中学生物学探究教学模式的研讨，本文主要内容关键词为：生物学论文,教学模式论文,中学论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
自20世纪60年代以来，美国、英国和澳大利亚等发达国家，相继制定出以促进学生成为科学探究者为目标的中学科学教育标准，编写以探究为基础的科学课程。今天人们已经认为探究是科学教育的中心环节。我校生物组教师从1985年开始尝试以探究性实验组织单元教学，通过学习现代教育理论和开展探究教学的范例研究，对探究学习和教学模式有了一些认识。
一、探究教学理论的发展及其特征
（一）探究学习和教学模式的理论先驱
探究学习和教学模式实质上是发现学习和教学模式的衍生物。一般认为，布鲁纳是发现学习和教学模式的倡导者，然而发现学习赖以产生的许多教育思想可以追溯到17世纪的启蒙运动。启蒙运动者认为，人们可以通过观察和理智发现自然的法则，其代表人物培根在1620年的著作中，就提出了把科学主要视为“探究程序或方法”的观念。（注：（美）D.P.奥苏伯尔.教育心理学——认知观点[M].北京：人民教育出版社.1994.）
与发现法或探究法的形成有关联的理论先驱还有儿童中心论，这种观念最初是教育哲学家卢梭和福禄贝尔等提出的。卢梭认为“人的遗传本性都是善的，它只需要在没有邪恶的自然环境中发展”，人性是一种“能动的、自我指导的力量”，每个年龄阶段的儿童“都有他自己的动力”。他还认为“儿童有他自己独特的观察、思维和情感的方法”，“一个儿童的成长，是逐渐展开自然已包藏在他里面的东西”。因此，他极力主张教师们“要允许学生紧密地与自然生活在一起，使得他们可能无拘束地纵情于他们的自然冲动、本能和情感之中。”（注：（美）Morris L.Bigge.学习的基本理论与教学实践.[M].北京：文化教育出版社，1983.）
（二）德可乐利的儿童兴趣中心和杜威的活动教学模式
19世纪80年代至20世纪初欧洲出现了“新教育运动”，比利时的德可乐利(Ovide Decroly)是“新教育运动”代表人物之一。他在创办“隐修学校”的过程中系统研究儿童教育，认为儿童的学习都必须通过观察、联想和表达三个活动过程，“脑力劳动必须在第一手搜集的材料料基础上进行。让儿童通过自己的感觉来搜集材料，既要估计到儿童的潜在兴趣，又要尽可能与词汇的习得联系起来”。（注：戴本博等.外国教育史（下）[M].北京：人民教育出版社，1990.）因此，观察是儿童发展智力的出发点和基础。他还认为“兴趣是闸门，凭借它，注意力的水库得以开发和指导”，儿童们“个人生活的营养、居室、防卫和活动”是儿童的兴趣中心，为此他要把学校办成适合儿童生活的环境，按照儿童的兴趣中心组织教学。
与此同时，美国掀起了“进步教育运动”。美国实用主义哲学家、教育家杜威是“进步教育运动”的首席代言人。1916年出版的《民主主义与教育》一书中系统的表述了他的教育思想。
杜威认为，最好的教学方法就是让儿童自己用心做实验，在活动中直接地接触各种事实，从而取得有用的经验。这就是所谓的“从做中学”“从经验中学”。
杜威还认为，儿童在活动过程中，从尝试到成功，其思维活动的过程经历了问题、观察、假设、推理和检验5个阶段，通过这些阶段或步骤不仅产生良好的思维，而且使思维转变成经验。因此，教学要使儿童获得共同参与社会生活的经验，就必须按照上述5个阶段或步骤组织好每一次教学活动。
（三）皮亚杰的认知结构发展论和知识获得模式
