常州市武进区教育教学研究课题
申报•评审书
课题名称 初中生化实验教学有效整合的策略研究
申请人 钱琳琳 钱霞
所在单位 常州市武进区湖塘桥初级中学
申请日期 2015年1月8日
审批日期
一、研究人员
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课题主持人
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姓名
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性别
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年龄
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职称
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学科
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工作单位
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职务
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钱琳琳
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女
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34
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中学一级
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生物
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常州市武进区湖塘桥初级中学
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钱霞
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女
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34
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中学一级
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化学
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常州市武进区湖塘桥初级中学
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课题组其他主要成员
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姓名
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职称
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职务
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学科
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在课题研究中人分工
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白雪
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中学一级
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生物
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生化实验文本教学内容整合以及实验操作教学有效整合的研究，撰写相关论文。
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陆文云
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中学一级
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生物
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研究生化实验教学方法的有效整合，制定生物实验评价量表，撰写相关论文。
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倪志坚
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中学一级
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生物
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研究生化实验自制教具、学生学具,研究生化实验方案的有效整合。
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宋文琴
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中学一级
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化学
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生化实验文本教学内容整合以及实验操作教学有效整合的研究，撰写相关论文。
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黄苏丹
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中学一级
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化学
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研究生化实验教学方法的有效整合，制定生物实验评价量表，撰写相关论文。
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沈文京
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中学一级
