时间：2023-08-18 09:33:07
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇生物医学科研课题，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
【摘要】
综合设计性实验可充分调动学生的积极性和主动性，对保证教学质量、提高教学效果起很重要的作用。加强综合设计性实验教学有利于培养学生的创新意识和创新能力。该文通过实例，介绍在医学微生物学实验教学过程中如何结合教师的科研课题来提高综合设计性实验教学质量，为构建创新性实验教学模式探索一条切实可行的途径。
【关键词】 教学改革 综合设计性实验 科研课题
长期以来，我国高校对实验教学重视不够，强调理论知识的理解和映射，忽视学生综合创新能力的培养，验证性实验多，联系实际的综合性设计性实验少，实验内容陈旧，同时各门课按自己课程的要求安排实验，实验之间特别是综合性设计性实验之间缺乏相互联系与协调，学生在本科阶段的学习与训练难以形成方向与专长。这势必削弱了学生对实验课的兴趣，抑制了学生主体意识和创新欲望，综合与创造能力得不到培养。为此，教育部在《关于加强高等学校本科教学工作提高教学质量的若干意见》中指出：“高等学校要重视本科教学的实验环节”，“开设一批新的综合性、设计性实验”。设计性实验是培养学生综合能力的重要途径。本文从我院医学微生物学实验教学的建设中，围绕如何通过结合科研课题来提高综合设计性实验教学质量这一课题，进行综合设计性实验教改探索。
1 综合设计性实验选题原则
综合设计性实验作为地方院校本科人才培养的一个重要环节，应着重于学生综合运用知识与技能的培养，培养学生独立分析与解决问题的能力。综合设计性实验的选题过小或过于简单会失去设计性实验的意义，难以达到培养学生综合能力的目的；反之，题目选择的过大或实验指标过高，会使学生无从下手、望而生畏，从而丧失信心和勇气，也不能达到设计性实验的目的。选题的一般原则是根据教学大纲要求，结合理论教学内容，兼顾学科发展现状与趋势，选择适当的题目，具体讲要考虑以下几个方面的原则。
1.1 难易适中性原则设计性实验题目的难易程度要适中，大多数学生运用所学知识和实验技能，通过查阅资料和教师的启发性指导能在规定的时间内完成，同时要考虑实验题目的层次性，使不同水平的学生在实验题目的选择上有一定的余地。
1.2 可行性原则确定实验题目不仅要考虑理论上的可行性，还要考虑实验条件的可行性，尽量选用实验室已有的仪器设备和通用性的仪器设备。
1.3 探索性原则选题应具有一定的探索性，进一步为学生提供思考和创造的空间，调动学生学习的主观能动性，通过查阅资料和动手、动脑而有所创新。
1.4 综合性原则题目的选择要注重学生已有的基础知识和基本技能的综合应用，达到进一步巩固和掌握的目的，同时要理论联系实际，提高学生分析和解决问题的综合能力。
1.5 安全性原则不仅要考虑学生人身的安全，还要考虑仪器设备的安全，同时要尽量减少对周围环境的污染和破坏。
2 结合科研课题开设综合设计性实验思路
根据教师申报的科研项目，选择合适的科研课题，由课题主持人对课题按技术和功能进行细分，分解为若干个系列综合设计性实验题目，学生以5～6人为1个小组选择其中的某个实验题目进行查阅资料，并在此基础上明确实验原理，写出实验内容、方法、步骤，列出所使用的实验仪器设备。教师根据学生提交的实验方案，审查其合理性、可行性，对存在的问题进行纠正。学生再根据修改的实验方案进行实验。学生完成综合设计性实验后，对实验得到的数据和结果进行分析总结，得出实验结论，写出研究报告，展示成果。最后由教师组织进行答辩，给出成绩与评语。
3 结合科研课题开设综合设计性实验的优势
3.1 有利于调动教师的责任心和积极性很多实验研究需要花费大量的时间和精力，而教师又担负着沉重的教学任务。如果把这些内容与学生实验结合起来，就可以减轻教师的一些负担，使他们能全心全意地指导和监督实验全过程，避免出现任何差错。另外，一般开设的开放性实验的困难在于教师不能随时到位进行指导，但若与教师自己的科研课题结合起来的话，教师就不会计较工作量的大小而尽量把工作做好，从而保证随时到位对每个学生进行指导。
3.2 有利于提高学生的综合素质，培养其科研兴趣由于学生做出来的数据有实用价值，从而激发了学生的积极性和责任心，他们将所学专业知识应用于实际，经过认真操作实践后，其基本技能得到很大提高。同时，由于是开放式，学生根据需要安排实验时间，对影响实验结果的关键环节可反复进行，从而会有更深的理解，使其综合素质得以进一步提高。
3.3 有利于培养团结协作精神项目设计往往多人协作完成，结合科研课题进行综合设计性实验，这将极大地激发学生的创新热情。从资料的查询、项目的分工到实验的操作都要求学生在整个设计过程中都具有良好的团结协作精神。每个学生都应熟悉整个科研项目的设计构想，知彼知己，明确自己的设计定位，在较完整理解实验目标的基础上有效开展综合设计性实验。
3.4 有利于开展科学道德教育
由于实验进行得认真与否和教师的试验结果有直接关系，所以容易发现学生在实验过程中是否弄虚作假，编造数据，并针对这种现象进行科学道德教育，提高学生的科学道德水准，实现“教书育人”。
4 实验改革设计实例
近年来，由于抗生素的广泛使用导致耐药菌种类越来越多，耐药性不断增强且播散迅速，甚至出现多重耐药，一些表面看起来轻微的感染因缺乏有效药物将可能致人于死地。因此，监测院内感染耐药菌的发展趋势，探讨耐药机制，对预防和控制耐药菌的扩散有重要意义。为此，我们申报了“医院感染细菌的分布及耐药性分析”课题。结合该科研项目，我们将其按技术和功能进行分解为：①临床标本病原菌的分离培养；②细菌L型的检测；③抗生素敏感试验；④β-内酰胺酶的检测等几部分，供学生进行综合设计性试验。
4.1 临床标本病原菌的分离培养
病原菌的分离培养既是了解医院感染细菌分布的重要步骤，也是分析各种细菌耐药情况的先决条件。要求学生从医院检验科收集粪便、尿液、脓液、血液等标本，通过自制的培养基进行细菌的分离培养，并对所分离到的细菌通过形态染色、培养特性、生化反应以及用特异性诊断血清做玻片凝集反应来进行鉴定。另外，经费充足还采用PCR、基因探针等分子生物学的方法或免疫标记技术鉴定细菌。
4.2 细菌L型的检测细菌L型是指细菌在某些抗生素（如青霉素）等因素的作用下形成的一种细胞壁缺陷型细菌，其用常规方法培养不能生长，但在高渗环境中能够存活并在一定条件下可引起尿路感染等疾病，故检测细菌L 型对临床诊断及合理用药显得尤为重要。将收集到的尿液或血液标本接种在自制的普通培养基、血平板和L型培养基上进行培养，其中对L型培养基应逐日在低倍镜下观察，发现“油煎蛋”样或“颗粒型”菌落即涂片，革兰氏染色及细胞壁染色鉴定。