皮亚杰认为，儿童的智力发展，是在其已有认识结构的基础上，不断地同化和顺应外界环境的过程。儿童通过主客体之间的不断建构和相互作用，即活动，来获得知识和经验，实现智力的不断发展。
对于科学课程的教学，皮亚杰将知识划分为三类：自然知识、社会知识和逻辑知识，并指出这三类知识要求有不同的学习环境，因此教学就是为学生获得真正的知识创造环境。在科学课程的教学过程中，他不仅强调学习者参与活动的积极性，而且提倡让学习者体验科学实验的方法，包括提出假设和进行实验检验，让学习者通过实验将法则与数据资料并列发现或重新发现概念或原理。可见，皮亚杰的这种知识获得模式与杜威的问题解决模式基本上一致。
（四）布鲁纳的发现学习和教学模式
布鲁纳是美国心理学家，他把皮亚杰的认识结构发展的理论应用到中学的课程改革，撰写出《教育过程》《认识心理学》《教学论》等著作，提出了“结构课结论”“发现学习和教学模式”等一系列教育主张。他的发现学习和教学模式主要包括下述4个方面。（注：邓金.培格曼最新国际教师百科全书[C].教育与科普研究所编译.北京：学苑出版社，1989.）
第一是学习者的心理倾向。布鲁纳认为，大脑具有接受神经传来的外部信息、将外部信息整合成表象、对各种信息进行分析、向相应器官发出指令，从而对外界环境刺激作出反应的机能。大脑的这种功能活动深受个人的文化、动机和个性等因素，尤其是认识水平——个人做出选择的探究性活动的制约，这些因素对于发现学习和解决问题起着决定性的促进和调节作用。因此，在组织学习活动的过程中，首先要注意激发和维持学习者探究兴趣，并促使他们利用教师提供的学习材料，亲自去探究和发现有关概念和原理，成为一个“发现者”。
第二是呈现给学习者的知识结构和形式。布鲁纳坚信，任何领域的知识都可以借助于三种表象模式呈现给学习者：1.动作性模式，即一组行动；2.映象性模式，即一组意象或图解；3.象征性模式，即语言符号或逻辑命题。教师的一个最重要的任务，就是把知识转变成适合学习者理解的表象模式。任何学习都涉及习得、转换和评价三个过程，学习者将这些过程运用和处理得好，就会使新知识纳入已有的知识结构，并使其重新加以组织和提炼，从而起到挖掘和发挥其智慧潜力的作用。所以，教师要重视教会学习者学习。
第三是教学序列。布鲁纳指出，知识材料的排列顺序直接影响学习者对它的熟练掌握，因此每个学科通常都有各种难易程序不同的知识序列，以适应不同能力的学习者。但是，对大多数学习者来说，正常的教学序列是从动作式再现表象过渡到映象式再现表象，然后进入符号式再现表象阶段。如果某些学习者具有相应的经验背景，也可以越过前两个再现表象阶段。
第四是强化形式和步骤。布鲁纳指出，教学应当给反馈性测试和知识矫正规定适当的时间和步骤，这种强化程序与呈现知识结构的其他形式一样起作用，不是作为一种促进形成联结或联系的过程而起作用。因为学习者通过信息反馈对假设做出检验和自我矫正的过程，学会了发现概念和正确答案，从而逐渐摆脱了教师提供的信息和强化。
（五）施瓦布的生物科学诱发探究模式
1958年美国科学基金会设立《生物学课程研究所》（简称BSCS），BSCS于翌年编写出以探究为基础的第1版生物科学教材，至今第8版BSCS生物科学教材即将问世。BSCS曾于1965年编写和出版了由施瓦布审订的《生物学教师手册》，手册中首次提出了“诱发探究”的概念。
