新课程背景下高中生物实验教学问题初探

■许莉莉

许莉莉，天津市海河中学生物特级教师，曾代表天津市参加全国生物教学年会和华北五省市生物教学研讨会，参与人民教育出版社和北京师范大学出版社出版的《高中生物教案》六册的编写工作，在省市级以上教育期刊发表教育教学论文20余篇，独立承担市级教育科研课题2项。

新课程背景下的高中生物实验教学，一要提高学生的生物科学素养，二要注重与现实生活的联系。

《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称《标准》）于2003年正式颁布，指出“教师应尽可能多地让学生参与实验和其他实践活动”。但实践过程中，面对生物实验教学的新变革，教师们在教学过程中也暴露出诸多问题，亟待采取行之有效的教学策略加以改进。

一、新课程标准下生物实验教学的变革

根据《标准》内容以及生物实验教学的设置，我们发现新课程背景下的高中生物实验教学主要有以下变化。

1.实验教学理念的变化。

传统的教学，以落实基础知识和基本技能为出发点，以帮助学生建立系统的生物学知识体系为主要目的。《标准》倡导：第一，提高生物科学素养。生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分，是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学知识、探究能力以及相关的情感态度与价值观，它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。提高每个高中学生的生物科学素养是《标准》实施中的核心任务。第二，注重与现实生活的联系。生物科学与人们的日常生活、医疗保健、经济活动等方面密切相关。《标准》注重使学生在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念，并能运用生物学的原理和方法参与公众事务的讨论或作出相关的个人决策，同时注意帮助学生了解相关的职业和学习方向，为他们进一步学习和步入社会做准备。

2.实验要求的变化。

2000年人民教育出版社出版的《全日制普通高级中学生物教学大纲》对学生实验、实习方面的教学要求划分为两类。即1.理解实验的目的、原理和方法步骤，初步掌握有关的操作技能，进一步理解有关的生物学知识；2.能够独立完成实验或实习，理解探索性实验的基本过程，初步学会探索性实验的一般方法。

《标准》“内容标准”必修1中提出：教师在教学中要组织好各种观察、实验等探究性学习活动，帮助学生增加感性认识，克服对微观结构认识的困难，使学生领悟科学研究的方法并习得相关的操作技能。必修2中提出：教师要善于引导学生从生活经验中发现和提出问题，创造条件让学生参与调查、观察、实验和制作等活动，体验科学家探索生物生殖、遗传和进化奥秘的过程，学习有关概念、原理、规律和模型，应用有关知识分析和解决实践中的问题。“实施建议”中提出：加强实验和其他实践活动的教学。增加低成本实验或其他实践活动，在重视定性实验的同时，也应重视定量实验，让学生在量的变化中了解事物的本质。教师应向学生提供机会学习量的测定，实事求是地记录、整理和分析实验资料、定量表述实验结果等。由此可见，新课程对实验的要求较之传统教学要求更加具体。

3.学习方式的转变。

《标准》力图促进学生学习方式的变革，倡导以探究为核心的多样化的教学方式，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力。《标准》要求教师在教学过程中，采取多种措施，引导学生主动学习。生物实验作为教师转变教学方式、实施科学探究的最有效的手段之一，具有强化学生实证意识、提升学生思维品质、培养学生质疑精神的重要作用，倡导基于探究的实验教学策略，让学生置身于一种动态、开放、个性、多元的学习环境中，打破原有学科的封闭性和课程选择的单一性，让学生自主探索，主动求知，学会搜集、分析和利用各种信息及信息资源，实质上就是在提高学生的科学素养。

4.实验数量的变化。

实验数量、内容和类别明显增多。原大纲中确定的学生实验共有20个，其中必修课本内16个，选修课本内4个。而新《标准》中设置了33个实验，仅必修部分就有学生实验22个，选修1的实验则多达26个。与原教科书相比，实验数量明显增多，探究性实验的比例也明显增大。

