探究性学习步骤(6篇)

探究性学习步骤篇1

关键词:中学生物教学探究性学习有效性

1.探究性学习的概念及意义

“探究性学习”一词最早是1964年由美国教育学者施瓦布力图提出的,在中学教学中探究性学习是指学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取科学知识,并在这个过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式,形成科学观点和科学精神。前苏联著名教育实践家和教育理论家苏霍姆林斯基曾说:“在人的心灵深处都有一种根深蒂固的需要,这就是希望自己是一个发现者、研究者、探索者,而在儿童的精神世界中这种需要特别强烈。”教育部在2003年出版的《普通高中生物课程标准》中明确提出了倡导探究性学习的基本理念,同时也是课程改革和教学实施的理念,提高学生生物科学素养的重要途径。

学生在探究性学习过程中占主体地位,教师则扮演一个引导者、组织者和建议者的角色。在探究性学习过程中学生动手动脑参与观察、调查、实验、收集分析和解读数据、推理、判断和反思等活动,既能理解、掌握和应用知识,又能发展收集和处理信息的能力、获取新知识的能力、分析解决问题的能力、交流与合作的能力,特别是培养创新精神和实践能力。由于探究性学习具有实践性、过程性、开放性、自主性的特点,在中学生物教学中实施探究性学习方式有利于学生主体意识和主体能力的形成和发展,有利于塑造学生独立的人格品质。

2.生物学教学中探究性学习的认识误区

虽然高中生物课程改革已经进行了多年,课程标准的基本理念已深入人心,一线教师对探究性学习也有相当程度的认识,但在实践过程中仍然存在着一些认识上的误区,我根据教学实践和理论研究作以下归纳。

误区一:探究性学习就是进行探究性实验。

由于新教材把某些旧教材中的实验操作改为探究性活动,因此一些教师想当然地认为探究性学习就是进行探究性实验。如人教版高中生物必修1中的一个探究活动“植物细胞的吸水和失水”要求教师引导学生掌握探究性活动的一般步骤,即先提出问题:“植物细胞在什么情况下会失水?”然后作出假设:“原生质层相当于一层半透膜。”再设计实验,进行实验,分析结果得出结论,表达和交流,最后进一步探究。如果教师将本活动当成是“植物细胞的质壁分离和复原”的实验来做,只注重实验操作的原理、步骤和结果,那就完全没有体现新课标的理念,无法培养学生分析解决问题和交流合作能力。

其实教材中并非只有标有“探究”的实验属于探究性活动,科学探究活动是系列化、多样化的活动,还包括资料搜集和分析、思考与讨论、模型构建、技能训练、课外制作、课外实践等。以人教版高中生物必修1为例,本模块的科学探究活动共有45个,其中属于“探究”的只有4个。下表列出了人教版高中生物必修模块探究性活动的数量分布,以供参考。

人教版高中生物必修模块科学探究活动数量分布一览表

误区二:探究性学习有固定的模式和程序。

目前生物教材中给出了探究活动的一般步骤,即提出问题、作出假设、设计实验、进行实验、分析结果得出结论、表达和交流。但在教学实践中一些教师太过于追求各个探究步骤的完整性,每个探究活动都要按部就班地进行这些步骤,这就使得探究性学习走向了模式化和程式化。根据探究内容的不同,探究性活动可以完整地进行每一个步骤,也可以着重于进行某一个侧面。如“植物细胞的吸水和失水”是学生在高中生物学习中遇到的第一个探究活动,教师可以引导学生分析每一个探究的步骤以使学生对探究性学习有一个整体上的理解和掌握。像必修3中“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”这一探究活动则应引导学生着重分析“设计实验”这一步骤,使学生理解为什么要设计预实验,不要因追求探究步骤的完整性而忽略了重点难点。从某种意义上说探究性学习是一种教学理念,任何教条主义的理解反而会弄巧成拙。

误区三:与落后的接受性学习相比探究性学习是先进的。

随着生物课程改革的深入,探究性学习作为一种新的学习方式逐渐被大家认同和接受,于是有人认为探究性学习就是先进的、科学的;接受性学习就是落后的、传统的。其实探究性学习和接受性学习是两种不同的学习方式,并无先进落后之分,二者应该彼此取长补短,互相促进,不可偏废。学生在学习过程中应综合运用多种学习方式,那些处于核心和基础地位的概念和规律可以采用探究性学习,而一些非关键环节可以采取接受性学习。如对于必修1中“细胞中的元素和化合物”、“细胞中的无机物”等知识点,这些简单的概念和原理利用接受性学习反而能更有效地提高学习效率,节省教学时间。