4.3 抗生素敏感试验
各种致病菌对抗生素的敏感性不同，且在治疗过程中，细菌对药物的敏感性又常发生改变而产生耐药性，所以测定细菌对药物的敏感性，在临床治疗中选择用药上具有重要意义。将分离出的致病菌接种在自制的培养基上，然后贴上含一定浓度的自制青霉素、链霉菌、红毒素等药物纸片，观察不同药物纸片在培养基上抑菌圈大小，并与标准菌株进行对照，从而判定细菌对药物的敏感性。另外也可通过试管稀释法、打孔法来观察细菌对药物的敏感性。
4.4 β-内酰胺酶的检测
β-内酰胺酶是由金黄色葡萄球菌等多种细菌所产生的一种钝化酶，其能裂解青霉素和头孢菌素等β-内酰胺类抗生素的β-内酰胺环，使其变成无抗菌活性，从而表现为产酶细菌对这些抗生素耐药。因此，检测β-内酰胺酶可判定该菌对某些抗生素的敏感性。分离出致病菌后，根据文献采用法酸度法、碘测定法或分光光度计法，检测细菌β-内酰胺酶的含量，从而判定细菌对青霉素等抗生素是否产生耐药性。上述实验涉及到教学大纲所规定的学生应掌握的基本技能以及一些新知识的学习与应用，从选题的新颖性和难易程度而言， 都比较适合学生独立工作能力的培养。该课题中涉及到的细菌形态学检查方法(取材，涂片，染色，镜检)、细菌分离培养技术(培养基制备，细菌接种，生长现象观察)、药敏试验、细菌生化反应、PCR技术等学生通过实践完全有能力掌握，并且通过完成这些实验可培养学生的无菌观念，增强职业责任意识。
5 教学体会
教学与科研是相辅相成的，教师在以教学为主的同时确定一个稳定的研究方向，开展科学研究，一方面可以提高自身的学术水平，另一方面可以获得许多与教学相关的信息，并可以把这些信息及时反馈到教学中去，充实和丰富了医学微生物学实验的教学内容，同时在教学过程中又不断有新问题出现，提出新的要求，促使我们去搞科研，这就自然形成了教学与科研相互促进的良性循环，使基础课教师既能同时上实验课，又能让学生参与一些科研工作。
医学生物化学是一门为医学院各专业开设的主干课程，是联系基础医学与临床医学的重要学科，在医学教学中具有重要作用。医学生物化学实验是一门可以自成体系，有其丰富的理论、技术内容的课程，在医学生物化学教学中占有突出的地位，它不仅可以以生动形象的实验现象帮助学生加深掌握医学生物化学的理论知识，更重要的是让学生掌握实验中的各种技术的基本原理，掌握常规实验仪器的主要性能与操作方法，培养学生在实验过程中发现问题、思考问题、分析问题和解决问题的能力。
一、传统的医学生物化学实验教学的弊端
我们以前进行的生物化学实验，其实验内容和考核方法都有弊端。
1.实验内容弊端。我们以前给学生开设的实验基本上都是验证性实验，一般是理论课讲述了相关知识，接着安排这个知识点的实验课。例如，理论课讲述了蛋白质的理化性质，这次实验课的内容就为“蛋白质的沉淀凝固”。课本上的理论都是前人的实验结果，对于这样的实验学生认为缺乏挑战性，实验操作中也不主动思考。医学生物化学实验课程的验证性实验太多，不能很好地发挥学生的主观能动性，也不利于学生思维能力和创造能力的培养。
2.考核方法的弊端。我们以前的医学生物化学实验考核成绩主要是学生的实验报告，忽略了学生在写实验报告的过程中存在抄袭现象。有的学生实验操作能力很差，抄袭别人的实验报告也可得高分。这种考核标准导致学生不重视实验过程，只注重实验报告的书写，不利于培养学生的动手能力，不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。
二、生物化学实验教学改革
1.构建新的实验教学内容。对实验项目进行改革。我们以前医学生物化学实验内容：生物化学实验的基本知识与基本技能、蛋白质的沉淀和凝固、双缩脲法测定蛋白质的含量、还原糖含量的测定、氨基酸纸层析、尿淀粉酶活性的测定、血清尿素氮含量的测定、血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳、DNA的提取与鉴定、丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用等。改革后的实验内为：蛋白质含量的测定（考马斯亮蓝法）、氨基酸纸层析、酶促反应动力学实验、丙二酸对琥珀酸脱氢酶的抑制作用、葡萄糖含量的测定（葡萄糖氧化酶法）、血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳、组织DNA的提取与鉴定、碱性磷酸酶提取与鉴定等。经过对实验项目的改革，去掉部分淘汰实验和部分验证性实验，增加了分子生物学实验比例，增加了综合设计性实验项目。
综合设计性实验，就是在实践教学中，教师提出实验的总体要求，让学生自己设计实验。学生先进行分组，实验小组的各成员经过查阅文献资料、设计实验所用试剂仪器、设计实验步骤、进行预实验、制作幻灯片、小组课堂汇报这样的程序完成整个综合设计性实验。实验成功了，学生会有极大的成就感；如果有些实验不成功，带教老师进行引导，分析失败原因，再重复实验。这样，每位学生在整个实验中一直处于主体地位，避免了个别学生不动手操作、抄袭实验报告等不良行为，从而达到培养学生的创新意识，以及学生的动手、动脑能力的目的。
2.自编生化实验指导教材。我们以前所使用的实验教材有的内容目前已淘汰，有的内容不适合医学生，因此，我们参考了周爱儒主编的《生物化学》，药立波主编的《医学分子生物学》，赵亚华主编的《生物化学与分子生物学实验技术教程》，刘吉民主编的《医学生物化学与分子生物学实验教程》等，结合我校的实际情况，编写了《医学生物化学实验技术》实验讲义。对医学生物化学实验的基本实验内容进行精心的取舍，保留经典的实验内容如葡萄糖含量的测定、氨基酸纸层析、血清蛋白醋酸纤维素薄膜电泳等外，增加了综合设计性实验如组织DNA的提取与鉴定、碱性磷酸酶的提取与鉴定实验等的比例。这样一方面学生可以掌握生物化学实验的分光技术、层析技术、电泳技术等基本实验技术，另一方面通过综合设计性实验培养学生的创新能力，提高学生的综合素质。
3.让学生自己准备实验。传统的生物化学实验教学注重知识传递和操作能力的培养。上实验时，老师先讲实验原理、操作步骤、可能出现的结果，准备好试剂，调试好实验仪器，学生按部就班地操作即可，完全剥夺了学生的思维空间。让学生自己准备实验，学生可以全身心地投入到整个实验的各个准备阶段，例如试剂的配制、试剂的分装、仪器的调试等，在准备的过程中会出现各种问题，学生们在老师的指导下就要去分析为什么会出现这些问题，如何去解决这些问题。学生自己准备实验可以使学生获得从书本上学不到的知识和能力，从实验中得到更多的收获。
