高中理科（物理、化学、生物）探究性实验教学的研究
（四川省第三届教学成果三等奖）
承研单位：四川省自贡市蜀光中学课题组
研究人员：王小龙 蒋先梅 朱阳智 邱 锐 曾 虹
课题来源：四川省普教科研资助金项目重点课题
一、研究意义
（一）适应新一轮课程改革的需要
（二）适应高考改革的需要
（三） 适应中学实验教学自身改革的需要
无论物理、化学还是生物，这些学科都是靠无数实验成长起来的，因此实验教学应该在中学理科教学中占有重要地位。但长期以来，由于种种原因，中学实验教学成为我国基础教育中最薄弱的环节之一，成为本次课改最需要加强和突破的地方。
（四）适应学生对自主探索的需要
二、研究内容
以探究性实验教学的思想为指导，以探索出一套探究性实验教学行之有效的方法为目标。带着探究性实验教学需要解决的问题，以物理、化学、生物学科实验为依托，以蜀光中学高中理科班学生为教学对象，根据各科教学实际和学生知识能力水平，有针对 性地选取部分实验进行探究性实验教学的尝试，收集大量研究数据和资料，进行认真的研究，并将研究的结果再次放入实践中去检验、修正和提高，最后探索出一套探究性实验教学的行之有效的方法。
三、研究成果
（一）理论研究成果
1. 探索出了探究性实验教学的基本原则
2. 总结出了探究性实验与验证性实验的区别
表1 探究性实验与验证性实验的主要区别
项目 | 验证性实验 | 探究性实验 |
概念 | 学生按教科书或教师的要求，按既定操作步骤实验验证已知结论的一类实验形式。 | 学生自己运用实验手段，自行设计，独立探究未知的现象和数据，并在获得的现象和数据的基础上得出实验结论的一类实验形式。 |
教学形式 | 单一的、模式化的，不注意学生的个性特点。 | 随机的，教师进入学生的思考中，重视学生是个性的人，引导学生合乎本性的发展。 |
实验过程 | 实验 材料 | 教材规定的一种或几种实验材料 | 多种实验材料；或者学生自认为可用的实验材料。 |
实验 用具 | 教材规定的用具 | 可根据学生的设想增添、重组、改进。 |
实验 试剂 | 教材规定的试剂 | 可根据学生的设想调配多种试剂进行对比探究 |
实验 方法 | 唯一的，严格按操作步骤进行 | 多变的，以学生为主体，让学生在遵循基本的实验操作程序的基础上，做最佳操作方法的探究 |
实验 结果 | 已知的——验证已知结论 | 未知的——找出最佳实验方案，或者采用不同的实验材料、运用不同的实验方法，获得相同的实验结果，或者实验失败等等。探讨成功或失败的原因。 |
教学效果 | 使学生学会基本的实验方法，锻炼学生基本的实验技能；培养学生的观察能力、逻辑思维能力；养成实事求是的科学态度；理解相关的理论知识。这不利于培养学生的发散性思维和创新精神。 | 能养成学生批判地吸收教科书知识的习惯，培养学生发现问题积极探索的精神；更能培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力及创新能力；学生能更深入地认识科学的本质特点，加深对生物学知识的理解，超越现有知识，也有助于培养学生的科学态度和创新精神。 |
3．归纳出了探究性实验教学的基本方法
提出实验课题--------分组设计、讨论、选择实验方案------分组实验---------收集实验数据和现象-------分组得出实验结果--------交流、评价实验结果。
4．发表了许多高质量的研究论文
表2 研究论文发表及获奖情况统计表
项目 | 发 表 情 况 | 获 奖 情 况 |
国家级 | 省级 | 交流文章 | 小计 | 国家级 | 省级 | 市级 | 小计 |
统计数 | 5 | 2 | 14（含省级3） | 21 | 3 | 3 | 10 | 16 |
（二）多样而有价值的实践操作成果
1．积累了丰富、真实、难得的探究性实验教学实践资料，教师探究性实验教学能力显著增强
课题研究期间，共完成探究性实验教学47个，课外探究性实验教学29个。市级以上的研究课、交流课8个，校级研究课、交流课 17 个。积累的教学案例 47 个，图片130 张，教学录像3个。其中，获国家级奖1 个，省级奖 4 个，市级奖13 个，校级奖 10个。
2．学生创新意识和探究性实验能力明显提高
表3 探究性实验教学学生成果统计
类型 | 学生设计实验方案 | 学生改进实验仪器 | 学生获奖创新论文 | 学生获奖发明项目 |
数 量 | 581个 | 98件 | 65篇 | 5项 |
四、研究效果
（一）课题研究对学生的影响
1．学生参与实验的积极性、习惯、态度、情感等的变化情况。
表4 学生参加探究性实验教学前后对待实验的变化问卷调查表 单位：人
项目 | 很感兴趣 | 兴趣一般 | 不感兴趣 | 认真参与 | 做旁观者 | 认为实验重要 | 认为实验不重要 |
实验前 | 22 | 20 | 14 | 24 | 32 | 29 | 27 |
实验后 | 23 | 23 | 0 | 56 | 0 | 56 | 0 |
差值 | +1 | +3 | -14 | +28 | -32 | +27 | -27 |
注：抽样调查班为2005 级6班。总人数为 56人。
2．学生的创新能力、科学思维方法等都得到了初步培养和提高。(表3)
3．学生进行探究性实验的能力明显提高。
4．学生高考理科综合成绩显著。
进行高中理科探究性实验教学研究以来，高2002级、2003级、2004级高考理科综合的成绩无论是平均分还是有效分在自贡市都遥遥领先。
（二）课题研究对教师的影响
1．促进了教师教学观念、方法进一步转变。
2．教师初步掌握了面向全体学生的探究性实验教学方法。
五、问题与思考
（一）教学时间的限制
我们通过探索，已经能将一些探究性实验控制在一节课内完成。但教学时间还是限制师生实施更多探究性实验的因素之一。
（二）实验条件的限制
实验室的狭小、实验仪器设备难以满足需要，加强实验硬件建设已迫在眉睫。
（三）教师的负担太大
探究性实验教学，正是由于“探究”二字，使实验从原材料、试剂、仪器，到实验方案设计、实验操作、结论，都具有不确定性。这大大增加了备课、上课的工作量和难度。
撰稿：邱 锐
审核：何德华