二、教师教学实践中存在的主要问题

1.重讲授轻操作。

传统中学生物实验教学重讲授原理和注意事项，轻视动手操作，这与考试形式是用纸笔测验有很大关系。在考试中只要能写对，会做与不会做实验并不影响学生的成绩。不做或少做实验对于教师而言，更容易组织教学，也避免出现安全事故。另外，新课程中涉及的部分实验在中学生物实验室并不具备操作条件，尤其是选修课中涉及的现代生物技术的相关实验，只能靠教师讲授。

2.重课内轻课外。

课内与课外相结合，是学习取得良好效果的重要途径。生物学科的学习更是如此，但教师在教学时普遍重课内轻课外。究其原因，一是教学进度与课时的矛盾。在高中学业水平考试与高考的时间表下，完成教学和复习的任务是没有商量余地的。如果安排学生课外的实践活动，讲评就必然要占用课时。二是课外实验难度大。教科书中的实验，有详尽的实验原理、材料用具、实验步骤等，可操作性相对较强。而课外实验看不见、摸不着，需要教师策划指导，对学生的自觉性和学习能力要求非常高。三是有些实验，其设计本身是脱离中学生实际的。比如，在必修2“遗传与进化”中的“调查常见的人类遗传病”这一实验就很难组织学生开展。

3.重传统轻创新。

目前的高中生物实验教学，既需要继承老传统，更需要不断创新。传统的中学生物实验集科学家多年的研究精华，巧妙的研究方法将经典的生物学理论加以验证，它们是学习生物学基础知识、基本技能的最有效途径之一。目前，大多数学校开设的中学生物实验还停留于继承传统的教学方式上。大多数教师囿于对权威的崇拜、对教科书的依赖、对教科书中实验的迷信以及自身知识的匮乏、能力的欠缺、创新的意识的不足，不敢跳出旧有的条条框框对教科书中的实验进行大胆创新。

4.重结果轻反思。

现实教学中，学生在上生物实验课时，多数是兴高采烈的，走进实验室就迫不及待地动手操作，在教师的要求下，勉强能忍耐着听教师的讲解和要求。这与学生的年龄特点有关。学生急于看到教科书上所描绘的实验现象，缺乏对实验原理、实验过程的深入思考，更缺乏实验课后的总结和反思。而教师在组织实验教学时，主要关注的是学生的安全、实验的结果，对于课后及时对实验课堂教学进行反思、不断改进实验教学的效果重视不够。

5.重分组轻合作。

新课程提倡学生学习的方式有这样几个关键词：自主、合作、探究。所以，近几年大凡新课程的示范课、研究课，都有分组讨论这样的教学环节。生物实验课受实验器材的限制，早就是以2人至4人为一组进行，至于每组成员的具体分工以及如何合作，授课教师鲜有指导。在实验结果的分析讲评中，关于小组成员间合作的案例涉及的也是微乎其微。

6.重验证轻探究。

在20世纪70年代，克洛普弗等学者将学生参与的实验活动分为三类：以实验操作技能训练为主的技能性实验；以检验已知的事实、概念或原理的真实性为主的验证性实验；以引导学生通过探究获得新知和接受科学方法训练的探究性实验。《标准》中多处提到倡导探究性学习，发展科学探究能力，但在新课程的实施中普遍存在“新瓶装老酒”的现象。以必修1中“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”这一实验为例。这一实验在编写上由老教科书中的验证性实验改为新教科书中的探究性实验。按照这样的编写意图，做实验的时间应该安排在讲授“化合物”的知识之前，实验方法是在实验结果未知的条件下，要组织引导学生提出问题、做出假设、制定计划、预测结果，操作中对每种组织样液都同时进行鉴定，最后还要进行交流总结。这样肯定是加大了实验的难度，对学生的能力要求也大大提高了。教师的感觉是费时费力，考试中又没有明显的效果。

7.重用纸笔测验轻过程评价。

生物实验教学的评价方面，存在着重视试卷成绩忽视实验过程的现象。虽然也组织学业水平的实验考查，那只不过是摆摆样子而已，学校、教师、学生对其重视程度还不如一次小小的单元测验，而每次实验的成绩就更没人关心了。因为用纸笔测验较之对实验过程进行评价，操作上简单，效果上直观且易于学生、家长认可和接受。同时，对于生物实验教和学的评价，目前还未见到成熟的评价标准和可操作的系统方案。