4.先做后讲。我们以前的实验大多为验证性实验，一般是老师讲完后学生再做，有时为了得到明确的实验结果教师参与过多，学生对实验印象不深。为此，我们决定采用先做后讲的归纳式教学方法，这种方法更适用于综合设计性实验，让学生一边做实验，一边观察讨论，整个实验做完后，让学生总结规律，老师只做归纳性、提高式讲解。这样的教学方法可以引导学生感知知识的发生过程，体验获得真知的喜悦。
5.应用多媒体技术丰富实验课教学。医学生物化学这门课的知识很抽象，教师讲课难度较大。多媒体技术通过文字、图像、动画和声音等传递信息。应用多媒体技术进行医学生物化学的教学，可以生动、形象地传递较多的知识，还可以帮助师生共同突破教学中的重点和难点，极大地提高教学质量。我们以前上实验课时都采用黑板板书，操作也只做一些简单的示范。由于班级人数较多，有一些学生看不到操作示范。现在我们把多媒体技术也运用在医学生物化学实验课堂上，教师把实验原理、实验试剂、实验仪器、操作步骤等做成幻灯片，比板书看起来更清晰，把实验操作也录成视频，做实验前先看一段实验操作步骤的录像，然后再操作，避免了学生看不到操作示范，这样可提高学生实验动手能力。
6.开放实验室。为了提高学生的实验操作能力，我们决定进行实验室开放，便于学生进行综合设计性实验的预实验及学生参与教师科研的实验。（1）带教老师给学生讲解一些常用实验仪器的使用方法及注意事项，例如：电子天平、台式低速离心机、超低温离心机、恒温培养箱、水浴箱、电泳仪、烤箱、手提式不锈钢消毒器、分光光度计、PCR仪等。由实验技术人员管理、维护实验室及其仪器。（2）实验室开放时间：周一到周五从18∶00～22∶00，周六、周日全天开放。带教老师和实验技术人员轮流值班，随时解决学生实验过程中的问题。
关键词：生物实验；问题意识；能力培养；生物课堂；高效课堂
中图分类号：G633.91；G421 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2016）07-0050-01
在高中生物教学中，大量的知识是在实验探索和操作的基础上总结出来的。因此，在生物教学中，尤其是在实验教学中，教师应当着力激发学生的问题意识，让学生尽可能地去挖掘生物知识的奥妙。如何在生物课堂中有效激发学生的实验问题意识，培养学生的实验能力呢？
一、注重基础知识概念图的构建和实验技能与思维的培养
思维导图或者概念图，是一章内容的核心，也是学生需要掌握的精髓。学生只有在认知过程中构建概念图，才可能在遇到新知识的时候产生好奇、渴望。所以，要想让学生能在课堂上产生问题意识，就必须有一定量的知识储备和知识框架。生物知识是科学家在一次次的实验过程中发现并总结出来的，要让学生理解这些知识，就应该沿着科学家的足迹，在实验中去探究、挖掘。往往就是在不断探究和挖掘中，产生了疑惑，才有了更深入的探究，才有了新知识的产生。在实验课堂上，教师应该鼓励学生在实验的探究过程或操作过程中不断创新，并能在此过程中不断产生问题，提出问题，进而解决问题。比如，在三大有机物鉴定的实验中，可以让学生用多种实验材料进行鉴定实验，提高学生的观察能力、判断能力、实验的取舍能力等；在做叶绿体中色素的提取和分离时，可以尝试着不加二氧化硅或者不加碳酸钙等，提高他们的实际操作能力；也可以给学生一个课题，让他们自己用所学知识设计实验并完成实验。随着实验技能和思维的培养，学生会在实验过程中不断发现问题、提出问题、解决问题，这就能引发学生的深层思考，培养和发展学生的问题意识。
二、建立以学生为主体、教师为主导的互助合作型课堂
模式
随着新课程的实施深入人心，课堂的转型已经趋于多元化。但课堂的核心仍然是学生，求知欲一旦被激发，他们对知识就有着强烈的好奇心，这就是问题意识的种子。要想这颗种子发芽、成长，最终成为参天大树，就必须尊重学生的主体地位，让学生敢于在课堂上对书本质疑、向老师发问、向知识挑战。教师在课堂上应该尽量倾听，鼓励学生大胆质疑、提问。比如，可以小组为单位对提出的各种问题进行大胆实验，鼓励学生相互探讨、解决问题。这样，就可以让学生的问题意识茁壮成长并开花结果。这有效激活了学生的思维，而且提升学生学习的积极性、课堂的有效性和生成性。
三、精心设计多元化的实验情境，提升学生在情境中提出问题、获取新知的能力
学生在实验的过程中，不应该只是照搬书本，而应该有自己的想法，并产生问题，进而去探究解决问题，提升课堂效率。第一，运用设置实验材料等手段，从情境中设置问题，激发学生提出问题、解决问题的意识。教师可以将实验中的材料和生活中材料相结合，激发学生提出问题，使学生能以极高的兴趣和热情投入到问题的解决之中。比如，做脂肪鉴定实验时，可利用家庭厨房中常见的一些脂肪油来进行探讨，激发学生探知的欲望和解决问题的冲动。第二，将书本中简单的结论性知识转化成实验中可探究的质疑性问题，培养学生的问题意识。遇到一些结论性知识时，教师往往会简单处理，直接告诉学生，让学生记下来，而学生却只知其一，不知其二。这时，教师不妨将该知识转换成一个个有趣的问题，以问题的形式提出，用实验探究的方式解决。通过将书本中简单的结论性知识转化为实验中可探究的质疑性问题，让教与学激情碰撞，学生带着问题去实践，学会自己设计实验，自己解决问题，充分提高学生的生物学素养。第三，实验课堂中创设宽松、和谐的环境。在实验过程中，要让学生敢想、敢做，敢质疑，鼓励学生大胆尝试，提升学生解决问题意识的水平和能力。这不仅让学生在课堂上获取更多的知识，更激活学生的思维，激发他们的问题意识。同时也要留有一定的时间给学生提问，并关注学生在生物课堂上的生成性问题，实现高效课堂。第四，在生物探究性实验课堂中，学生对非预期结果的处理可明显提高学生的问题意识。探究性实验过程中，由于学生操作差异，往往产生不同的实验结果，可将其分为预期性和非预期性两种情况。当出现非预期性结果时，学生必然产生疑问。教师应该引导学生认真分析，找出原因，解决疑问。只有不断深入探究，培养学生的问题意识、创新能力，才能激发学生在实验过程中的科学观和求知欲，大大提高课堂的效率和效果。
四、结束语
总而言之，问题意识是思维的动力，创新的台阶。因此，教师要转变自己的教学思想和教学方式，多从学科特点出发，多利用实验教学，并为学生创设宽松、民主、平等、和谐的课堂教学氛围。在“平常”处设问，于“无疑”中生疑，让学生养成多思善问、动脑动手的习惯，促使学生在质疑中成长，在问题中获取新知，培养能力。
参考文献：
[1]张迎春，韦晓静.学科课程标准中的科学探究：思考与建议[J].课程・教材・教法，2012（09）.