误区四:热闹的课堂气氛表明探究性学习是有效的。

可能相当一部分教师会认同这样的观点,这表明他们对探究性学习的理解只停留在“知其然”的阶段,远未达到“知其所以然”的阶段。这种表面热闹的探究性学习只是流于形式而缺乏思维深度。如某教师在进行“细胞器――系统内的分工合作”一节的教学时设计了角色扮演的探究性活动,教师事先安排五六位同学扮演线粒体、叶绿体、内质网、高尔基体、液泡等细胞器,表演时各个“细胞器”轮流上台自述名称、结构和功能等知识点,夸张的化妆和怪异的语言让同学们哄堂大笑,热闹非凡。细致分析却发现学生只关注于表演者的形象和表情,并没有有效理解和记忆知识点,这属于典型无效的探究活动。为活动而活动,为探究而探究,追求表面的热闹对于教师和学生百害而无一利。因此探究性学习不能一味追求热闹场面,教师应该围绕生物科学知识和学生能力的培养精心设计探究活动,及时调控,务求实效。探究性学习从开始的“热闹探究”发展到“安静探究”,现已逐步走向“有效探究”的道路上来了。

误区五:节节生物课可以探究、个个知识点可以探究。

持这种观点的教师又走向了另一个极端,课程改革倡导探究性学习方式并不意味着过于泛滥地使用它,因为并不是每个知识点都适于使用探究性学习。例如对于高中生物必修2中的减数分裂、DNA的分子结构、基因工程等遗传学知识使用接受式学习应该是最有效的方法,因为让学生通过探究自主发现减数分裂显然是非常困难的。

误区六:教师不必干涉和调控学生的自主探究。

课程改革实施后有教师忌讳多讲,认为少讲甚至不讲就是贯彻新课标的理念,于是在学生自主探究时成了“旁观者”,对学生不加任何干涉和调控,自主探究成了放任自流,其结果是可想而知的。正确的做法应该是教师在提出探究问题后向学生介绍可能用到的资料、创设丰富的信息资源,随时准备为学生提供服务和建议。如在人教版高中生物必修2“DNA双螺旋结构模型的构建”的内容可以采用让学生自主探究学习的方法,在学生开始自主学习之前教师应提醒学生注意思考以下问题:沃森和克里克两位科学家运用了哪些研究方法?模型构建过程用到了哪些学科的知识?两位科学家作为合作研究的典范给你哪些启示?这些问题都有助于引导学生完成学习目标。

3.关于有效开展探究性学习的建议

基于以上分析,我认为在中学生物教学中开展探究性学习应该做好以下几点:理解探究性学习的实质和内涵;充分有效地利用时间;处理好探究性学习与接受性学习的关系;灵活调控课堂探究气氛;避免探究性学习的模式化和程式化。当然,在实践探究性学习的过程中还有许多问题需要解决,这就对广大一线教师提出了更高的要求。切实贯彻课程标准的基本理念,创造性地研究教育教学理论,这都需要我们付出更大的努力。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准[S].北京:人民教育出版社,2003.

[2]张艳.高中生物探究性学习中常见问题与解决途径[J].长春教育学院学报,2009,25,(4).

[3]张贵红.关注生物探究式教学的有效度[J].中学生物学,2008,24,(1).

[4]袁雪梅.有效开展生物探究式教学[J].广东教育,2008,(4).

探究性学习步骤篇2

一、设计合作探究任务，激发学生合作学习

小组合作探究学习之所以得到大力推广，主要原因在于它有利于学生优势的发挥，促进学生互补学习，从而达到“双赢”的目的。在课堂上实施小组合作探究学习，耗时比较长，而一节课只有短短的45分钟，因而并非所有的任务都适合开展探究学习。因此，教师要筛选任务，优化地理课堂上的任务设计，结合教材内容设计具有价值的合作探究任务，让学生变得更有针对性、选择性，从而提高学生的合作激情。

例如：在学习鲁教版高中地理“水圈与水循环”一课时，教师设计合作探究任务，激发学生合作学习，取得很好的教学效果。在本节课中，学生将学习三种水循环的方式。针对这部分内容，教师设计合作探究学习任务：请合作探究三种水循环的方式，并展开对比分析。教师要求学生利用图画形式辅助表达出水循环的形式，并建立表格，展示水循环的类型、水循环主要环节和对陆地水的意义。针对这个任务，小组学生可以分步骤完成。步骤一：学生结合地理知识，自主尝试画出三种水循环的方式。步骤二：小组内合作交流、讨论，完善水循环图示。同时，小组内成员一起讨论表格内容，完善表格，初步整理出表格内容。步骤三：教师引导学生展示合作探究成功，并点评。

