:高等教育出版社,2019.

[3]沈萍,陈向东.微生物学实验(第5版)[M].北京:高等教育出版社,2018.

[4]朱旭芬.现代微生物学实验技术[M].杭州:浙江大学出版社,2011.

[5]路福平,李玉.微生物学实验技术(第2版)[M].北京:中国轻工业出版社,2020.

篇12

高师院校的人才培养目标需要面向中学教育。在新的课程改革中，中学生物课程标准提出了“提高生物科学素养；面向全体学生；倡导探究性学习；注重与现实生活联系”4个教学理念，对在职中学生物教师和高师院校的师范生都提出了更新、更高的要求[1]，需要教师深入理解新的课程教学理念，并能设计和实施体现新理念的教学策略。对于师范生而言，仅靠自身对生物教学论课程的学习和试讲难以达到上述要求，还需要各门专业课程教师在教学中广泛地结合中学生物教学以促进其成长。微生物学是高师院校生物科学专业最重要的基础课程之一，在提高学生科学素养、与实际生活相联系等方面都有重要意义。随着新课改的实施，中学生物教材中与微生物学相关内容得到大幅度提升与强调[2]，二者的内容之间具有非常密切的联系与接轨[3]。这也使得微生物学可以作为结合中学生物课改新理念，培养师范生综合素养的专业课载体。本文在高师院校微生物学教学中结合中学生物学课程改革，以体现“倡导探究性学习”的理念为例，谈谈对师范生进行探究式教学综合能力培养的实践与思考。

1师范生对探究式教学认知情况调查分析

倡导探究性学习，需要教师在教学过程中设计、实施探究式教学。通过建构概念图的方法[4]对我院师范生关于“探究式教学”这一主概念的元认知情况进行了调查分析。结果表明师范生中普遍存在对“探究式教学”概念内涵理解不清；概念数、正确命题数及交叉连结少；缺乏对主概念与中学生物教学之间横向联系的思考等问题。其原因主要包括学生缺乏探究体验；忽视教育学等条件性知识理论的学习；缺乏与中学生的交流；专业课教师联系中学生物教材、教学的引导不够等几个方面。这一调查结果为了解师范生对探究式教学的真实认知情况，在微生物学教学中有的放矢地设计探究式教学策略提供了依据。

2微生物学教学中探究式教学策略的实施方式

基于上述分析，我们设计了以注重师范生体验为主线，在教学内容上系统、深化理论知识；在教学方法上引导、启发学生结合中学生物教学主动思考；在实践上重视交流环节并引入真实中学生开展探究活动三方面的教学策略，在微生物学教学中同时提高师范生实施探究式教学的意识与能力。

2.1精心组织教学内容，系统、深化理论知识在教学内容方面采用“整体”和“局部”两手抓的策略，帮助学生形成比较系统、充实的理论知识。2.1.1放眼整体，搭建理论框架：“整体”方面主要结合科学史等内容的教学，使学生体验完整的探究过程。选择合适的科学史材料，如：驳斥“自生论”学说、转化实验、变量实验、平板影印实验等，通过背景介绍及建构场景，将学生代入研究者的角度进行思考。充分对提出假设、设计实验、实验过程、结果分析等步骤展开分析、讨论，使学生体验完整的探究过程。然后结合学习科学史的体验，对科学研究方法、探究性学习、实施探究式教学的相关理论知识进行介绍和分析。并借鉴国外优秀微生物教材的经验，在教学过程的前、中、后期专门开辟3次小专题介绍科学研究方法的知识，从整体上帮助学生搭建完整理论框架。2.1.2紧抓局部，充实理论框架：“局部”方面主要结合具体教学内容，系统地对探究与探究式教学的各个环节进行分解讨论。通过挖掘微生物学教材中的相关内容，针对探究的各个环节如体验分析资料提出问题；实验设计(对照设立、单因素原则、等量原则、科学性原则等)；实验结果分析、解读；表达与交流等，分步骤、系统地组织教学和讨论。使学生在微生物课堂教学中能够比较全面、系统地体验到探究的各个环节。同时，在组织教学的过程中充分发挥教师的教学示范作用，特别注意教学材料呈现方式与实施探究式教学方式的多样性示范。通过教师的示范与分析，使学生在体验探究式学习的过程中进一步加深对探究式教学相关理论知识的理解，充实理论框架。