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化学
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实验开设的安排，教具学具的改进,指导学生仪器设备的安装使用。
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谢建华
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中学高级
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教务处主任
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化学
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关注指导课题研究进行中出现的问题，调整研究策略。
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赵惠奇
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中学高级
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副校长
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化学
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关注指导课题研究进行中出现的问题，调整研究策略。
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杨岚
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中学高级
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信息技术
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负责建立专题网站以及多媒体技术方面的指导。
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注：课题主持人至多2人，其他主要成员至多10人。
二、课题设计
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（一）研究背景（研究这一问题的原因、意义和基础）
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1．研究的原因：
我国教育部颁发的《全日制义务教育化学（生物）课程标准(2011版)》从学生整体发展出发提出了“面向全体学生、提高学生科学素养、倡导科学探究”的三个理念，将科学探究作为新课程改革的突破口，大力提倡以“科学探究”为主的多元化学习方式。在教学中促进学生探究作为课程改革的重要目标，并明确指出：“义务教育阶段化学（生物）课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学（生物）知识，认识和解决化学（生物）问题的重要实践活动”、“科学探究是一种重要的学习方式，也是化学（生物）课程重要的内容，对学生的科学素养的形成具有不可替代的作用”。要全面实现初中生物（化学）课程的三维目标，让学生亲身经历以探究为主的学习活动是学习初中生物（化学）的主要途径，在具体教学中关键要有效指导学生学会科学探究。科学探究在整个初中阶段是一个连续的过程，目标是一致的，不因学科不同而存在较大差异。生物和化学隶属自然科学，知识方面相互交叉渗透，如生物学习中遇到“浓度”，“溶液”等概念，还有“氧气”“二氧化碳”的性质等化学知识，化学中也学到植物光合作用，呼吸作用等生物知识。生物、化学都是以实验为基础的学科，实验中仪器药品的使用，实验探究的设计都有着极其相似之处。如果在单科教学中，既能加强本学科学习，也能有意识地进行综合渗透教学，把其它学科知识内容融入到该学科教学中，突破学科的封闭性，进行开放式教学，对于学生解决问题，提高学科之间的迁移能力有着重要作用。
新课程改革也提出了“以学生发展为本”的素质教育课程理念与目标，对学生的动手创新能力和科学素养提出了较高的要求。教育行政部门对生物和化学实验技能考查日益重视，考核过程也越来越规范和严格。但由于以往实验设施相对落后，实施实验教学有困难，导致学生实验效果欠佳。学生基本的实验操作技能还未得到应有的提升，尤其缺乏实验的严谨性和规范性，影响了学生动手能力和创新能力的提升。
“减负增效”是当前新形势下的教育任务，这种新的要求正成为推动教育改革向纵深方向发展的原动力。从学科角度出发，初中生物、化学实验教学整合已成为我组教师面临的新课题，冀借此课题研究能避免基本实验操作的重复传授，节约学生学习时间，减轻学生的学习负担，提高学生学习能力，提升学生的科学素养。
2．研究的意义：
（1）有利于培养学生动手创造能力和团结协作精神。
（2）有利于培养学生的观察能力、思维能力和分析问题、解决问题的能力。
（3）有利于培养学生科学探究素养。在一定程度上，实验是模仿科学研究的过程，是一种基本的科学研究方法，通过探究性实验教学，学生开展实验设计活动对培养学生提出问题、做出假设、设计实验、观察记录和分析推理等多方面的科学研究能力十分重要。
（4）有利于培养学生严谨的科学态度、实事求是的作风和认真细致的学习习惯。
（5）有利于提高学生生物、化学学习的效率。一般地说，学生喜欢动手实验，实验能调动学生学习积极性，学生通过对实验现象的观察和研究，能增强学生的感性认识，深化对本学科原理、规律的理解，使学生在实验中直接获取本学科基础知识， 拓宽了获取知识的思路和方法，加深对所学基础知识的理解和巩固。
（6）有利于提升教师整合生物、化学实验内容教学的能力，提升教师学科整合的科研水平。
3．研究的基础：
（1）课题组主要成员都是我校奋战在一线的青年教师，她们在十多年教学中积极参与教学改革，认真钻研教材，关心了解学生，在区级，市级各类比赛中都获得良好的成绩。课题组中的谢建华主任和赵惠奇校长是初中化学学科的泰斗，有着丰富教育教学理论和实践经验，对本课题的研究起着引领和指导作用。而且生物、化学同为一个教研组，一贯科研讨论氛围浓郁，团队协作能力强，这种良好的工作作风定能对本课题研究起到积极的推进作用。
（2）我校新实验楼的建立，多媒体设备的配备，专业实验员的配备也为本课题的研究提供了基本的保障。学校鼓励各学科开展各种兴趣小组活动，也为本课题的研究带来新的契机。
（3）美国主流初高中生物教材非常重视学科之间知识的综合，我国也有一些教师学者研究生物学科与物理、化学学科之间的综合，发表了相关的论文。课题组的生物教师上生物课时，用部分化学实验对某些知识的讲解进行点缀，起到了意想不到的教学效果，此时知识的传递无声胜有声，学生的学习热情空前高涨。