在这个教学案例中，教师结合教学内容，设计有意义的合作学习任务，并引导学生分步骤完成。如此一来，教师可以掌握学生的合作过程，保证教学进度。

二、注重意识技能培养，提高学生合作能力

在开展小组合作探究学习时，教师还必须注重学生激发学生的合作意识，培养学生的合作技能。以往的教学中，教师往往以“满堂灌”方式教学，学生合作的机会较少，因而学生的合作学习能力慢慢弱化。当教师设计小组合作探究任务时，很多学生则难以适应，因为习惯性地等待“灌输”。长期如此，学生的合作学习能力根本没有得到培养，更谈不上提高。随着新课改的推进，教师要渗透合作技能，培养和发展学生的合作能力。

例如：在学习鲁教版高中地理“人口迁移与人口流动”这一课时，教师以合作探究学习营造氛围，并注重合作方法技能的渗透，取得很好的教学效果。

在设计完合作任务后，为了让每一位学生都有事可做，形成“利益共同体”，教师引导学生明确分工。如：学生分工合作，分别负责找出人口流动、人口迁移的概念、区别与联系。观点提出后，再由一名学生负责整理，并填好表格。针对有些任务，则集体讨论，各抒己见，允许不同意见的存在，然后整合观点，形成清晰的思路。学生经过多次的锻炼后，慢慢意识到合作才能提高学习效率，从而自身的合作意识不断强化。如果在学生合作时，出现一些不和谐的现象，如学生“争吵不休”，各持己见;课堂混乱;不善于倾听、表达等现象时，教师要及时“干预”，并引导合作。通过渗透合作意识和技能，学生的合作能力不断提高。

三、展示合作学习成果，促进学生合作交流

探究性学习步骤篇3

关键词：探究性实验；验证性实验；解题方法

生物是一门实验性科学，生物学实验是学生掌握生物科学理论的最重要辅助手段。实验设计及实验原理，步骤，结果与结论分析是历年高考分值最重，区分度最大，学生失分最严重的部分，把握实验设计的常规规律方法，熟习实验考查的几种典型模式的解题技巧是减少本题型失分的重要举措，特别是针对探究性实验与验证性实验的解题策略，更是每位考生必备的功底。以下就如何答好这两种题型，谈一谈我自己的看法。

一、探究性实验与验证性实验的区别

1.探究性实验：指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己的实验，探究分析和研究得出的结论，从而形成科学概念的一种认识活动。

2.验证性实验：指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果，巩固和加强有关知识内容，培养实验操作能力为目的的重复性实验。以下是两类实验比较的项目：

1）实验目的前者探索研究对象的未知属性，特征及其与其他因素的关系；后者验证已知对象的已知属性，特征及其与其他因素的关系

2）实验假设前者假设的形式表达，是根据现有科学理论事实，对所有要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案解释设一般采用“如果A，则B”；后者因结论是已知的故不存在假设问题

3）实验原理前者因探究内容而异；后者因验证内容而异

4）实验步骤前者应有的实验步骤实际未完成，实验步骤要自己设计；后者应有的实验步骤，可以是曾经做过的或尚未做过的

5）实验现象和预期结果前者未知，应对应假设分类讨论；后者已知

6）实验结论前者对应实验目的作出探究结论；后者对应实验目的作出肯定结论

二、两类实验设计中遵循的原则

1.科学性原则。包括实验原理的科学性，实验材料的科学性，实验方法及实验结果处理的科学性。

2.对照性原则。生物学实验中为增强实验的可靠性与可信度，设置科学，合理的对照可以使实验方案简洁明了且使实验结论更有说服力。对照组类型如下:

1）空白对照:不给对照组以任何处理.

2）自身对照:实验组和对照组都在同一实验对象上进行.如植物细胞质壁分离和复原实验

3）条件对照：给实验对象施以某种实验处理，这种处理是作为对照意义的。或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。

4）相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互对照。

3.单因子变量。要验证谁则把谁作为变量。

4.平行重复原则。在使用中可以通过在一组实验中同时处理多个材料来体现重复性原则。

5.随机性原则。被研究的样本是从总体中任意抽取的，可以消除或减少系统误差，平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。