关键词：高中生物；实验教学；有效性
新课程以“提高生物科学素养”“倡导探究性学习”“注重与现实生活的联系”为基本理念，建议教师应尽可能多地让学生参与实验活动，强调要尊重学生的个体差异，促进学生的全面发展。面对高中生物实验教学的低效现状，生物教育工作者必须加强高中生物实验教学的研究，进行积极的教学反思，以提高实验教学的有效性，提高学生的学习效率和综合能力。
一、生物实验有效教学的重要性
1.有效教学的内涵
有效教学是通过课堂教学活动，使学生在学业上有收获，有提高，有进步。学生的学习进步和发展是衡量教学有效性的唯一标准。在高中生物教学中，实验不仅是重要的教学内容，同时也是一种重要的教学方法，把生物学基本理论与现实生活、生产实际有机结合，具有直观具体、形象生动的特点。
2.生物实验有效教学的价值
有效的实验教学可以帮助学生从感性到理性、从具体到抽象地深刻了解生物知识、事实、概念和原理，加深理解和巩固所学的基础知识，同时更加扎实地掌握生物学实验技能和科学方法，比如观察、实验、调查等科学方法，提高学生的动手能力和解决问题的能力，以及观察能力、实验能力、思维能力、研究能力、创造能力等。学生在生物实验教学活动中通过观察、真实地记录实验结果、运用文字表达实验结果，可以体验到主动发现的乐趣，养成实事求是的工作作风和认真仔细的学习习惯，为学生的全面发展带来更大的空间。
二、高中生物实验课教学效率低下的现状和原因
1.高中生物实验课教学效率低下的现状
（1）在高中生物实验课上，学生的主体地位未能得到体现
新课程改革已在中学实施多年，教师为追寻高效课堂也采取了许多对策，但在生物实验课上，课堂效率仍然比较低下。在实验教学中，教师在教学过程中的主导作用过强，学生仍处于被动地位。笔者在调查中发现，学生基本上都严格按操作规程进行，很少有学生能够根据目的要求和实验原理，适当改进实验。在实验课上，教师事先会安排好实验材料和实验用具，上课时以教师传授为主，由教师讲解实验原理和注意事项，实验时间和实验步骤的实施是按教师指令进行的，学生所能做的就是按部就班地完成实验，在整个过程中都没有能脱离对教师的依赖。这种教学方式没有体现出学生的主体地位，未能调动学生学习的主动性、自觉性，十分不利于培养高中生的创新意识、求实、求真品格和科学精神。
（2）在高中生物实验课上，学生的探究能力未能得到培养
新课程倡导探究性学习，但在高中生物实验课中，绝大多数的学生在实验过程中非常被动，欠缺主动学习的品质，也缺乏发现与探究问题意识。实验形式多以演示实验居多，实验类型单一，实验过程缺乏创新。无论是教师还是学生都十分注重实验结果的实现，强调的是培养学生生物实验基本操作能力，停留在验证理论知识、应付考试阶段，对于实验过程却没有给予足够的重视，忽略了学生动手能力和创新精神的培养。实验课中，教师讲得太多、太细，学生的实际动手时间太少。而且在实验过程中当学生遇到问题时往往不被重视，也得不到及时的反馈。学生缺乏独立思考的空间，这种重结果轻过程的教学忽略了对学生探究能力和创造能力的培养，排斥了学生的思考和个性，结果降低了实验教学的有效性。
2.高中生物实验教学有效性低下的原因
俄国教育家车尔尼雪夫斯基曾经说：“教师要把学生造成一种什么人，自己就应当是这种人。”提高高中生物实验教学有效性要求教师要具备优秀的综合素养，比如先进合理的教育理念，扎实的专业基础，优秀的口头表达能力和书面表达能力等等。然而很多生物教师依然延续传统的教育理念，未能领会和实践新课程提出的理念，在生物教学过程中重知识轻实验，只关注提高学生的成绩，忽略培养学生的动手能力。还有一些生物教师专业知识薄弱，而新教材中的实验有很多都是最新的科研成果，比如微生物的培养技术、蛋白质纯化技术等等，这些教师没有根据形势需要及时更新自己的知识储备，在教学过程中只是盲从于教材，在实验教学过程中难以科学、有效地指导学生开展探究性实验。
另外，目前高中的升学压力依然很大，学校领导对于生物实验教学普遍不够重视，虽然一般高中都具有实验教学必备的硬件条件，但是一些学校缺乏专职实验员辅助，导致生物教师工作量太大，没有充足的时间和精力准备生物实验。再加上学校对生物实验的经费投入有限，实验场所有限，班级多，班额大，而且生物实验室设施和实验材料等条件难以满足，有些落后于现行的教材对实验设备的要求，而仪器设备老化损坏会直接影响实验效果，实验课难以妥善安排，这些因素都导致了生物实验教学有效性的低下。
三、提高高中生物实验教学有效性的策略
1.切实贯彻因材施教的原则
有效教学关注学生的进步和发展。然而在生物实验课中常常出现这样一种情况，一些基础薄弱或者动手能力较差的学生却往往只在旁边看或做无关的事情，而一些操作能力较强的学生包揽了所有的事情。这样显然不利于每一个学生的发展。因此，高中生物教师必须确立学生的主体地位，树立“一切为了学生发展”“为了一切学生发展”的思想。在新课程实施过程中，教师要观察因材施教的原则，充分调动每个学生参与实验课的主动性。在学生动手进行实验的过程中，教师要把握学生的个性差异，利用小组教学分配给每个学生相应的实验任务，让每个学生都能够积极主动地参与到实验过程中，而不是当旁观者。比如让有的学生负责准备好实验材料、仪器、试剂，有的学生负责实验的具体操作，有的学生则负责认真观察记录实验现象及数据，在实验后进行总结。每个实验中要明确各个成员的责任，轮流担任各种不同的角色。教师可以对个别学生在实验操作过程中遇到的困难进行化解，倡导学生、小组之间的合作和竞争，更好地发挥每个学生的实验能动性，使所有学生都能在原有基础上得到发展。
2.营造平等互动的课堂氛围
好的课堂氛围能促进生物实验课有效教学的实现。有效的课堂教学是教师专业水平的体现。教师作为课堂教学变革的推动者和实施者，对课堂教学是否有效有直接的影响。在实验过程中，教师要营造平等的氛围，建立一种相互尊重、民主平等、情感和谐的师生关系，从而提高学生动手操作的信心，培养学生热爱实验的情感态度，激发学生自主地探究实验的兴趣和动机。在实验开始之前，教师可以和学生共同进行分析和讨论，明确实验原理，比如，在观察植物细胞的质壁分离与复原这一实验中，教师可以先让学生思考，选择做本实验的生物材料最好具有哪些特点？是不是能发生质壁分离的细胞都适合本实验？做质壁分离实验是不是溶液浓度越高越好？通过课前讨论调动起学生的好奇心，营造民主、积极的氛围。在学生进行实验操作时，无论学生提出什么样的问题，或者做出什么样的结果，都不要直接否定，而要给予鼓励和关注。并且在实验完毕后，教师可以启发学生对实验过程中的反常现象和数据主动大胆地谈谈自己的想法。
3.加强对学生探究能力的培养
“学习中心论”是现当代有效教学的核心理念，主张建立“教”“学”并重、教师主导和学生主体有机结合的现代教学的基本关系。教师要在有限的实验教学时间内培养学生良好的实验操作习惯的同时，还要培养学生的研究能力。新课程的基本理念“注重和现实生活的联系”，目的就是要求教学要注意联系生活经验，引导学生学习和探究。比如，在探讨酶在食品制造和洗涤等方面的应用时，教师可以先让学生讨论如何将油渍、汗渍、血渍的衣物洗净的办法，然后再进行实验，让学生尝试应用脂肪酶、蛋白酶对污渍进行洗涤，通过动手操作来探讨洗涤效果。在培养学生的探究能力时，教师要向学生介绍生物技术的应用和生活中各种事物的生物原理，让学生通过实验预习和实验前的准备工作来丰富相应的知识，同时让学生掌握一定的操作技能，了解常用仪器的名称、形状、用途和操作原理，锻炼学生动手实验的意识和技能。比如，在研究培养基对微生物的选择作用时，通过实验让学生观察并分离土壤中能分解纤维素的微生物，观察该微生物能否分解其他物质，在此基础上让学生探讨这类微生物的应用价值。
新课程高度重视对实验的改革，倡导有效教学，注重提高学生的生物科学素养，这对教师的实验教学能力和学生实验能力都提出了更高的要求。因此，在生物实验教学中，教师必须加强对实验课的重视，根据《普通高中生物课程标准》对高中生物实验教学的要求，采取多种措施来提高高中生物实验教学的有效性，在提高学生的生物学业成绩的同时，培养学生的实验能力，促进知识、能力和情感态度价值观目标的达成。
参考文献：
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[4]黄智强.生物有效教学应要重视实验教学[J].才智，2011（33）：163-164.