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（二）理论分析（有关概念界定，理论依据，研究动态，本课题创新之处等）
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概念界定
实验教学：就是利用实验的方法，进行发现和验证知识的一种教学方法。它是一种有别于灌输式教学的实践性的教学方法和过程，是学生掌握学习技能的一个重要环节。通过实验教学能使锻炼学生的动手能力，提高学生处理问题的方法和技巧。
有效整合：整合是相对于分化而言。从系统论的角度说，“整合”是指一个系统内各要素的整体协调，相互渗透，使系统各要素发挥最大效益。 “有效整合”是使分化了的教学系统中各要素及其各成分形成有机联系，并成为整体的过程。
本课题依据新课程的“三维目标”，根据生、化学科实验教学特点，根据生化实验内容的关联性、实验器材的互通性、教学方法的互补性，结合实验教学现状，运用行动研究方法，从教与学两个方面开展生、化学科实验教学整合的研究。探究能切实提高生化实验教学整合效果的教与学可操作性的策略。它应表现出生化实验内容高度融合性，学生实验技能培养的连续性和教与学的高度统一性，有别于教师在实验教学上的传统教法，有别于学生接受式的低效率学习行为。实施的结果应为学生的思维、动手、重组、整合、表述、答题能力的高效与统一。
理论依据
《中国教育改革发展纲要》中指出：“开足上好实验课是教育部门和学校的重要工作之一”。因此，实验教育能否普及关系到教育改革法规能否全面贯彻落实。生物、化学都是以实验为基础的实践性与理论性很强的学科，因此初中科学教学必须重视实验教学。通过实验教学，可以培养学生的好奇心、兴趣爱好，激发他们的求知欲，使学生对学习产生兴趣和需要，更重要的是培养学生的实验操作技能，以及观察问题、分析问题和解决问题的能力，从而能够较全面地提高学生的基本素质。实验教学还可以帮助学生形成科学概念、理解和巩固科学知识，正确掌握实验的基本方法和基本技能，而且对培养学生理论联系实际的学风、实事求是的科学态度和探究问题的科学方法都具有重要的意义。
初中理科课程相互间有着密切的联系：
1、认识规律上的综合
生物、化学两门学科都是研究自然规律的科学，尽管它们是从不同领域、不同角度、用不同方法和手段来研究自然科学，但自然界本身是和谐统一的，两门学科对自然现象的研究遵循相同的认识规律，即：提出问题，收集材料，经过分析研究，去粗取精，去伪存真，然后提出假说，再设计实验，进行深入研究，检验和修正假说，从而归纳、总结，上升为正确的理论。充分认识到两门学科在认识规律上的结合点和重要性，有助于学生学好理科知识，处理好理科综合问题，提高综合能力。
2、实验方法上的综合
实验是自然科学的重要方法和手段。观察和实验是发现科学真理的惟一方法，两门学科在实验方法上也有不少的结合点。
（1）两门学科对学生实验能力的要求相同：独立完成实验发能力；能根据要求灵活运用已学过的自然科学理论、实验方法和仪器，设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。
（2）两门学科的实验中，有的实验相互渗透的利用，如生物学实验中 “提取和分离叶绿体的色素”实验，用到了化学上的纸上层析法；化学提到的光合作用和呼吸作用是初一生物的重点。
（3）两门学科的实验类型中，都是既有学生实验，又有演示实验；既有验证性实验，又有设计、探索性实验。
3、研究方法上的综合
两门学科的研究方法上也有许多相同之处，并且能够相互结合、补充，具体说有下列常用方法。
（1）模型法：模型法是科学研究中一种十分重要的研究方法。它对于上些复杂的自然现象和过程，根据已掌握的事实材料，首先建立一个适当的模型加以描述，使研究对象形象化、具体化。如生物学中的细胞模型、DNA模型；化学中分子，原子的结构型等。
（2）理想化法：理想化法是一种科学抽象的方法。它通过源于实际又高于实际的科学抽象，排除次要因素的干扰，使研究条件达到理想化程度，以便抓住事物及其变化规律的本质。两门学科中，理想化方法的具体体现是提出理想模型和设计理想化实验。前者如理想气体，后者如惯性定律实验和模拟仿生实验。
（3）移植法：移植法是将一个学科领域中发现的新原理或新技术，应用或移植到其他学科领域中去。生物教学中，用化学试剂来检测光合作用、呼吸作用的生成物；利用放射性元素的特征，在生物学和化学上作为示踪原子，研究化学反应的进行和生物大分子的结构及其功能。
创新之处
此课题乃我校首创，目前尚未发现同类的研究记录。本课题首次将化学、生物两门学科的教材做系统的分析比较，罗列知识之间的交叉渗透，打破原有的教材体系，增强了知识之间的联系性互补性，培养学生的综合能力。其次从初一开始注重学生常用仪器药品的规范操作，注重培养良好的实验习惯，组织一些实验技能比赛，既能激发学生浓厚的学习兴趣又能全面提升学生的科学素养。充分利用课外兴趣小组活动，增加趣味实验，调查实验，网络生物实验等，增强学生的动手能力和科学探究能力，培养一批优秀的“小小科学家”。
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（三）研究目标
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1、归纳整理初中生物、化学两学科的交叉知识体系，建立实验基本操作技能考核评价体系。
2、通过研究和实践，探索一套行之有效的生化知识整合的教学方案和策略。
3、开展一些活动和比赛，激发学生科学探究的热情，提高学生的动手实验能力，形成良好的科学素养和终身发展能力。
4、提高教师指导学生开展科学探究活动能力，提升教科研水平，促进教师专业化发展。
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（四）研究内容
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研究内容：
1、初中生化实验教学现状的调查研究。
根据本校实验教学现状有针对性地进行调查，主要实验开设情况调查，学生实验技能状况调查，学生实验态度调查。根据调查结果，分析现状，找出问题存在的原因，研究解决的方法和措施。
2、初中生化实验教学目标和内容有效整合的策略研究。
将生化学科中有关联的实验知识、实验方案罗列归类，寻找内在的联系性，根据新课标要求就学生具体的学习情况，将两学科实验资源整合为一体，增强知识的连贯性，整体性，拓展性。
3、初中生化实验教学过程和方式有效整合的策略研究。
实验操作教学的规范性：操作性实验是实验教学中最常见的实验类型，它的过程是：学生按要求动手练习实验器材，掌握其基本原理和方法。很多初中生物和化学实验在操作上有许多共同之处：如实验中要用到相同的器材和药品：如试管、滴管、酒精灯、碘液、澄清石灰水等，这些器材的使用和药品的取用方法都是相同的，实验结束后要整理实验器材，清理桌面等，实验结束要填写实验报告等的要求是相近的。所以在初一开始生物实验教学时就需要求学生规范操作，对学生尽早掌握基本的实验操作技能有很大的帮助，并能支撑化学实验操作学习，有利于学生养成良好的学习习惯和严谨的科学作风。