［1］实验设计的思路及方法

⒈了解题目要求，从题干中找答案。

⒉写出实验名称：指出是什么实验，判断是验证性还是探究性实验。一般有“验证，证明”等词为验证性实验；有“探究，能否，是否”等词为探究性实验。

⒊写出实验目的:在判断基础上，明确目的，一般在题干中有“验证……”，“证明……”，“探究……”其后内容就是实验目的，但有些要提炼要点。

⒋实验原理。这对所学知识运用要求较高，需多方考虑完成此实验的理论依据是什么。

⒌设计实验方案（步骤），一般情况要出现以下几点：

①．如果需要提取，配制，处理实验材料则把提取，配制等操作放在第一步。

②．分组编号。研究对象，器皿等要编组标号，设立实验组和对照组；注意控制无关变量，在措辞中往往有“相同”“一致”等字眼。如果有测量应测量记录初始值。

③．实验处理。分别对实验组和对照组施加单一变量；实验处理要遵循“单一变量和对照原则”。

④．培养（或饲养），观察，记录等。依然在措辞中体现对无关变量的控制，经常有“相同条件下”，以上条件满足后，要明确注明“其他条件适宜且相同。”

⒍通过对实验结果（现象）的处理，综合分析得出实验结论

实验结果即实验过程中观察到的实验现象或收集到的数据，实验结论则是通过对实验结果的分析得出的定性表述，结论要依据实验原理并与实验目的相对应。验证性实验一般有一种结论，而探究性实验可能有多种结论。

四、例题比较

以鉴定某人是否出现糖尿病为例对两种实验类型进行对比。两类实验的原理（斐林试剂与可溶性还原糖作用出现砖红色沉淀）、步骤相同（与教材同），不同表现如下：实验名称前者为鉴定某人是否出现糖尿；后者是验证某糖尿病患者尿液中含还原糖

实验现象与预期结果前者出现或不出现砖红色沉淀；后者出现砖红色沉淀

探究性学习步骤篇4

一、改变教学模式,激活学生思维

演示性实验和验证性实验一直是传统实验教学所固有的教学模式,实验时,学生总是在教师一个口令一个动作的具体指导下完成实验学习,致使实验教学总是以教师为主,学生思维得到束缚,创新能力得不到有效培养.因此,教师应改变传统的教学模式,增加探究性实验,引导学生自主探究,提高教学效果.例如,教学中的“欧姆定律”:“探究电流与电压、电阻的关系”时,教师可以让学生分组讨论:(1)猜想电流与电压、电阻的关系是什么?(2)采用什么样的实验方法,为什么要用这样的方法?我们学过的实验还有哪些用此方法?(3)如何设计实验方案:①实验需要的器材?②如何设计实验步骤?③如何设计表格记录数据?④如何用图像法分析数据并归纳得出实验结论?老师要让各组学生讨论出每组的实验方案并指出实验要注意的问题是什么?指出各个器材在实验中的用途,最后老师与学生共同探讨出最好的实验方案,对于每组同学的方案老师可以指导学生指出对方的不足或错误及如何改进.这样的实验课堂,既能发挥教师的主导作用,又能充分调动学生的主体地位;既可以打破传统僵化的教学模式,用电流、电压和电阻之间的奇妙关系来激发学生的求知欲,可以大大激活学生思维,为培养学生创新能力垫下良好的基础.

二、加强学生动手操作,提高学生实验能力

动手实验是学生自主开展实验学习的基础,也是学生创新意识形成的基本过程,对提高实验课教学效果,培养学生综合素质有着积极的促进作用.因此,教师应注重培养学生独立实验的基本技能和能力,加强学生的动手练习,促使学生养成良好的实验习惯,为培养学生实验创新能力打下基础.例如,教学“伏安法测电阻”实验中,教师要先从小处入手,让学生讨论电路中电流表和电压表的连接方法和使用特征,引导学生通过欧姆定律的估算法,确保实验时选择合适的量程,并让学生对比欧姆定律的实验电路图找出两实验的异同点.促使学生掌握基本的实验能力.这样学生在学习和探索电学实验时就可以在一定程度上抛开课本,不必完全按照课本所要求的实验方法来动手操作,对促使学生进行实验创新有一定的益处.通过这种方法,既可以帮助学生深化实验原理,掌握电学方面的物理知识,又可以通过促使学生在动手动脑中学会观察和思考,提高学生分析问题和解决实验问题的能力,继而培养学生的创造性思维.