1 体验式教学法的概念
体验式教学是指在教学的过程里,教师结合学生们的认知规律及特点对其进行引导,把教育内容通过情境、物品或其它方式展示给学生的一种教学方式。这种方式能够加深课堂的趣味性,引导学生主动的投入到学习中。它是一种人文化的教学方式,在把握学生整体性的同时又能够兼顾学生个体之间的差异性,让每个学生都能够参与到课堂之中,增强他们对学科的学习兴趣。
2 高中生物课堂中体验式教学的运用
很多教师都明白体验式教学方法的优点,但是却只有很少一部分将其运用于高中生物的实际教学中。据笔者分析,原因主要有两方面,一种是不知道该怎么样去运用,另一种是因为看到某些教师运用后的没有得到预期结果,降低了运用此方式的积极性。笔者认为,想要运用好体验式教学应该做到以下几方面:
2.1 体验教学,应用于基本理论理解
生物是一门自然科学,其知识大多源自生活。因此,教师可以将实际的生活同所要讲述的教学内容进行结合,让学生们更加容易去理解掌握。例如在讲到遗传及变异的内容时,就可以引入实际情况:“XX家的大儿子同他父亲都长得很高,而二儿子却长得不高也不漂亮,不像他父母。”通过这个例子,学生们能够更加主动的去分析造成此两个结果的原因所在,因此对知识的记忆也更加深刻。
2.2 科学体验,培养学生实践能力
在高中的生物教学中生物科学史是非常重要的一部分内容。但是大学生学生对于这些陌生的历史人物都没有兴趣,仅仅是为了学习而去记忆。在此情况下,就需要运用体验式教学方法来进行改善。
教师可以充分的借助视频录像或者是实践的方式将科学家发现、解决问题的全部过程展示给同学们看,引导学生们带入到发现、解决问题的过程之中,让他们身临其境的去感受。或者让同学们自己去以小品的形式展现此过程,这样能否加深学生们对知识的印象和记忆。
高中生物中会有很多的实验,很多生物知识的学习都需要实验的辅助。而生物实验、科技活动等都是体验式教学方法运用于生物教学中的具体过程。在生物实验中,学生通过规范的操作、细心的观察,以及实验数据的具体分析,最终得出实验结论并应用于课堂生物学习中。在这里,教师就应该先为学生们创设一定的情境。在创设好情境以后,让学生们根据情境进行分析和讨论,最终得出他们的预想结果。之后就是最关键的地方——操作方面了。对于高中生而言,眼高手低是非常常见的事情。尽管对操作方法和过程等都记得滚瓜烂熟,但是在真正操作的时候往往都不会特别的顺利。学生之间相互协作,实验完成后观察实验现象,记录数据,然后进行结果的分析。在实验的过程中出现错误是在所难免的事情,虽然不能避免,但是需要对出现错误的原因进行分析和总结,在下一次实验时重点注意不再犯同样错误,而对于成功的实验更应该总结经验与他人分享。通过实验,学生的操作能力、发现问题及解决问题的能力得到了提升,总结分析能力也会得到很好的锻炼。
3 体验式教学应用时的注意事项
3.1 巧用多媒体技术
信息技术及网络技术的发展带动了多媒体技术的发展,多媒体教学已经被人们广泛的运用在在当今时代的教学中。而在体验式教学的过程中,如果能够充分的借助多媒体技术能够起到很好的教学促进作用。体验式教学方法同其它教学方法并不是相隔离的,通过几种方式的结合运用,能够更加优化教育资源,有利于生物教学的开展。
3.2 学习资源应尽可能取材于生活
生活是多样的,需要人们去发现和探索。而生物的内容大多都源自于生活,因此生物教学的案例也应到尽量的到生活中去取材。
如果在教学中教师能够选取真实生活中的案例,能够提高学生们的接受度,让学生们更加容易的去接受去理解。这种教学方式将课堂同生活紧密的联系了起来,既能够帮助学生们加深对生物知识的理解,同时有能够增强他们对生活的热爱。
3.3 鼓励学生善于体验,自我发展
在体验式教学的过程之中,教师应当将学生放到学习的主体地位,注重他们学习兴趣的培养,让他们学会通过生活获取知识,积极主动的去发现、探索知识,实现自发自主的学习。
3.4 生活就是课堂,从生活中学习
体验式教学将教学课堂从教室内延伸到社会之中,大大的扩充的教学的课堂。借助社会这个大课堂,通过接触社会各种不同于学校课堂的事和物,学生们能够了解到更多学校课堂中接触不到的知识,丰富自己知识储备。同时还能够帮助学生们树立正确的生活观,让他们更加的热爱生活,充分的体会生活的美好。
关键词 互动质疑 生物课堂 教学有效性
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
课堂互动质疑是遵循启发式教学原则的一种有效教学手段，既能集中学生注意、激发学习兴趣、启迪学生思维、锻炼学生表达能力、提供教学反馈信息等，又能促进学生探求知识，师生携手共登知识殿堂；既是教的技巧，又是学的升华。有效的问题设计是实现课堂有效质疑的基础。因此，在课堂教学中，只有能引导学生积极参与学习过程的质疑才是有效的。关键是教师如何质疑，如何引导学生质疑？
1精心设计问题，这是课堂交流的关键
课堂互动质疑贯穿教学的各个环节，直接影响课堂交流的效果，教师备课时要将其作为一项重要内容来准备，精心设计。在设计时要注意以下几个方面。
1.1课堂提问应把握好“度”
“度”即提出的问题应当难易适中。教师首先应该深钻教材，研究学情，把握教材的重点、难点，根据学生的知识水平和心理特点，找准诱发思维的兴趣点来精心设问、发问。所提问题不宜太简单，诸如“是不是”、“对不对”、“好不好”这样一些学生不用思索的问题，看似课堂交流气氛活跃，实则不仅学生不感兴趣，没有教学实效，而且浪费了大量的教学时间，得不偿失。提出的问题不宜太难，那样只能将学生的思维堵住，造成“启而不发”，全班鸦雀无声，致使交流无法进行。这样既浪费了教学时间，又没有教学实效，还使学生产生畏惧心理，实在是教学败笔。问题难度应适中，使学生“跳一跳能摘得到知识的果实”。例如，在学习了“孟德尔的基因分离定律”后，提出了这样一个问题：“一对表现正常的夫妇，他们都有一个白化病的弟弟，预计他们生育一个白化病男孩的概率是多少？”这个问题需要学生去探讨，有一定的难度。学生根据这类型题的解法尝试分析解决，经过小组合作讨论后，有少数几个学习小组顺利地完成了任务。教师可让学生代表讲解解题思路，同组的作补充。在教师点拨下，其他学生也很快完成了任务。教师及时给出肯定性的评价，学生的兴趣高涨，尤其成功的那些学生，明显有一种自豪感，成就感。
1.2要把握问题的“准”
所谓“准”即“准确性”，要求教师抓住要领，语言简明通俗，让学生一听便知所问何意，能够迅速思考，准确回答。教师的提问切不可模棱两可，含糊其辞，甚至与所学内容不着边际，学生必定不得要领，答非所问。这要求教师设置的问题立意明确，严谨规范，富有逻辑性。在引导学生理解水螅刺细胞在捕食中的作用时，这样提问：“水螅为什么能捕食活动的水蚤？”结果学生分别答出：有触手、有刺细胞、有神经网……若从诱导学生的发散思维看，这个提问具有一定作用。但教师的目的在于引导学生理解和掌握刺细胞的作用，由于问题的语言不严谨、指代不清，语言模棱两可缺乏科学性，因此，不能达到预期的教学目的。在后来的教学中，笔者将问题的范围缩小了些，目的指代更明确了些，提出：“水螅触手上有什么特殊细胞在其捕食中起重要作用？刺细胞怎样进行捕食？……”这样能取得较好的效果。问题的用语要做到有科学、准确性，教师除了应有丰富的专业知识外，还必须深钻教材，在备课时精心设计问题，在教学中不断反思，改进自己的教学设计，才能使问题“准”。