2.2微生物教学中注重启发，引导学生主动思考

2.2.1实施探究式教学，以教学策略促思考：在课堂教学中，教师通过深入分析，选择合适的内容实施探究式教学。教学过程中注重启发，引导学生主动思考。如在关于周质空间的内容教学中，教师在学生观察图片后提问“周质空间可能有什么作用?如何验证?”引导学生通过独立地思考提出假设并自主设计方案进行验证。在教师有意识的鼓励和引导下，学生的思考与讨论非常积极。部分学生能提出自己的验证方案，而绝大部分学生都会积极地思考别人的方案并提出自己的见解。通过这样的过程，变被动地接受知识为主动思考获取知识。不仅对知识掌握更牢固，同时也对获得知识的探究过程有更深刻的体会。讨论结束后，教师联系中学生物教学，就教学思路、教学方法等对学生进行点拨。也使学生更加深入理解探究式教学的特点，进而促进其提高自身实施探究式教学能力的意愿。2.2.2联系中学生物教材，以任务促思考：(1)通过布置课外作业的方式要求师范生分析微生物学与中学生物教材内容之间的契合点。这样的分析可以加深师范生对中学相关专业知识的理解，同时也是一个内化过程，将学生在大学专业课堂所学知识、感受甚至专业课教师的教学设计在潜移默化中与中学生物教材建立了联系。这样，教师在微生物学教学中精心设计的探究体验、教学方法和教学理念通过中学生物教材这一载体，就可能在师范生未来的职业生涯中得以发挥作用，使得他们在未来的中学生物教学中有实施探究式教学的意识、素材和自信。(2)结合中学生物教材中与微生物有关的探究活动实例，要求学生思考如何用自己所学的微生物学知识来组织学生实施探究活动？如关于酵母菌呼吸作用、发酵等内容的思考：经过前期的学习与熏陶，学生的思考非常积极。有的学生提出利用相关科学史材料，像微生物老师一样通过设计问题串来引导学生思考，使他们经历探究的过程；有学生注重探究式教学的参与性与直观性，提出先分小组在实验室进行探究实验，然后通过多媒体展示实验过程；还有的学生根据微生物学专业知识对中学教材中的探究实验提出质疑：探究过程中只检测CO2和水，不检测其它产物就得出结论的方式不够严谨，容易造成学生误解等。通过这样的思考过程，师范生转换角色，模拟中学教师实施探究式教学，得以将自己获得的探究体验进一步内化、升华。(3)针对某些与中学教材内容结合紧密的科学史内容，如转化实验、巴斯德鹅颈瓶实验等，要求学生搜集相关研究资料并制作PPT进行介绍。教师尤其注意在PPT材料组织方面把关，要求学生注重材料组织的方式。在为学生积累教学素材的同时也培养他们主动思考的习惯与实施探究式教学的意识。2.2.3结合学科教学课程，以课程联系促思考：将在微生物学之后开设的学科教育类相关课程如：生物教学论、中学生物教学策略与设计、中学生物实验教学等“请进课堂”。如将生物教学论中的“原理中心式讲解”、“问题中心式讲解”、“概念图教学策略”、“探究式教学策略”等技能与理论，在微生物教学中结合具体内容进行展示与分析。引导学生在学习微生物学的过程中也从中学教学的角度去体验与思考。另一方面，主动“走出课堂”与学科教学的老师交流，为他们提供微生物教学中的素材。使微生物学专业课程、生物教学论课程和中学生物学教材三者在师范生身上建立起有机的联系，从而相互促进，提高师范生素质。2.3有师范生特色的探究实践活动探究式教学中，实践是必不可少的一环。很多同类学校研究表明：开放实验室是学生体验探究，锻炼思维、技能的有效方法[5-6]。我院微生物学实验室也一直有开放的传统，在培养学生能力的同时也取得了很多论文、奖励等方面的成绩。近年我们针对师范生的特点，尝试在一般开放实验室基础之上改进学生的实践模式，通过高度重视交流环节和引进中学生参加实践两种手段，组织了具有师范生培养特色的实践活动。