生物科学的诱发探究教学模式主要是施瓦布提出的，他把学生获得知识作为一种研究过程来设计。这种策略有多种结构形式，基本上可以划分为4个阶段；1.使学生接触问题情境；2.帮助学生认识情境材料中包含的某个概念或方法上的问题；3.引导学生思考提出的问题并做出假设；4.诱发学生设计实验、收集和组织资料、形成结论。BSCS对高中生物教学提出的探究有：1.对问题的本质作尝试性说明的论述；2.“探究叙述”生物学的主要发展过程；3.用创设的问题情境诱导学生参加实验探究；4.实验教学计划是分组设计的，每组学生模拟科学家的研究过程探究生物学问题：5.使用“诱发探究”(Invitations to enquiny)的教学模式以便促使学生参与推理的活动，这种推理与生物科学的前沿课题或方法论等问题有关。（注：丁证霖等编译，当代西方教学模式[M]，太原：山西教育出版社，1991.）由此可见，生物科学透发探究模式的设计目标，不仅要使学生获得科学知识，而且更注重探究过程和处理信息的科学方法，并致力于培养他们探究、合作的科学精神和一丝不苟的科学态度。
总之，探究学习和教学模式是在现代教育不断发生变革的潮流中，通过吸纳各种传统的或现代的学习和教学模式的优点形成和发展起来的。中学生物课程的教学研究对探究教学理论起着催生作用。实践表明，探究教学作为现代教学的一种模式，在其处理理论与实践、结构与功能，以及教学诸要素之间的关系方面，具有许多其他教学模式所不能显示的下述特征。
1.探究是一种能动的过程。探究学习和教学模式是以学生为中心的，学生在课堂上进行的科学探究活动，归根结底是让学生亲身体验和理解知识形成和发展的过程。探究学习和教学模式强调学生主动学习和自主发展，强调学生通过探究和发现过程达到预期教学目标，不再把课堂教学的重点放在教师传授知识、讲解科学概念或原理上。这与传统教学热衷于向学生灌输知识的教学模式有着本质的区别。
2.探究是一种有多侧面的活动。通俗地讲，探究是人们用以追究探索未知事物以期达到“知其然，知其所以然”的多种不同途径和方法，也是学生长知识、长见识、长才干的一种重要的学习模式。学生在课堂上进行的科学探究包括一系列的活动，如他们需要观察研究对象、发现问题和提出问题；需要利用已有的知识，经过深思熟虑对问题做出猜想或预言，提出自己的假设；需要查阅各种信息资料，对假设的逻辑含义进行推断；需要设计调研或实验方案，找出和控制可变因素对其进行实验；需要收集、分析和解释数据，运用逻辑和证据做出答案或解释；需要利用各种图表交流得出的科学结论，并对不同的观点或批评意见做出反应；等等。总之，科学探究是一种多侧面的活动。
值得提出的是，虽然探究是以活动为载体或渠道的，但探究与活动之间又有所区别。从上述的科学探究活动看出，科学探究源于发现和提出问题。学生的问题则是从其动机和好奇心中产生的，这样，学生在课堂上的探究行为就包含有：疑惑、自主意识、方法论和反思等多种要素。活动是指学习者对学习对象的内部操作，其含义是“对这些对象所采取的行动，而不是这些对象本身。”（注：戢守志等译，美国国家科学教育标准[C]，北京：科学技术文献出版社，1999.）在课堂教学过程中，不是全部教学活动都包含有探究要素的。即使是设计的教学程序中有问题、假设等环节，如果学生面对的问题是教师提出的，或者教师代替学生做出假设，或者出现重视探究结论而轻视探究过程的倾向，那么这些活动就不再属于探究的范畴。
3.探究旨在获取知识和认识世界。科学教育的宗旨在于使学生正确的认识和理解自然。之所以把探究作为科学和科学学习的核心，就是因为探究是学生获取科学知识、获得科学认识、掌握科学本领的一种重要途径和方法。