问题的“准”还指教师提问要具体、要小，切不可泛泛而问，会使学生难以把握问题的中心。例如“谈谈你对光合作用的认识”，这个问题太宽泛，学生不知从何下手。因为光合作用要从概念、场所、过程、实质、意义、应用等多个角度去理解。
1.3要把握问题的“量”
一节课往往涉及很多知识点，而不能就每一知识点都设计问题，那样不但不能突出教学重点或难点，而且占用大量教学时间，教学任务不能完成，教师教得累，学生学得累，教学效果低下。因此，课堂提问的数量要适度，一方面要抓住知识的关键和本质，能用—个问题解决的就不用两个，能直切主题的就不必绕弯子；另一方面，提问的时机要恰当，要问在关键处，尽量减少不必要的提问，切忌“满堂灌”的提问方式。这就要求教师备课时要能驾驭教材，针对教学重点、难点，精心设计问题。
2适时提出问题。交流点拨。是课堂交流的中心环节
真正的知识获得、能力培养是学生自己感知、识记、理解、内化。因此教师在教学设计设置问题时，要注意问题提出的时机，最大限度地调动学生的兴趣和积极主动性，起到事半功倍的效果。
2.1适时恰当质疑，激发学生学习兴趣，使有效的课堂交流延伸长度
要提高课堂教学的有效性，学生在交流时能积极主动地参与，学习兴趣是相当重要。关键是如何调动学生的兴趣，积极主动地参与到进行交流中，教师适时有效质疑起着关键作用。例如，学习光合作用和呼吸作用的联系时，将光合作用和呼吸作用的表达式同时呈现出来，引导学生列表比较二者的关系。在学完细胞的有丝分裂，师生总结出有丝分裂的重要特征后，教师可做这样的引导：“有丝分裂产生的是体细胞，子代细胞的染色体数和亲代体细胞的相同，那精于和卵细胞是否也由有丝分裂产生？”学生思考，教师提问：“假设由有丝分裂产生，受精卵和子代的染色体数目将会怎样？”有学生立即答出：“和卵细胞的染色体数目和亲代体细胞的相同，受精卵的染色体数目是亲代体细胞染色体数目的二倍，这样的受精卵能否发育成正常子代？”教师带头暴以热烈的掌声，马上有学生答出“能发育”，有学生反对“不能，自然界就不存在含有46对染色体的人”。太精彩了，教室里掌声雷动。教师乘势引导：“问题出在哪里？”有学生说道：“和卵细胞不是由有丝分裂产生。受精卵的染色体数目和亲代体细胞的应该相同，和卵细胞的染色体数目是体细胞的一半。”教师：“太棒了，这种分裂方式是减数分裂。什么是减数分裂？过程怎样？它和有丝分裂有什么联系？有什么区别？请同学们课后做好预习，我们下一节课再来讨论，看谁给大家的贡献最大。”
课后，学生们可忙乎了，有的在认真钻研课本，有的上网查减数分裂，有的去向教师请教，有的去查阅相关参考书籍。第二次课上学生争先恐后的发表自己的见解。有学生抢先说道：“减数分裂在生殖器官产生生殖细胞时进行。进行减数分裂的是精母细胞和卵母细胞。”一学生举手说道：“精母细胞和卵母细胞在进行减数分裂时染色体只复制一次，细胞连续分裂两次，复制的染色体最后平均的分给了四个子细胞，每个子细胞染色体数目是体细胞的一半。”至此，减数分裂的概念和实质已清楚了。有学生已经准备好了减数分裂过程课件，演示并尝试解释，虽然解释是有问题的，但暴露出来的问题是学生都存在并且亟待解决的，在教师的引导和帮助下，很顺利解决了。再加上有些学生准备的减数分裂染色体模型的演示，减数分裂过程这一重点、难点很顺利地被突破。
2.2创设情景，激发学生探究的兴趣、提高课堂交流的有效性
苏霍姆林斯基说过，没有欢欣鼓舞的心情，没有学习的兴趣，学习就会成为学生沉重的负担。课堂上是否能够鼓舞学生心情，激发学生的学习兴趣很大程度上取决于教师创设的问题情景。问题情景具有感情上的吸引力，能使学生产生学习的兴趣，激发学生的求知欲和好奇心。因此，在生物课教学中，笔者总会设法创设问题情景，激起学生对新知学习的热情，使学生产生迫切要求获取新知的欲望。例如，在讲“植物蒸腾作用”的意义时，设计以下几个问题让学生讨论：（1）俗话说“人往高处走，水往低处流”，但植物体内的水为什么可以从根部到达树冠呢？（2）“大树底下好乘凉”这句话包含了什么科学道理？（3）有诗云：“东边日出西边雨，道是无情却有情”。森林在其中扮演了什么角色？它们对气候的调节做出了什么贡献？此时学生内心的学习动机已十分强烈，各个满怀好奇，带着想解决问题的急切愿望去学习。通过在情景中提出问题，研究问题，抓住学生的好奇心，使之产生渴求探究的最佳心理和强烈的参与欲望，从而使学生很快进入学习状态。学生在学习中自觉地、积极地开动脑筋，调动了学生学习的积极性，诱发了其思维动机和探究的欲望，从而大大提高了课堂交流的有效性。
3教会学生质疑，析疑是课堂交流的升华
鼓励学生质疑就是鼓励学生发现问题，提出问题，这符合新课标的要求。经常提问的人往往是善于思考的人。若只重视教师精心的设计问题，忽略了学生的质疑，只能是学生按照教师预先设定好的套路去思考、去做，对学生的创新思维能力培养不利，对学生的自主学习能力培养不利。问题的关键是怎样鼓励学生去质疑。
3.1教给方法，让学生会思会问
在教学中教师应引导学生积极发现和提出问题，首先学生要有问题意识。引导学生对所学的知识进行问题归类，对于知识的识记，要有“是什么”的问题；对于知识的理解要多问“为什么”；对于知识的应用要多问“怎么样、怎么做”。其次，教师有意识地引导学生模仿提问，可对某一知识点进行归类示范提问，然后出示同类型内容，让学生模仿提问。然后，引导学生对不同的内容采用设问、反问、对比问、分析推理等方法提问。并且教师所提的问题宜小不宜大，越具体问题的实效性越好。一系列提同方法的渗透都贯穿于具体的教学活动当中。例如在学习孟德尔的分离规律时，针对豌豆的杂交试验，教师引导：“从实验材料你能想到什么问题？”一位学生说道：“为什么先用豌豆而不用其他生物作为实验材料？”另一位学生立即答道：“易获得纯种。”有一位学生问道：“什么是纯种？怎样获得？”“什么是自花传粉？什么是异花传粉？什么是闭花传粉？”至此，教师及时引导：“同学们问题提得很好，正是这部分内容所要明确的关键点，大家阅读课本文字内容及图解来尝试解决这些问题。关于传粉尝试用图解说明？”教师巡回指导，指定一名学生上讲台板书图解，师生交流完善。教师总结道：“自花传粉易获得纯种，尤其闭花传粉。至于什么是纯种，在本节课的后面我们来探究。现在阅读课本内容，我们接着要解决的问题是什么？”有学生提出：“如何进行豌豆的杂交试验？”“这个问题提得好，提到点子上了，这正是我们要解决的中心问题，同学们看课本图解及文字内容，思考交流如何杂交？”可见，问题的生成离不开具体的教学情境，关键是教师要创设好情境，促其产生疑惑，提出问题。
3.2创设民主、公平的课堂运行环境，让学生敢说会说