三、自主设计实验步骤,激发学生创新意识

传统实验教学中,无论是演示实验还是学生实验,给出的实验步骤往往是固定和单一的,致使学生习惯在教材中寻找实验方法,按照步骤一点点进行实验,不利于学生创新精神的培养.为改变这种现象,教师可以有意识地引导学生自主设计实验步骤,给学生提供更多思维发展的空间,在不违反实验基本规律的前提下让学生来设计具体的实验步骤,培养学生的创新意识.例如,在“探究物体质量和其体积之间关系”的实验时,教师可以提出这样的问题:“我们可以选择哪些物质作为实验的对象”、“实验时我们需要哪些工具”、“为了更好地探究物体质量和其体积之间的关系,我们需要哪些实验步骤”等.学生根据教师循序渐进的问题会逐步思考实验所需的对象、工具以及步骤等,从而对实验得出一个相对完整的认识,这样,学生在实验时会根据自己的理解,独立思考添加一些步骤或工具等,完成探索物体质量和体积之间关系的实验.通过这种方法,既可以深化学生对物理基础知识的理解,又可以引导学生初步完成实验设计,对激发学生创新意识,落实创新教育有积极作用.

四、拓展课外实验探究,延伸学生创新精神

探究性学习步骤篇5

汽化和液化是苏科版物理8年级上册第二章物态变化的第二节内容包括两部分内容汽化的两种方式和液化的两种方法。教材在这里设计了较全面的探究性过程：设计实验，进行观察，记录数据，处理数据，画出图表；再分析图表，概括总结，得出结论等环节。通过这个活动，使学生领悟物理探究的基本方法。由于时间的限制与汽化相反的过程――液化留作下一节课学习。

二、教学目标

1.知识与技能。①知道蒸发和沸腾为汽化现象，汽化时要吸热；②知道蒸发现象，体验蒸发过程要吸热；③知道蒸发可以致冷；④了解蒸发和沸腾的相同点和不同点

2.过程与方法。①观察沸腾是液体内部和表面同时发生的汽化现象；②通过探究活动了解液体沸腾的温度特点。

3.情感、态度与价值观。①通过对“坎儿井”的了解，激发民族自豪感；②通过观察水的沸腾，经历科学实验的基本过程，体会物理实验的魅力，感受团结协作的重要性；③通过教学活动激发学生的兴趣和对科学的求知欲，使学生乐于探索自然现象，乐于了解生活中的物理道理。

三、教学重点和难点

教学重点：①观察蒸发现象；②设计实验，观察水的沸腾现象。教学难点：蒸发吸热，降低温度，归纳总结沸腾的特点。

四、教学过程

1.创设情景，引入新课。设计意图：通过两只苹果的选择引出水分到哪儿去了，引出本节课。这样不仅能激发学生学习兴趣而且为蒸发只在物体的表面进行打下伏笔。

步骤1：出示两只苹果，一只干瘪，一只红润对一个同学说，今天老师送你一个苹果你挑一个。同时设问你为什么挑这一个？生：水分少(或干瘪的)师：那水分到哪儿去了？

步骤2：出示电热水壶烧水，问烧开后如没有及时停止会怎样？生：烧干师：水又跑到哪儿去了？在学生归纳现象共同特征的基础上引出这节课我们就来学习汽化和液化。

2.蒸发。设计意图：这部分采用学生自己动手实验，通过对蒸发现象的认识初步感知，小组合作讨论归纳出蒸发的几个特点。

步骤1：根据课本活动2.3观察蒸发现象。①让学生在手背上涂酒精，观察酒精变化，涂酒精的地方有什么有何感受？②将一支液体温度计插入烧杯内的酒精中，测量出酒精的温度；再把温度计从酒体中拿出，观察温度计的示数有什么变化。上述实验说明了什么？生活中还有哪些类似的现象？

步骤2：切开刚才出示的干瘪苹果，发现里面有水分说明什么？

步骤3:举例无论春夏秋冬湿衣服都能干说明了什么？师生共同总结：蒸发：只发生在液体表面的缓慢的汽化现象。①条件：任何温度都能进行；②特点：蒸发需吸热有致冷作用。

3.沸腾。设计意图：通过学生的合作和交流使学生经历基本的科学探究过程，学习科学探究方法，发展初步的科学探究能力，领略物理课学习的特点和魅力，激发学生的好奇心和求知欲。

步骤1：提问：谁来描述一下水沸腾的现象？水的内部又是怎样呢？水的温度又是怎样呢？

步骤2：实验目的：①通过观察水的沸腾，水沸腾前和沸腾时的现象有哪些不同？水中发生的变化；②水沸腾时发生在液体的什么位置？③水沸腾时发生的汽化程度如何？

步骤3：实验注意点：①怎样使加热的时间少一点？②烧水装置固定的顺序？依据分别是什么？(提醒学生加热过程中注意安全)