2.3.1高度重视交流环节，结合教学技能培养：在实践过程中，结合师范生的特点，高度重视实践交流环节，精心组织交流活动，通过教师的要求、引导和评价，在交流实践成果的同时起到训练教学技能、体验探究式教学策略的作用。比如在“环境因素对微生物生长的影响”的教学中设计了“厌氧菌分离纯化实验”的探究课题。组织学生分组查阅文献资料总结厌氧菌分离纯化的方法。要求每个小组推选发言人制作PPT对分离厌氧微生物的方法进行介绍，然后设计方案利用开放实验室进行探究实践。教师在整个过程中只提供相应的材料，具体设计与操作完全由学生自行完成。实验完成后各小组再次修改自己的PPT，在指导教师处反复试讲通过后再在全班进行交流。这一设计与普通的开放性实验最大的不同在于：教师带动师范生高度重视成果交流环节。主要体现在试讲和评价两个阶段。在试讲过程中，教师针对材料的组织方式指导学生反复思考和修改，要求突出探究的特点，做到思路清晰，内容充实。教师结合师范生教学技能，对学生的语言、演示、讲解、提问等技能进行指导，培养学生的师范生素质。在正式报告之后，教师进行仔细地点评。除了微生物知识之外，也包括对报告中使用的教学策略、技巧等方面，从作报告者与听众感受两个角度进行分析点评。引导师范生对探究式教学中教、学双方的体验进行思考。结果表明，参与实践的每位小组成员在微生物学知识、探究式教学策略设计以及师范生技能等多方面均有获益。而其他没有参与具体实践的学生也能通过听报告获得相关知识和自身作为听众的体验。通过教师的点评引导，结合自身情况，其参与探究、尝试探究式教学的意愿也得到增强。因此，在教学中为学生提供实践机会，并有意识地训练其科学探究和表达交流的能力，对于师范生而言是非常有帮助的。2.3.2辅导中学生课外科技活动，体验探究式教学：为了给师范生提供真实的探究式教学体验，通过联系本地重点中学，引入了一个中学生创新探究竞赛的校外辅导项目。参加项目的中学生3人，辅导团队由该校生物教师2名，我校微生物学教师1名以及我院生物师范生4名共同组成。项目内容由双方指导教师及师范生一起讨论后列出备选方案。师范生负责为中学生介绍项目情况，共同确定方案、进度安排、成果提交形式等，并全程辅导中学生进行实践。教师负责协调和提供物资、设备使用等方面的帮助，不主动解决实验设计、分析等方面的问题。并且组织参与辅导的师范生轮流每周一次面向全班同学汇报工作情况，汇报前对材料进行把关。实践结果表明：首先，中学生的参与极大地调动了师范生的积极性与关注度。参与辅导的师范生在面对中学生和研究任务所带来的“压力”下表现得非常积极，投入了大量的时间进行实验、整理汇报材料等工作。而其余绝大多数学生在每周的全班汇报上都表现强烈的关注。这一方式起到了“以点带面”的作用，让多数师范生有机会在一定程度上了解中学生，并逐渐树立主动了解学生的意识。其次，辅导中学生能够促进师范生积极思考，适应角色转变。在实践中，师范生不仅要作为研究者实施科学探究，同时还要作为教师指导中学生实施探究。这促使他们主动思考，转换自己习惯的学生角色与接受性学习方式。另外，注重对中学生实践中具体反应细节的观察、记录、分析和报告交流可以帮助师范生了解中学生，预估中学生对自己教学行为的反应，进而调整自己的教学策略。这对于师范生“学科教学知识”(Pedagogicalcontentknowledge，PCK)的形成具有强的促进作用[7]。当然，实践中存在很多问题。如师范生对探究式教学中教师的“引导者”角色[8]把握不好；每周一次的汇报频率对师范生压力过大；师范生对中学生在实践过程中的反应细节观察、分析意识不强或比较片面；指导教师有时对师范生的放手、宽容度不够等。但总的来说，通过这样的实践活动，使得师范生以及指导教师都真实的体验了探究与在组织中学生进行探究活动的过程，获得直观的教学体验，为后期教学工作中实施探究式教学提供经验。