科学教育的目标首先在于使学生获得科学知识。这是因为知识的单元是科学概念，科学概念促进人们的思维、学习和思想交流，是人们正确认识自然和理解自然的基础，学生要增长知识就必须习得科学概念。科学概念通常从初级概念开始，直至抽象概念为止，构成了一个完整的概念体系。中学生的思维发展过程，正处于从形象思维向抽象思维转变的阶段，他们主要是通过概念形成和概念同化的途径学习概念，习得的概念再通过应用过程得到巩固和扩展。教学实践表明，探究学习过程强调学生将习得的概念应用到一个新的问题情境中去，在已知概念的基础上通过概念形成的途径掌握新概念。因此说，探究学习符合学生的学习和思维活动规律，是学生习得科学概念的一种最有效的学习方式，尤其是学习比较复杂和抽象的教材内容时能够获得较好的学习效果。
4.探究要求师生都以学习者的身份参与教学过程。在探究教学过程中学生是主体，他们是否具有积极的探究态度和保持旺盛的探究热情，是否主动地参与探究未知事物或现象的学习活动，直接关系到能否达到预期教学目标。然而，“教师是教育的核心”，（注：皮亚杰.教育科学与儿童心理学[M].傅统先译，北京：文化教育出版社，1981.）在探究教学过程中教师始终处于主导的地位，一个“称职的科学教师应该营造一种环境，使教师和学生都能以学习者的身份积极地学习，以期教学相长”。（注：戢守志等译，美国国家科学教育标准[C].北京：科学技术文献出版社，1999.）
在探究教学过程中教师的主导作用是多方面的。首先，教师在制定学科教学计划时，要根据教学目标、内容和材料尽可能增加学生探究活动和实验在课程中所占的比例；要根据单元教学课题的需要创造良好的教学环境，为学生进行科学探究提供必要的时间、空间和资源；在确定单元课题的具体探究内容和教学活动时，要使之适应学生的兴趣、知识水平、领悟能力和他们的经历，尤其对从学生所经历的事物中产生的一些实际问题进行探究，是科学教学所要采取的主要做法。学生在课堂上的科学探究常常是小组规模的协作性活动，为了使全体学生都有参与探究活动的机会，进行课堂教学设计时要考虑到为个人活动、组内讨论和小组交流提供充分的时间保证。
课堂上学生从事的一个完整的探究过程大致分为：问题、假设、推断、检验、结论、交流和评价等阶段。在探究过程的各个阶段上，教师的工作都是指导、激发和鼓励他们学习，推动科学探究活动。
二、生物教学改革从探究实验教学做起
生物学是一门实验科学，但我国高中生物实验教学却是十分薄弱，因此我校的高中生物教学改革从实验教学做起。我们拟订的生物实验教学目标是：1.使学生获得生物科学基础知识，或者体验概念形成的过程；2.培养学生对生物科学的兴趣及科学态度和科学精神；3.使学生了解科学家的工作方法，培养探究能力和接受实验技能训练；4.锻炼学生应用科学知识和科学方法解决问题的能力。为了实现生物实验教学的这个预期目标，在学校不断地改善和充实实验教学设备的基础上，我们适当地增加实验教学内容，循序渐进地探索以实验组织单元教学的形式，逐步形成了生物实验教学的体系和特色。
（一）适当增加实验教学内容
自1985年以来，我们十分注重通过教学实践选择、改进和创建高中生物的实验课题及其教学内容。至今适用于我校生物必修课教学的实验课题有36个，有些实验课题先后被选入到人教版的生物课本中。这些实验课题分布在教材的不同章节中，使教学计划中的实验教学内容布局合理，以利于逐步达到实验教学的预期目标。这些实验课题的教学时间约占总授课时数的30%，与我国的香港和台湾地区，以及美国和澳大利亚等国家的实验教学的时间比例大体相同。目前，生物实验课题及其布局和分类如下表所示：