步骤4：小组合作探究。①当水温升到90时每隔0.5分钟读一次温度计的示数，同时注意观察烧杯中水发生的变化。直到水沸腾2分钟后停止读数，将数据记录在书P37表格中。②停止加热，沸腾是否停止？③根据记录的数据标出各个时刻水的温度，然后用平滑的曲线把它们连接起来。④演示：用电热水壶现场烧水让学生听水沸腾前后的声音响度的变化？

步骤5：小组交流总结：描述水在沸腾前和沸腾时的情景：①水中气泡在沸腾前，沸腾时②水的声音在沸腾前，沸腾时③围绕图线进行小组讨论。

步骤6：引导学生观察沸点表，并形成在标准气压下，不同液体的沸点一般不同的认识“生活?物理?社会”：让学生知道人们利用水沸腾的产生的热的蒸汽制造蒸汽轮机。

4.小结。设计意图：对蒸发和沸腾做一个简单的回顾，使学生印象深刻。将知识真正落到实处，让学生发现并归纳蒸发与沸腾的异同点。这样有利于提高学生的归纳能力。师：回顾本节课所学的知识，我们知道蒸发与沸腾都属于汽化现象。总结他们的异同点。

5.实施拓展。设计意图：呼应本节课的开头让学生课后讨论，关注生活细节。这样将学习由课堂延伸到课外，同时体现了学以致用的思想。为下节课拓展学习蒸发的快慢与哪些因素有关打下伏笔。①生活物理社会中讲到的“火洲”里的坎儿井为什么可以减少蒸发和渗漏呢？②刚才我们在选苹果时要选择红润的。那生活中有哪些方法使苹果的保鲜时间可以长一些呢？

探究性学习步骤篇6

关键词中美生物教材实验比较细胞大小物质运输关系

中图分类号G633.91文献标识码B

新课程倡导以一本教材为本，多本教材作为参考，国外的教材也是一种良好的课程资源。

1教材介绍

《Biology-Principles&Explorations》是美国Holt，RinehartandWinston公司出版的高中生物教材。该教材的总体特点是教学设计的可视化以及对基础知识、实验技能和生物理念的高度重视。同时，此教材密切联系生活，关注健康饮食和STS教育；注重介绍现代生物科技和热点生物问题，注重对学生实验技能和探究能力的培养，其目标是引导学生以正确的方式看世界。教材一经面世，就被许多国家选作教材或教学参考书，后经过多次修订，至今仍长盛不衰。

此外该教材中的实验项目设置也很有特色，主要包括实验室项目和拓展的实验项目两类，实验室项目包括快速实验室、数字实验室、数学实验室；拓展的实验项目包括实验设计、实验室技术和交互探究。丰富多层次的实验栏目和活动项目能够满足不同层次学生的学习需求，对于提高学生的学习兴趣、培养学生的综合能力、渗透STS教育、提高学生的生物科学素养具有重要作用。

目前我国国内普遍采用的教材是经全国中小学教材审定委员会2006年初审通过的普通高中课程标准实验教科书，共有5套，其中以人民教育出版社等编著的教材使用最为广泛。人教版教材分模块呈现，由现代生物思想观念统帅各个模块，突出探究性学习，强调核心基础知识的掌握和应用，将科学技术和社会的关系及科学史的发展过程贯穿于教材的各个章节。下面分析的是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书《生物1•分子与细胞》模块“细胞大小与物质运输关系”这个实验。

2细胞大小与物质运输关系实验的比较分析

“细胞大小与物质运输的关系”是人教版高中生物《必修1•分子与细胞》模块第6章“细胞的生命历程”中的第一节“细胞增殖”中的一个实验，在HRW教材中是第一单元第四章“细胞及其生活的环境”中的实验。该实验在国内外教材中位置较前，都属于重点安排和设计的实验。实验内容涉及到扩散、物质表面积与体积比的计算、相对表面积与物质扩散速率的关系、物质进出细胞的效率与相对表面积成反比等知识点。

这个实验可以设计成演示实验、验证性实验以及探究性实验等多种形式，又可以对动作技能进行多层次训练。以这个实验为载体，可以让学生通过探究，知道细胞不能无限长大的原因，明白了细胞分裂的必要性，再来学习“细胞分裂”，体现了知识的系统性。此外，本节内容还与后续模块中微生物的代谢、细胞进化有着紧密联系。同时，通过本实验可以提高学生的动手操作能力、探究能力、运用数学知识解决问题等多种能力，促进学生体会科学探究的思维过程和方法，培养学生严谨科学的态度和精神。总体而言，中美教材中的这一实验内容不同主要体现在实验类型和实验过程上。