8.重面向全体轻个性化培养。

面向全体学生是《标准》提出的基本理念之一，它有这样几层含义：一是教学要着眼于学生全面发展和终身发展的需要；二是要为所有的学生提供同样的学习机会，满足不同学生的需要，促进学生有个性的发展。由此看来，面向全体和学生的个性化培养并不矛盾。但在生物实验教学中，由班级授课制决定了学习的高度统一性，而针对每一个学生的个性、爱好、特长的有针对性的培养尚显不足。

三、新课程背景下生物实验教学的改革策略

1.全面认识生物实验的教学价值。

教师应该明确每个生物实验都包含多重教学价值。生物实验的教学价值分为知识价值、方法价值、能力价值、科学精神价值、品格价值和人文价值等多重价值。在新课程标准下，教科书中设计的实验都是这多重教学价值的综合体。教师在实验教学的过程中，应重视实验的教学价值，分析、比较每个实验多重教学价值的具体表现，最终通过实施实验，达到学生全面素质的提高和人格的全面发展。有研究发现，教师对教科书中实验的教学价值的认识是有偏差的。以苏教版教科书为例，只有42%的实验被认为有教学价值，而58%的实验的教学价值被认为是非常低的。同时在实验教学中，部分教师只注重实验的知识价值、方法价值，而忽略、轻视了能力价值、科学精神价值、审美价值等教学价值的功能，这是与新课程的目标和宗旨相悖的。因而在教学中，教师要改变过去重知识轻能力、重技能轻方法、重结果轻精神的实验教学思想，努力将生物实验的多重教学价值体现出来。

2.充分挖掘生物实验的教学价值。

教科书中每一个具体生物实验都有其独特的教学价值。如“影响酵母菌无氧呼吸的因素”这个探究性实验中，就包含着多重的教学价值。新课程中设计探究性实验主要是培养学生科学探究的方法和探究的意识，因此，探究性实验中教学价值的独特性就表现在方法价值和科学精神价值上。又如“模拟植物或动物性状分离的杂交”这个模拟实验中，重要的是让学生通过数字系统表述生命发展状况，对生命现象进行量化，最后再运用逻辑推理、求解和运算等进行综合研究。这是通过数字模型来培养学生的综合性分析能力，因此这个实验教学价值的独特性就表现在能力价值上。

3.加强对学生探究能力的培养。

“科学探究是生物学中不可缺少的、动态的部分。”高中生物课程应该反映生物科学的“完整画面”，应该将科学探究作为高中生物实验教学的基本内容和方法。对于一般的实验教学来说，只要能在两方面加以改变，就可以将验证式的实验转变成开放性探究性实验。一是改变实验活动在整个教学中的优先次序，不要将实验活动安排在教学的最后，让学生在实验前不知道实验的结果；二是将以往只注重验证课本理论的一些典型实验项目，改变成比较重视探究过程的实验，让学生加以探究。从实际考虑，让学生探究的必须是个难度不高而且没有危险性的实验，这样教师才能安心放手让学生探究，而且实验内容要能与上课内容直接相关，并且适合学生的现有水平，又不需额外增加太多教学时间，这样教师才易于安排和融入原来的教学进度中。所以，从现有的实验项目中挑选一些实验，改变原有实验教学方式再加一些巧思即可达到目的。

4.加强合作学习的分组指导。

教师应明确教学中分组的目的是为了面向全体，使每个学生都参与其中，同时也有利于教师组织教学活动，而合作重在培养学生的一种健康的人格。分组只是形式，合作才是分组的主要目的。在生物实验教学中，教师应该有意识地充分利用小组学习的形式，给出小组成员分工的提示和建议，课上注意观察每组学生的合作情况，及时讲评，树立合作学习的榜样，使分组学习不流于形式。