章课题
实验课题
分类
果蝇生殖行为的观察与研究Ⅲ
绪论媒体报道生命科学动态的调查
Ⅳ
(3) 用电光源显微镜观察叶表皮及保
Ⅰ
卫细胞
食物中营养成分的鉴定
Ⅰ
原核细胞和真核细胞的形态观察
Ⅰ
探究透析膜的扩散原理
Ⅲ
生命的基础 探究活细胞膜的通透性
Ⅲ
(8)
观察细胞质的流动现象
Ⅰ
观察叶绿体和有色体
Ⅰ
观察细胞有丝分裂Ⅱ
观察人体白细胞的癌变
Ⅱ
比较过氧化氢酶与Fe[3+]的催化效 Ⅲ
率
探索淀粉酶的特异性
Ⅲ
新陈代谢
探索温度和PH对酶活性的影响
Ⅲ
(7)
提取和分离叶绿体的色素 Ⅲ
观察植物细胞的质壁分离及复原
Ⅱ
观察离子的交换吸附现象 Ⅱ
制作实验装置和测定食物中能量
Ⅳ
观察酵母菌的出芽生殖
Ⅰ
生殖和发育 观察蝗虫精母细胞的减数分裂
Ⅰ
(3)
牡丹花粉母细胞减数分裂的研究
Ⅳ
生长素类促进生根的实验设计和
Ⅳ
生命的调节 观察
(2)
细胞分裂素生理作用的实验设计
Ⅳ
和观察
DNA的粗提取和鉴定
Ⅰ
设计和制作DNA双螺旋结构模型
Ⅴ
DNA复制的模拟性实验
Ⅴ
概率
Ⅱ
观察玉米杂种后代粒色的分离现
Ⅲ
遗传和进化 象
(9)
人类几种性状遗传表现的调查研
Ⅳ
究
观察生物体大小的变异
Ⅲ
观察果蝇唾液腺染色体永久装片
Ⅰ
人工诱导多倍体的实验设计与观
Ⅳ
察
不同环境下温度和温度差异的比
Ⅲ
较研究
培养基中酵母种群数量动态的研
Ⅲ
生物与环境 究
(4)
制作小生态瓶和观察生态系统的
Ⅳ
稳态
酸雨影响种子萌发的实验研究
Ⅳ
按照我校的生物学课程设置和教学计划，生物学课程开设在高一年级，第一学期为每周2课时，第二学期为每周3课时。全学年授课为36周，有效授课时数共计90课时，上述的实验课题及内容在上、下学期各有18个，即平均每周有1项实验教学内容。在这些实验课题和内容中，3～5级的实验约占60%。
（二）以探究为核心的实验分级
随着实验课题及内容趋于稳定和实验教学活动的深入开展，我们愈来愈觉得有必要对实验内容加以分级。对实验内容进行分级，有助于准确制定实验教学目标，有助于设计出最佳的实验教学方案，从而为取得理想的实验教学效果打下基础。根据实验经验和反复推敲，我们将上述的实验课题以探究活动水平的不同依次分为5级。
1.观察或鉴别性实验为一级。要求学生按照实验指导独立地完成实验操作，知识观察对象“是什么”或者鉴定出实验材料中“有什么”，以便加深理解有关的生物学知识。例如，观察植物细胞的叶绿体和有色体。观察酵母菌的出芽生殖、食物中营养成分的鉴定，DNA的粗提取和鉴定等实验。
2.验证性实验为二级。验证性实验与观察或鉴别性实验一样，要求学生按照实验指导独立地完成实验操作。但是，二级实验得到的结果不是要揭示“有什么”或“是什么”，而是将实验结果作为论据来论证某个原理或法则是否成立，或者证实发生的物质或结构的动态变化，即为阐明“为什么”或“怎么样”提供实验依据。例如，植物细胞的质壁分离及复原现象，是论证原生质层具有选择透性的有力证据，从而证实成熟的植物细胞遵循渗透原理吸水。这个实验可以作为细胞膜通透性的探究实验，但是在植物细胞渗透吸水的教学设计中将其作为验证性实验，有利于培养学生的辩证思维能力。