3实验栏目的比较分析

人教版教材中的这一实验分为目的要求、材料用具、方法步骤、结论和讨论五个部分，此外还以便签的形式标出了实验中需要注意的问题；HRW教材则分为目标、材料、化学安全性、实验前的提示、步骤、分析与结论、思考题七部分，以下将分别进行比较分析。

3.1实验题目和目标的比较分析

人教版教材的实验题目为“细胞大小与物质运输的关系”；HRW教材为“细胞大小如何影响扩散作用?”，以疑问句来促进学生思考。

两个教材实验目标在教材都有列出。人教版教材的目标通过探究细胞大小与物质运输关系，促进学生理解相对表面积对物质运输速率的影响，从而理解细胞不能无限长大的原因，在实验过程中学会用数据表格分析问题，养成严谨科学的实验态度，没有明确分为技能目标及知识目标。而HRW教材的实验目标分为技能和目标，技能是运用科学方法，收集、整理数据并作图，目标则为联系细胞的大小和表面积与体积比之间的关系，并预测细胞的表面积与体积比如何影响物质扩散进入细胞。两个教材中这一实验的目标最终落脚点都在细胞大小与物质扩散之间的关系上。

3.2实验原理和实验材料的比较分析

两个实验原理都是颜色反应。人教版教材的实验原理是琼脂块(内含酚酞)模拟细胞，NaOH模拟被细胞吸收的物质，因NaOH溶液遇到酚酞试液变粉红色，了解NaOH扩散进入细胞的深度，比较不同体积的琼脂块“细胞”吸收物质的速度，探究细胞大小与物质运输的关系。HRW教材则用粉红色琼脂块(内含碱性酚酞)模拟细胞，醋酸模拟被细胞吸收的物质，因醋酸溶液遇到酚酞后粉红色褪去，根据褪去颜色的深度了解醋酸扩散进入细胞的深度，从而探究细胞大小如何影响扩散的。

两个实验材料用具大致相似，不同之处在于人教版教材把质量分数为0.1％的NaOH溶液作为扩散进入琼脂块的显色剂，HRW教材把醋酸作为扩散进入琼脂块的显色剂，取材源于生活，同时材料旁附有图片，使学生对实验有直观的认识。

3.3实验类型的比较分析

“细胞大小与物质运输关系”实验在中美教材中的主要区别在于实验类型的不同。人教版教材中的这一实验，从探究活动的类型来看是一个模拟探究实验，引用模型来解释生物上的原理，也体现了新课标对数学在生物上运用的重视。从探究的内容来看，这个实验属于部分探究实验，探究活动的问题已经给出，探究的计划已经制定好，学生只需完成收集数据、并对数据进行概括和推理，实验操作过程比较简单，有利于学生当堂完成，目的是促进学生对细胞不能无限增殖这一知识点的理解。

HRW教材中的这一实验属于“实验设计”这个栏目，承载着培养学生探究能力的目标，是引导探究式实验。教材没有给出明确的实验步骤，而是把探究性学习的过程分解为多个步骤，通过问题引导学生自己设计实验并实施，获得数据后循序渐进地分析实验结果，自主性强，难度更大。

3.4实验步骤的比较分析

人教版教材中的实验步骤为：给出实验步骤，根据步骤完成实验，填表记录数据，分析实验数据得出结论。实验过程呈现简单明确，实验方法严谨科学，是促进学生掌握科学方法，培养学生的科学思维和科学态度很好的材料。

HRW教材中的实验过程分为A、B、C三部分，教材没有给出明确的实验步骤，A部分是提出问题和设计实验，B部分为实验实施和实验后的清理与回收。两部分明确按照探究性学习的方式，把探究性学习的过程分解为多个步骤，让学生自己根据问题设计实

验，并引导学生思考设计时应注意的问题，例如确定探究的问题和假设、如何确定醋在琼脂块中的面积等。B部分的实验实施比较简单，用红色图标列出了注意事项，并引导学生制作表格记录数据。实验后的清理和回收告诉学生将实验用后的溶液、琼脂和用过的实验材料投入指定的垃圾桶，不要随意丢弃，把试验台清理干净，将可以重复利用的实验材料回归原位。

3.5实验结论的比较分析

人教版教材实验结果分析与结论部分主要是让学生填表，并根据表格中的数据作图，得出琼脂块的表面积与体积之比和琼脂块大小之间的关系，再进一步得出物质扩散(NaOH扩散)与细胞大小之间的关系，分析步骤严谨简单，可以在较短的时间得出实验结论，便于学生当堂完成实验，有利于教学效率的提高。