创设宽松、自由、愉快的课堂气氛，让学生在特定的知识情境中去思考，去质疑，各舒已见，将自己的见解充分发表。教师要鼓励学生在别人的观点之上提出自己的不同见解，敢于大胆想象，善于精心质疑，勇于简明表述。学生的质疑一般是经过思考、分析后，仍不得其解而提出的，不论怎样的问题，教师都要慎重对待，尤其对于一些貌似简单、不是问题的问题，更要慎重，切不可置之不理，更不可一笑了之，那样会挫伤学生提问的积极性、降低学习兴趣。例如在学习“细胞的结构”时，有一位学生提出：“植物细胞为什么有细胞壁而动物细胞却没有？”问题一经提出，教室一片沉寂，片刻之后有人议论：“怎么提出这样的问题，这不是问题，本来就这样的。”经过思索之后，教师发现这个问题提得精彩之极，但难度大，学生又是难以回答的，教师乘机引导：“你提的这个问题就类似于‘鸟为什么没有牙齿，而人却有牙齿’。大家思考，牙齿的作用是什么？假如人没有牙齿会怎样？鸟有牙齿会怎样？牙齿怎样来的？”经过师生交流，大家达成共识：“牙齿是生物进化来的，同样细胞壁也是植物细胞在进化演变的过程中，经过漫长年代进化而来，对植物细胞起支持保护作用，对整个植物体也起支持保护作用。动物有骨胳对其起支持保护作用。”“大家看，这个问题提得怎样？”“好！”学生异口同声，掌声雷动。经过学生的交流合作问题得以化解，提问的学生不仅自己获得新知，其也学生也一样获得新知。对于提问的学生很明显他是非常愉悦，从而更加激发学习兴趣，也激发了其他学生的好学好问。
总之，在课堂教学中，学生是学习的主人，要提高课堂交流的教学效果，关键是教师要调动学生的学习兴趣，鼓励勤思考、多质疑、善交流，若能真正达到“好学、勤思、乐问、善析”，可大大提高生物课堂教学的趣味性和能动性。
参考文献：
关键词：生物柴油；离子液体；[Bmim]BF4；实验教学
中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）33-0233-02
一、引言
生物柴油（Biodiesel），即脂肪酸甲酯，是一种含氧清洁燃料，由菜籽油、回收烹饪油、动物油等可再生油脂制取加工而成。作为优质的柴油代用品，属环境友好型绿色燃料，具有深远的经济效益与社会效益。对保障石油安全、保护生态环境、促进农业和制造业发展、提高农民收入，产生相当重要的积极作用[1]。生物柴油的制备实验是中国石油大学化学工程学院为适应社会需求、培养紧密贴近科研前沿所设置的一项应用化学专业实验。
目前化学催化法是应用最广泛的方法，但均相强酸、强碱催化剂的后处理问题，易于造成污染环境。而非均相负载型固体碱催化剂存在催化活性较低的缺点[2]。
离子液体（ionic liquid）具有挥发性低，在较宽的温度范围内保持液相，且不燃等优点，具有明显的“绿色”环保性质。离子液体的生物柴油合成方法，是采用有烷基咪唑、季铵（磷）盐等含氮、含磷化合物与金属或非金属的卤化物形成在室温下呈液态的离子液体作为催化剂，用来合成生物柴油。该方法的特点就是离子液体既可以作催化剂又可作溶剂，加快反应，绿色环保的优点[3，4]。
对应着本科生实验项目所经常提及的研究型、开放型、综合型这三种教学类型，具体的如何支持学生参与科学研究，如何让学生在专业实验中尽快地运用科研思维来学习教学实验，应当是每一个实验教学工作者的重要的工作命题。
教学实验进行之前，首先安排进行大学生创新实验的几名学生进行催化剂的制备。采用两步法合成得到[Bmim]BF4离子液体并运用红外光谱仪进行官能团分析确定最终目标产物。然后将其作为教学实验用催化剂用于合成制备生物柴油，并对制备的生物柴油进行了气相色谱仪的定量和定性分析表征。
二、[Bmim]BF4离子液体的制备
本实验类型定位为研究型教学实验。为此将前沿科学问题作为教学内容提出，让学生进行课前文献查阅并写出相应的实验设计方案。课堂进行中，实验老师进行合理的引导，最终按照正交试验法这种最优化方法科学实验方法，以分组进行实验、最终多个实验小组实验数据汇总。按照建立跨班级、跨实验小组的实验结果的数据库，分析实验规律的方法进行实验教学。当学生知道自己正在讨论和实践的内容是学术前沿或者是热门研究项目的时候，并且是有分工、有合作的形式进行科研探索，自然而然就能够激发起学习热情和研究兴趣[5]。
三、离子液体做催化剂制备生物柴油
1.实验过程。称取30g大豆油，放入250mL的三口烧瓶中，架上回流冷凝管，置于电热式磁力搅拌器中。缓慢搅拌升温至所需温度，按预先设定的反应参数，计算催化剂用量及甲醇用量，分别滴加到烧瓶中。开始计时，同时恒温搅拌，反应结束后，将产物温度降至室温。在分液漏斗中静置20min，等分层后，下层为甘油相，上层为反应得到的生物柴油。
将分出的甘油相减压蒸馏，分离的离子液体催化剂用正己烷洗涤，并在70℃下真空干燥3h。离子液体回收后可再次回收重复使用。
2.正交试验的设计。实验过程归纳引导学生认识“正交试验设计法”等最优化实验方法的应用。正交试验法可以以较少的试验次数得到较优的较全面的实验规律。这是进行科研项目实验方案设计的常规要求，也是进行实验的必要素质要求。[6]
有了合理的实验方案才能得到理想的实验结果。实验过程可以将学生分成小组，分别进行自主选定不同反应条件如：选定不同的催化剂用量；采用不同的反应操作条件，如改变时间、温度、压力等。这样可以在确定实验要求目标的前提下，制定正交实验的因素与水平表，制定正交试验的方案。
正交试验法可以有效整合各个因素和水平，比较可信地反映出实验的真实状况。根据前期单因素实验的研究结果，确定影响生物柴油制备的4个主要因素：离子液体用量、反应温度、醇油摩尔比和反应的时间。采用4因素3水平，进行正交试验设计。探索生物柴油转化率的变化，探索优化条件，得到更高的酯交换转化率。
由表2可知，极差大小顺序为RC>RD>RB>RA，即影响生物柴油产率的因素的顺序为反应温度>反应时间>催化剂的量>醇油比。离子液体[Bmim]BF4制备生物柴油的优化条件为：醇油比8.3：1，离子液体用量0.3%，反应温度60℃，反应时间3.5h。所得生物柴油的产率为71.71%。
四、生物柴油的仪器表征
选取学生实验制备的典型生物柴油样品，按照要求处理并进行气相色谱测定。
1.实验过程。采用SP-3420A色谱仪，BF2000工作站，KB-Wax毛细管色谱柱（30m×0.25mm×0.25μm）；氢火焰检测器（FID）。调节柱温210℃；汽化室温度280℃；检测器温度280℃；分流比10：1，进样体积1μL，载气为N2，辅助气为空气，柱头压为0.1MPa的参数条件进行色谱分析。用丙酮将生物柴油稀释10倍，静置后吸取溶液上层清液，注入色谱仪。
2.色谱仪分析结果（见图1）。对学生制备的生物柴油的成分和组成进行气相色谱图分析后。结果表明：参照各标准品谱图确定制得的生物柴油主要由4种脂肪酸甲酯组成：亚油酸甲酯、油酸甲酯、亚麻酸甲酯和棕榈酸甲酯。其不饱和脂肪酸甲酯的含量较高（大于93%），饱和脂肪酸甲酯的含量较低。从谱图上的保留时间推断这些百分含量低的组分大部分为碳链较长，分子量较大的脂肪酸甲酯，证明试验所得的产物主要为生物柴油。
五、结论
通过教学实践可知，将离子液体作为催化剂制备生物柴油作为课题研究导向的专业教学实验课，能够全方位开拓培养学生实践能力、吸引学生进行课题研究。符合转变教育思想、促进实践教学改革、提高人才培养质量的高校教育改革的目标，有其进一步进行教学研究和探索的价值。
参考文献：
[1]王一平.生物柴油制备方法研究进展[J].化工进展，2003，22（1）：8-12.