3.教师设计的探究性实验为三级。在我们选定的实验课题中，由教师设计的探究性实验有10个。三级实验都是来源于对前两级实验进行的改造，其特点是由教师提供实验结构和实验步骤，学生经过一系列探究性操作活动获得有关的科学知识，体验和理解知识形成和发展的过程，培养其理解能力和探究能力，即“干什么”和“发现什么”。例如，在绪论课上借助“果蝇生殖行为的观察与研究”使学生初识科学探究是一种有多侧面的活动。“培养基中酵母种群数量动态的研究”是一项小组合作完成的探究实验，学生通过对样品中的酵母计数来估算试管内种群数量动态，从而接受科学方法的训练和培养实事求是的科学态度。“探究透析膜的扩散原理”和“探究活细胞膜的通透性”的实验，显然是为了使学生体验和理解知识形成和发展的过程。
4.学生独立完成的探究性实验或调查为四级。在我们选定的实验课题中，由学生独立完成的探究性实验成调查共有9个。实施这类实验课题时，要求将学生分为协作性小组，小组成员共同设计调研计划或实验方案，组内同学分工协作，在规定时间内共同完成实验课题任务。由学生独立完成的探究性实验或调查往往持续较长的时间，学生的主体活动也多是利用课外时间在实验室或其他场所里进行设计、制作、调查、实验、总结和讨论等活动，实验课时间则用于完成部分操作或者对实验结果进行小组之间的交流和评价。总之，四级实验是学生“怎样”检验自己对“有什么”和“为什么”做出的解释。
5.模拟性实验。模拟实验是科学家们进行科学探究的一种实验法，它是在模拟研究对象或者人工模拟特定条件下进行的一类实验。在模拟实验中，虽然某个起作用的可变因素可能是人为的，但是，完成实验的操作过程有助于学生的探究训练和培养探究思维能力，或者取得的实验结果有助于学生深刻理解有关知识。例如，在我们选定的实验课题中，“设计和制作DNA双螺旋结构模型”的实验模拟研究对象，它促使学生用沃森－克里克提出的“DNA分子双螺旋结构模型”的基本论点指导自己的实验操作，其实验结果有助于学生领会DNA分子结构的特征。“DNA复制的模拟实验”主要是模拟以母链为模板合成互补子链的过程，其实验操作活动使学生对碱基互补配对原则的记忆得到强化。
（三）以实验组织单元课题的教学
传统的生物学单元课题的教学，大多是教师先在课堂上传授知识，然后在实验室里进行有关的观察或验证实验。学生在实验室里的活动，也主要是按照教师规定的实验步骤进行操作。生物课的这种单一的实验教学形式，压抑了学生的积极性和主动性，禁锢了他们的创造性思维。为了从根本上改变传统实验教学存在的弊端，在凡有实验内容的单元教学中，以实验组织单元课题进行教学，充分发挥每个实验在教学中的特定作用，从而取得显著的单元教学效果。笔者认为，以实验组织单元课题的教学是否成功取决于三个条件。
一是明确单元教学目标和熟练地驾驭教材。明确单元教学目标是组织教材内容和选定实验课题的依据，熟练地驾驭教材是充分发挥实验教学作用的保证。例如，高中生物《绪论》课的教学目标在于：使学生知道生命科学的研究方法和对象、发展阶段与现状，从而激发对生物学的学习兴趣，明确对高中学生学习生物学的具体要求，以及学好生物学的基本方法。为了达到预期的教学目标，笔者对《绪论》课的教学内容进行重组，并将观察和操作性实验课题放到突出位置。在高中生物学的第一节课上，首先让学生借助录像资料“观察与研究果蝇的生殖行为”，进而通过广泛讨论，明确生命科学的研究方法；第二节课上引导学生从亲身经历的事物中，揭示生物与非生物的本质区别和生物与环境的关系，明确生物界有一个发生和发展的历程；第三节课上让学生畅谈学好生物学的经验和体会，独立探索用电光源显微镜观察叶表皮及保卫细胞的实验操作，并结合实验诊断对学生进行学习心理测试。