HRW教材中的实验重视对实验结果和数据进行分析，从而得出实验结论的过程，弱化对实验步骤的关注。实验结果分析的步骤层次感强，非常详细，共9步：

①描述琼脂块表面的变化。

②运用数据，以扩散距离(mm)作为纵轴，以相对表面积作为横轴画图。

③根据②中的图，做出相对表面积与物质扩散距离关系的结论。

④以扩散速率(mm／分)作为纵轴，以相对表面积作为横轴再次作图。

⑤分析实验结果：运用步骤④中的表格，做出相对表面积与物质扩散速率关系的结论。

⑥估实验方法：是否能够忽略细胞的表面特征，把琼脂块简化为细胞?

⑦计算：如果琼脂块的边长为5cm、10cm，算出其相对表面积，比较哪一种琼脂块的更大。

⑧得出结论：细胞的大小是如何影响物质扩散进入细胞的?

⑨进一步探究：想出一个关于细胞大小与扩散的新问题，并进一步探究。

通过以上9个步骤，让学生运用数学的方法解决生物学问题，并知道科学探究的基本步骤和实验结果的分析方法，强调运用数学中的图形图像逐步得出生物学结论。

3.6实验后思考题的比较分析

两本教材实验后的思考题差别较大。人教版教材实验后的思考题有3道，需要学生计算分析，共同讨论，得出细胞越大运输效率越低的结论，利于学生学习随后的“细胞分裂”内容，局限于本节和本章内容。三道思考题设置巧妙，逐步深入地探讨细胞大小与物质运输的关系，将书本的前后知识联系起来，融会贯通，理解现象与本质的差异，发散学生的思维，激发学生的求知欲，培养学生的科学思维方法。

HRW教材后的思考题需要学生查阅资料和网站，深入分析自主探索才能得出答案，题后附有相应的网址供学生查阅，不局限于一节或一章的内容，综合性强。第1题需要学生查阅资料，联系真核细胞与原核细胞的区别及物质运输特点进行分析；第2题考查了学生对基本知识的掌握情况，需要学生联系不同物质进入细胞的方式和特点进行分析。两题突出了对学生综合运用知识能力培养。与人教版教材中的讨论相比，HRW教材中的资料查阅与分析属于自主学习，是另一种促进学生思维发展的方式。

4结论与启示

4.1注重学科知识的综合

人教版和HRW教材均注重学科间知识的综合。人教版教材将此实验与数学、化学知识联系，学生需要知道化学知识中酚酞遇NaOH后颜色变化的原理，并会计算正方体和球体相对表面积，分析数据表格。HRW教材同样需要学生用到醋酸遇粉色碱性酚酞褪色的化学原理及数学知识中正方体相对表面积的计算，并根据数据做出表格和图像的数学方法。我国教材对实验精度要求高，重视对实验数据和误差的分析，有利于培养学生认真严谨的科学态度。

4.2注重对学生探究能力的培养

人教版教材在这一实验属于部分环节的探究性学习，没有实验设计环节，探究主要体现在实验实施和实验后的分析与讨论部分。实验的实施过程严格按照步骤，科学记录数据，根据数据得出实验数据，运用数据、表格比较、分析问题，并对结果进行分析和讨论，利于培养学生的科学探究能力，促进学生之间的合作和交流。对于探究性学习，人教版教材在不同部分和章节渗透探究性学习的理念，在不同的实验呈现探究性学习的不同环节，有些明确给出实验步骤，利于课堂教学的展开，从整本教材的角度培养探究能力，更加高效，但不利于学生的自主学习和实验设计能力、自我监控能力的培养。

HRW教材通过问题，循序渐进地引导学生关注实验设计的方法及具体观察指标的确定和记录，明确按照探究性学习的步骤提出问题要学生思考、讨论，通过学生自己设计和修正实验并加强对探究性实验各个环节的落实，有利于学生掌握科学方法。教师在教学时，可以关注一些美国教材中的实验设计，吸取其中可以利用的课程资源，增加一些操作性强，耗时少的探究性实验，加强对学生探究能力的培养。

4.3注重对学生实验安全性和环保意识的培养

两本教材均有关于实验安全性的指示。人教版教材的步骤用叹号图标及文字内容，让学生知道实验过程中NaOH具有腐蚀性，防止对皮肤、眼睛及试验台伤害。相对而言，HRW教材中实验安全性环节更加明确突出，实验前专门列出“化学安全性”栏目，实验后有专门的清洁与整理环节，重视实验药品的回收与处理，从小处培养学生的环保意识。

4.4加强与现实生活的联系