[2]赵光辉.生物柴油产业开发现状及应用前景[J].化工中间体，2013，（02）.
[3]李胜清，刘俊超，刘汉兰，等.B酸离子液体催化剂在生物柴油制备中的应用[J].湖北农业科学，2009，48（2）：438-441.
[4]李怀平，汪全义，兰先秋，等.离子液体[Hmim]HSO4催化菜籽油制备生物柴油[J].中国油脂，2008，33（4）：57-59.
关键词：生物实验教学；观察发现；研究分析；动手实践
中图分类号：G632 文献标识码：B 文章编号：1002-7661（2015）12-258-01
探究学习是美国生物学家、课程专家、芝加哥大学教授施瓦布（J.Schwab）首倡的，它作为现代教学的一种学习和教学模式，注重的是学生各种潜能的发挥和创新能力的发展，体现一种参与性和体验性并存且具有严密学术性的创造活动。学生通过自主参与来获得知识，从而激发学习的兴趣，养成探索奥妙世界的积极态度。
通过多年的教学实践我觉得提高学生的探究能力应选择在培养学生的问题意识上，因为一切探究活动都源于问题。问题意识不仅体现了学生学生思维的活跃性和深刻性，也反映了学生思维的独立性和创造性。在生物学教学中应教会学生主动去寻找问题、发现问题、思考问题、分析问题、探索问题和解决问题，从而提高学生的探究能力。
一、在观察现象中，教会学生学会寻找问题，发现问题。
爱因斯坦曾经说过：“发现问题和系统阐述问题可能要比得到解答更为重要。解答可能仅仅是数学或实验技能问题，而提出新问题，新的可能性，从新的角度去思考问题，则要求创造性的想象，而且标志着科学的真正进行。”正因为如此，心理学理论中有一个极其重要的观点：“科学上很多发明与创新，与其说是问题的解决者促成的，毋宁说是问题的寻求者促成的。”作为自然学科的生物学，其研究的范畴是生命活动的现象和规律。千姿百态的生物所表示的种种生命活动现象和规律，给了生物教师指导学生寻找问题、发现问题最好的素材，充分发掘、利用好这些现象，我们的课堂就会成为学生主动寻找问题、发现问题的一方沃土。如在讲鱼的呼吸时，我并不是直截了当地把“鱼生活在水里，利用鳃从水中得到氧气，排出二氧化碳”的结论灌输给学生从习以为常的现象背后去寻找问题，发现问题，引导学生意识到寻常现象中的非常之处。教学中我把这部分的内容作了这样的设计：
1、活鱼的鳃是什么颜色的？
2、鳃的颜色为什么是红的？
3、鱼用什么方式保证了毛细血管中的血液连续不断的从水中得到氧气，排出二氧化碳？……学生回答第一个问题时，几乎是不假思索，异口同声，因为这实在是一种太寻常不过的现象。正是这种寻常导致学生忽视了寻常现象背后隐藏的问题，在被教师接二连三的问题问倒后，学生对一个普通现象后面居然隐藏了这么多让人深思的问题表现出了浓厚的兴趣！此时，教师将玻璃缸中的金鱼放到学生眼前，要求学生仔细观察水中的金鱼，并据此说出自己寻找到的问题，比比谁找到的问题多，比比谁发现的问题最有思考价值。学生的问题意识一下子就被调动起来了！不少学生提出了值得深思的问题：
为什么金鱼的眼睛总是睁得大大的？
为什么金鱼的颜色很鲜艳？
为什么金鱼的颜色多种多样？
为什么金鱼喜欢停留在水的上层？
为什么在河流中找不到金鱼……
学生处在这样的问题情景中，思维空前活跃，他们的注意力高度集中在如何提问上，久而久之，问题意识就极易得到激活和强化，主动寻找和发现问题就会成为大多数学生的良好习惯。
二、在研究问题中，教会学生思考问题，分析问题
理学大师朱熹说过：“读书无疑者，须教有疑，有疑者却要无疑，到这里方是长进。”在学生初步形成了寻找问题的习惯和发现问题的能力后，教师要在此基础上及时加以引导，让学生养成发现问题后研究问题的习惯，学会思考问题，学会分析问题。
“生物的排泄”一章中，肾单位的结构是该章令初中学生感觉非常抽象和头痛的知识点，如果教师在教学当中对教材做合理安排的化，不仅可化解难点，变复杂为简单，而且还可以在巩固学生寻找问题和发现问题的习惯时进一步培养学生思考问题、分析问题的习惯。
在讲肾单位结构时我先要求学生围绕肾单位形成尿液这一结论，引导学生思考：尿液中生命活动废物和人体内多余物质只能由血液从全身各处运至肾脏，而要让肾脏把这些物质清楚出血液的前提是肾脏中必须要含有大量可以让物质出入的毛细血管，在此基础上，学生很容易把为数众多的毛细血管和红褐色皮质对号入座，从而很自然地引出肾小球的概念，教师再进一步引导学生观察与肾小球相连的入球小动脉和出球小动脉，让学生分析入球小动脉比出球小动脉粗的原因：肾小球毛细血管中的一部分毛细血管间隙小的水分、无机盐、葡萄糖、小分子蛋白质、尿素和氨基酸等物质离开了肾小球，显然这些物质还不是可以排除的尿液，他们必须被收集起来并进一步加工处理。从而引出肾小囊的概念。为保证肾小球中的滤出的物质全部成为肾小囊的“羹中之物”，肾小囊紧紧包着肾小球，二者紧密结合成为一个整体―肾小体。肾小囊收集的营养、废物混杂的液体，通过肾小管及时运出加工处理。至此，学生已对肾单位的组成通过自己的思考和分析牢记在心。
实践证明教师在教学中一直坚持对学生有意识暴露思考和分析问题的过程能非常有效提高学生思考和分析问题的能力，最终培养学生善于思考和分析问题的习惯，从而驱动学生去探究。
三、在动手实践中，教会学生学会探索问题，解决问题
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