3结语

我们在微生物学教学中结合中学生物学课程实际实施探究式教学。从提升理论基础、注重启发思考、联系多门课程、开展师范生特色的探究实践等方面为学生提供体验机会，培养学生实施探究式教学的意识和能力。新的教学方式获得师范生的广泛好评，微生物学教学评价连续6年位于全院前三，授课教师连续3年获得我校教学优秀奖。学生对微生物学的学习兴趣和主动性有了显著提高，对科学探究方法、探究式教学的相关理论知识有了明显的进步；课堂上学生逐渐养成积极思考的习惯，部分学生能够主动联系中学生物内容进行思考、实践，表现出较强的设计探究式教学策略的意识与能力；很多学生在后续的师范生技能训练中也表现出很强的适应性。与此同时，学生对于微生物学专业知识和技能的掌握也因为主动的思考和实践获得提升。但高师院校微生物学教学的改革是一项长期的系统工程，我们所做的只是针对联系中学生物教学实际，从探究式教学方面一些局部的尝试，还需要在更高层次、更系统的理论框架下进行进一步的尝试和改革，争取更大的进步。

作者:韦伟 胡尚勤 郭霞 单位:重庆师范大学生命科学学院

参考文献

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篇13

新课标重点要求提高学生的生物科学素养和倡导探究性学习。而生物科学发现史作为特别优良的课程教学资源，可应用在学生科学素质的培养、学生学习兴趣的激发和学生情感、价值观等非智力因素方面的培养等。尤其在科学素质的培养方面，对于学生的生物科学基础知识的学习、科学态度和科学精神的培养、科学思维和方法训练三方面都具重要作用。

实验探究能力是体现生物科学素养的重要方面。实验探究教学中，学生在具备相关生物学知识的前提下，实验的基本技能、实验设计的基本方法以及能力的培养、优化与提升，就成为素质教育理念下高中生物探究式教学的重中之重。教材中的实验是培养学生科学素养的重要载体，包含了中学生物实验的基本方法与技能。作为新世纪高中生物教师，我们应在教与学新理念的引领下，利用好教材中的经典实验，促成学生掌握新教材基础实验的探究方法与技能，并学会迁移与运用。

本文主要探讨在学生科学探究思维能力的培养方面，如何发挥生物发现史作为优良教学资源的重要角色。

一、科学探究思维能力

《普通高中生物课程（实验）》（以下简称《标准》）指出：“科学探究既是学生的学习目标，又是重要的教学方式之一，将科学探究列入内容标准，旨在将学生学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化，从学生被动接受知识向主动获取知识转化，从而培养学生的科学探究能力，实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。”

科学探究过程包括以下要素：提出问题、猜想与假设、制定计划和设计实验、进行实验与收集证据、分析、写论证、评估、交流与合作。所有探究活动都要历经整个过程，它是科学探究的方法所在。而在探究过程的各个环节中，贯穿始终的是科学思维，它扮演着指挥所有科学方法顺利进行的角色。因此，科学探究思维的培养既是科学探究能力培养的重要内容，也是科学探究能力培养目标达成的最直接途径。

科学思维是运用科学抽象的成果（概念、符号和思想模型）所进行的深入的认知活动。它包含逻辑思维和非逻辑思维两类。所谓逻辑思维，即抽象思维，是指运用比较、分类、分析、综合等逻辑方法，借助概念、判断、推理等思维形式，去揭示和把握认识对象的本质或规律的思维过程。逻辑思维的表现形式主要有：归纳和演绎、分析和综合、比较和分类、类比。非逻辑思维形式主要包括形象思维、直觉思维、灵感、联想和想象、顿悟、猜测等。

分析是指用思维把事物分解为各个部分分别加以考察从而便于形成各个概念或便于确定概念间的关系的方法。综合是指思维把事物的各个部分用形成的各个概念分别代表，形成原来的整体事物的概念或确定这些各个部分的概念的关系的思维过程。