二是对每个实验在教学活动中的作用做到心中有数。高中生物学教材中选定的每个实验课题及内容，在教学活动中都具有各不相同的多种作用，以实验组织单元课题的教学，必须认识和充分发挥每个实验在教学活动中的作用。我们选定的36个实验课题在教学活动中的作用主要是以下几点。
1.引起学生兴趣和激发学习动机。如果蝇生殖行为的观察与研究、观察人体白细胞的癌变、制作牙垢涂片和观察原核细胞与真核细胞、人类几种性状遗传表现的调查研究等，对引起学生兴趣和激发学习动机有着显著作用。
2.巩固和深化习得的知识。如食物中营养成分的鉴定、观察细胞质的流动现象、观察叶绿体和有色体、观察酵母菌的出芽生殖、观察果蝇唾液腺染色体永久装片等实验，对学生习得的有关知识起到巩固记忆的作用。观察细胞有丝分裂永久装片、观察蝗虫精母细胞减数分裂、设计和制作DNA双螺旋结构模型、DNA复制的模拟实验等，则有助于学生深刻领会有关基础知识。
3.培养探究能力和创新能力，培养科学态度和科学精神。科学探究是一种有多侧面的活动，包括问题、假设、推理、检验和结论等方面。培养学生的探究能力和创新能力及科学态度和科学精神，必须通过全部的实验教学活动逐步地实现，每一项实验课题只能侧重于科学探究的某个方面。例如，让学生观察玉米杂种后代粒色的分离现象，主要是创设问题情境和诱发学生提出问题；探究透析膜的物质扩散原理的实验，是为学生对细胞膜的通透性做出假设提供背景材料；制作实验装置和测定食物中能量的实验，既为有氧呼吸的假设提供背景材料，又诱发学生推断有氧呼吸的条件和结果；生长素促进生根的实验设计和观察等，主要是尝试设计调研或实验方案；培养基中酝母种群数量动态的研究和酸雨影响种子萌发的实验研究，主要是训练学生收集、分析和整理数据。此外，有的实验如制作小生态瓶和观察生态系统的稳态等，有利于培养学生的理解和应用能力。
4.进行科学方法的训练。生物实验课题中包含的科学方法，主要有观察、实验和调查等方面。观察方法包括根据观察目的确定观察对象、选择观察手段和制定观察程序，以及对观察资料进行比较、分析和归纳等；实验方法包括根据实验目的设计实验方案、选择实验材料、控制可变因素、完成实验操作、搜集实验数据和分析实验结果等；调查方法包括根据调查目的选择调查对象、确定取样方式，整理和分析调查资料等。对学生进行科学方法训练也是通过全部实验实现的，因此，在选定实验课题和制定教学计划时要做好通盘的考虑。
5.学习水平的诊断性测试。如用电光源显微镜观察叶表皮及保卫细胞的实验，主要是用于对高一新生的生物实验技能进行摸底测试。设计和制作DNA双螺旋结构模型的实验，主要是考查学生对“DNA双螺旋结构模型”基本论点的理解和应用水平。
三是选择探究学习和教学模式，设计以实验组织教学的探究教学程序。笔者最早是选定《生物的新陈代谢》一章进行知识与实验同步教学试验的，这一章分8个教学单元，教学时间为16课时，其中知识与实验同步教学占7课时，达到总授课时数的42.5%。例如，在《酶与新陈代谢》的教学设计中，先组织学生完成“H[,2]O[,2]分解的比较实验”和“唾液淀粉酶催化范围的探究实验”，然后通过对实验现象的综合分析习得酶的概念和认识酶作用的特性。在《消化和吸收》的教学设计中，则先让学生完成“食物中营养成分的鉴定实验”，进而分析自己一天食物中的营养状况，然后探讨消化的方式、过程和意义。总之，根据单元课题目标和教材内容的特点，选择探究学习和教学模式，设计以实验组织教学的探究教学程序，有利于将素质教育落到实处。