实验操作教学的渐进性：演示性实验一般由教师操作，学生仔细观察实验现象，归纳提炼得出结论。在传统演示实验的教学中,教师在课堂上一般只需把实验做成功, 确保实验现象明显, 并引导学生由实验现象概括出科学结论就可以了。实验初级阶段可以较多的采取演示的方法，在学生基本的操作能力得到锻炼之后可以将一部分演示实验改为学生操作实验，待学生的实验习惯和理性思维养成时，便可以向更高层次的探究实验进军。学生通过两年渐进式地培养实验技能后，在探究意识、探究能力方面一定能有较高层次的提高。
4、初中生化实验资源开发和利用有效整合的策略研究。
生物中的一些实验是与化学联系性密切的重点教学内容，如植物的光合作用和呼吸作用，从实验方法到实验原理和实验现象一步步地呈现，学生记忆深刻。化学中也有类似的内容但是侧重于知识的运用，对于整个实验不可能再重复，但时隔两年学生的记忆已经模糊，如果把当年实验的过程记录下来，拍成微视频，到初三学习时再重现，能唤起学生头脑深处的记忆。还有生化实验药品、仪器等资源在各自的实验教学中可整合互补。
5、初中生化实验技能评价有效整合的策略研究。
很多学生喜欢做实验，但认为“实验课就是玩的课”，实验时热热闹闹，实验后没留下深刻印象。那是因为以前的实验课缺乏及时的反馈和评价，学生做实验成功与否，规范与否，收获大小与否都缺乏相应的衡量标准。因此有必要研究既体现生化实验互融互补性特点又体现生化各自学科实验独特性的有效性评价量表。有了合理的评价量表，就能促进提高学生实验积极性与提高实验效率。
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（五）研究方法
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主要研究方法：
调查研究：针对本校实验开设情况，基本实验操作情况，实验探究设计能力等方面设计相应的调查表，统计分析调查结果，调整改进教学策略。
文献研究：从图书馆、资料室以及网上等信息源查询与探究学习相关的资料，并进行认真的思考，以丰富自身的理论素养，寻找课题研究的理论支撑，准确定位课题研究的起点，为课题的创新研究搭建平台。
行动研究：以科学理论为指导，在教学实践中摸索，积累案例、摸索规律，提升理念。课题组的教师，每学期至少开设一节以实验探究教学为主题的研究课，展开现场“微格分析”研讨。经常组织课题组成员到外校、外市县观摩实验探究教学。在实践性研究中，坚持“构建、实践、反思、再构建、再实践、再反思、再构建……”的螺旋式上升的研究思路。在前期研究的基础上，提出新的实践方案，进行教学再实践，不断矫正教学实践中的存在问题。
经验总结：寻找机会与同行、专家多交流，修正设想、解答困惑，确保课题顺利开展。小组成员定期撰写课题研究阶段性小结；定期组织教师开展智慧课堂、探究实验或学生实验评价等方面的范例研究、微格研究。
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（六）研究计划
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1、策划阶段（2014年12月----2015年2月）
建立组织机构，设立领导小组、研究小组。撰写项目研究方案，确定研究目标和内容。召开开题会议，明确本项目的价值和工作目标。
2、研究阶段（2015年3月----2016年9月）
2015年3月—2015年6月：完成初中生化实验教学目标和教学内容的有效整合。完成本校本学期实验开始情况以及学生实验操作规范性调查，并对调查结果分析。
2015年7月—2016年10月：1、研究制定并尝试使用生化实验有效性评价量表，一段时间后根据使用情况总结修改，完善评价量表各项评价指标。2、全面组织开展学生实验技能规范操作训练和比赛，全面提高学生动手能力，养成良好的实验习惯。3、生化实验教学过程和方式有效整合策略的研究以及生物化学实验资源利用及操作整合策略的研究。
第三阶段：总结阶段（2016年11月----2016年12月）
全面总结课题研究过程，撰写课题研究报告。召开总结交流大会，约请专家进行成果鉴定。
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（七）预期成果（理论成果，实践成效）
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1、教学实践成果
（1）争取100%的学生通过实验基本技能考核。
（2）形成一批师生创新自制生化实验教学整合的教具和学具。
（3）建立课题专题网站，将所有的研究成果上传，便于分享和切磋。
2、理论研究成果
每位成员撰写并发表一篇高质量的课题研究论文，每学期至少一篇或优质课例或实验教学随笔。编写一套独特生化知识整合教材，制定一份在研究中形成的初中生化实验技能考核评价量表。
3、学生学习成果
学生的成果主要表现为：学生自制模型，改进或创新实验仪器，改进或创新设计实验方案。
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（八）推进措施（推进本课题顺利进行的具体措施）
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1、加强理论学习
通读、研讨分析生物、化学教材及新课标，研读美国主流理科教材，借鉴先进的教学思想和教学方法，有效整合生物、化学实验内容。
2、将课堂教学和课外实践活动、兴趣小组活动相配套，边开发边运用，逐步积累整理，建立资源库。边实践边研究，逐步总结经验，形成常规。
3、将发扬团队精神，加强合作研究。所有课题组成员在具体操作上按年级和教学内容的板块分工负责，合作研究，资源共享，共同提高。
4、特邀本校化学权威赵惠奇校长和谢建华主任对课题的研究作全面指导，特邀信息技术杨岚老师加入本团队，建立专题网站，便于成员之间更好地交流互动。
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三、评审意见
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所在单位意见
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区教育局教研室审核意见
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单位盖章：
负责人签字：
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盖章：
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注：2－5页格式可以根据填写内容有所调整，第6页不能变动。
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