归纳是指思维找出多个特殊性的具体事物的共同性的方法。演绎是指思维从事物的一般性返回到事物的具体的个别性的方法。

比较是确定对象之间的共同点和差异点的一种逻辑方法，是科学思维对由观察与实验获得的感性材料进行逻辑加工的初步方法。

类比是将未知事物与已知事物进行比较，根据对象属性之间的关系在某些方面的相似或相同，而推断未知事物也可能具有已知事物其他的某种属性的方法。

想象是建立新的概念、形象，发现新的联系、规律的有效且重要的思维途径。

形象思维是对形象信息传递的客观形象体系进行感受、储存的基础上，结合主观的认识和情感进行识别，并用一定的形式、手段和工具创造和描述形象的一种基本的思维形式。

直觉思维是指对一个问题未经逐步分析，仅依据内因的感知迅速地对问题答案做出判断、猜想、设想，或者在对疑难百思不得其解之中，突然对问题有“灵感”和“顿悟”。

二、利用生物科学发展史培养学生科学探究思维能力

科学思维能力的提高不是通过简单的灌输，而是个体在自主学习和实践过程中不断内化和升华的过程。教学实践中，通过利用高中生物课程资源中的生物科学发现史中的经典实验，以学生的认知过程为主线，通过分析、研究科学家的实验设计思路，引领学生经历与体验科学工作者进行科学探究时的整个实际过程，让学生学习和领悟科学家科学研究的思维方式和研究方法，从而帮助学生学习其中具体的科学方法和思维。下面就如何利用生物科学发展史，对学生在科学探究的每个环节中常涉及的科学思维加以训练、提升和培养。

1.提出问题

提出问题是科学探究的逻辑起点。爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能，从新的角度去看旧的问题，却需要创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”

如孟德尔在进行豌杂交育种时，注意到分别对具有高矮相对性状的豌豆植株进行杂交，F1代只显示亲本一方的性状。于是提出疑问，为什么子一代没有出现矮茎植株呢？同时大胆联想，如果用这个子一代的高茎豌豆自交又会出现什么结果呢？当得出自交后代出现高矮性状并存的结果时，又大胆演绎，是否所有相对性状杂交实验结果也遵循这样规律？并做了相应归纳后，才确定提出一个科学问题：为什么子一代只出现显性性状，而子二代却出现了性状分离现象呢？如在对肺炎双球菌试验中，通过归纳、分析和综合得出DNA是遗传物质的结论的基础上，赫尔希和蔡斯又发出疑问，艾弗里实验中DNA提取物纯度最高时，仍然含有0.2%的蛋白质，那么最终使R型细菌产生稳定遗传变化的物质，到底是DNA还是0.2%的蛋白质？赫尔希等人的噬菌体侵染细菌的实验将DNA和蛋白质分开进行独立研究，才最终得出了让科学界信服的结论。

通过让学生经历孟德尔整个提出问题的过程，使学生认识到，一个有价值的科学问题的提出不但需要永不止步的精神，更需要在发现问题的基础上，依靠演绎、联想思维，进行再发问，再肯定，并对所有疑问进行归纳，分析和综合，通过由浅入深、由表及里、由现象到本质的层层思维，最终从一般的非科学问题中挖掘出更有生命力和有科学价值的科学问题。通过这一过程再现和体会，学生的发散、逆向、直觉思维都可得到激发、锻炼、培养和提升。

2.猜想和假设

对问题的科学假设，是为下一步的活动指明方向，以加速对问题答案也即现象背后隐藏的规律的发现。假设必须是有科学依据，并可通过实验验证的。因此假设的确立除需要联想、想像、直觉等非逻辑思维的参与，更需要严密的逻辑思维。如孟德尔的最终问题的提出，其实就是在一系列小问题的提出上，假设，验证，再提出新问题，再假设，再验证的过程。学生通过对科学家做出假设的思维历程加以揣摩、研读，进而使之科学思维得以磨练。

3.实验设计

实验设计的目的是对前面做出的假设进行验证，比较、归纳和演绎思维在此环节的参与尤其重要。实验设计的原则主要有：控制性原则、对照性原则、重复性原则、单一变量原则。

高中生物教材中涉及许多对照实验，设置对照是科学研究中常用的手段，也是科学探究实验设计这一环节中必不可少的科学思维。如达尔文胚芽鞘实验中，就曾设置了三组对照，即分别对正常、去掉尖端、被锡箔小帽罩住三种条件下的胚芽鞘进行单侧光照射，生长状况结果分别为弯曲生长、直立生长、直立生长。学生可以通过比较、分析和综合推断出尖端在单侧光照射下产生某种物质，对胚芽鞘下面的部分产生某种影响。可见对照实验即是比较科学思维的发挥；同样在温特实验中也有三组对照实验，将与切下的胚芽鞘尖端接触过和未接触过的琼脂块分别放在被切去尖端的胚芽鞘的一侧，学生通过对结果的比较、分析和综合，便可得出结论：在单侧光的刺激下，胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，并从尖端运至下部促使下部的生长，最终导致胚芽鞘的向光弯曲生长。在发现史中的经典实验里，对照实验随处可见。如光合作用发现中的萨克斯实验，对一个叶片分别进行一半遮光和一半曝光的对照处理；在噬菌体侵染细菌实验，它的设计目的是为了验证DNA是遗传物质，而不是蛋白质。因此设计前提是必须将DNA和蛋白质分开，直接地、单独地去观察DNA和蛋白质各自的作用。又如酶的发现中物理性消化和化学性消化的对比试验等。对照设置都以便于科学的比较思维的参与为目标。

除此之外，控制原则、单一变量原则都是为了便于同等条件下的比较分析而设立。如孟德尔选择闭花自花授粉的豌豆作为杂交试验的材料，并选择豌豆中外观对比明显的七对相对性状作为研究内容，均是便于同等条件下单一变量的比较。通过让学生学习实验设计要求几大原则和设计思路，以及对对照结果的分析，可锻炼学生的演绎、归纳、比较和综合思维。

4.实验方案实施和证据收集

实验结果数据是假设得以验证的最有力证据。但在实验过程中，由于误差和偶然因素的影响，有可能出现与假设，甚至是与当时科学理论相违背的结果，对这些结果处理方式也是培养学生科学思维的重要环节。如由于偶然因素产生的意外现象引起弗莱明的思索，从而造就了青霉素的发现。同时，对结果的收集，不应仅仅局限于本学科特定的思维层面和角度，孟德尔在豌豆杂交实验中，就不仅局限于对通常采用的定性结果的记录，还大胆引入统计学方法对实验结果出现的不同性状豌豆的数目进行定量统计分析。创新的证据收集思维造就的便是伟大的基因分离定律的提出。因此，科学家们对待不利证据的处理方式以及收集数据的角度、范围和方式的创新，最终导致科学进步产生的经典范例，都可使学生对想像、直觉等非逻辑思维加深印象和深层内化。

5.分析、论证和评估

同样的实验数据，不同的人分析、归纳、综合的思维不同，结果便不同。因此，实验数据分析与实验设计两个环节均是考查探究者科学思维能力的重要之处。

如艾弗里在对自己的转化试验结果进行分析和综合时，遗漏了DNA纯度这一因素的影响，得出了让科学界无法接受和信服的结论，直至赫尔希等弥补缺憾。因此分析得出的结论还需要不断的论证方可最终定论。孟德尔提出对分离现象的假设后，通过归纳和演绎思维得出，一个正确的理论即科学理论，不仅能说明已得出的自交和杂交实验的结果，还应该能准确预测另一些试验的结果。他设计了测交试验，验证结果证实这一理论是正确的，是具有应用广泛性的。对这一环节的研习，使学生体会科学逻辑思维的严密性对科学成就的取得的重要作用，如严密的试验设计思维才是能得出正确结论的必要前提，并逐渐对之加深理解、接受，直至内化。

三、小结

生物科学发现史中，凝聚着科学家们造就科学成就结晶的心血和科学探究的整个历程。其中不乏科学家打破前人经验理论框架的创新思维，如灵感、顿悟、直觉等非逻辑思维的存在，更有严密的归纳、演绎、分析、综合、比较、类比等逻辑思维的参与。因此，教师应将其作为培养学生科学探究思维的经典案例，引领学生经历与体验科学工作者进行科学探究时的整个实际过程，让学生学习和领悟科学家科学研究的思维方式和研究方法。同时，辅以适量的生物实验探究活动的实践，使学生在形成科学探究的基本实验技能同时，更对科学家的科学思维熟习和内化，最终形成能够利用科学思维自己进行简单的探究活动的探究能力。从而使学生树立主动探究，利用科学探究方法解决实际问题的探究意识和习惯。

参考文献：

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