基于学科核心素养的高中生物学实验教学策略

陕西省西安市八一民族中学 冯 飞

普通高中生物学是一门以实验为基础的学科，学生通过实验课程可以深入理解生物学的基础概念，获取生物学知识。随着新课改的逐步推行，实验课的教学面临更高的要求。然而，多数学校的高中生物学实验教学存在一定的局限性，很多教师忽略了实验教学的重要性，只注重讲解理论知识，使实验教学形同虚设。因此，为了改变传统的实验课堂，激发学生学习生物学的兴趣，提高学生的实验能力，需要从根本上改变教师以往的教学理念，将学生从“看实验、听实验”转变为“做实验、探究实验”，将“静态预设的课堂”转变为“动态生成的课堂”，为学生生物学学科素养的提升奠定基础。

一、高中生物学实验教学现状和存在的问题

（一）实验室建设步伐缓慢

高中生物学教材中有不少具有趣味性的实验内容，以此增加学生对生物学实验的兴趣，但在实际教学中，有部分学校并没有非常齐全的实验设备和试剂等耗材，导致很多实验无法正常开展，学生的实验兴趣也因此大大降低。在新课标的要求下，高中生物学教材中也加大了生物实验的数量和内容，增加了很多探究性实验以及研究性学习等内容，对实验室仪器设备及实验室管理提出了更多新的要求。然而，很多学校相应的仪器设备没有及时跟进，阻碍了学生探究实验的顺利进行。

（二）教师教学理念落后

受传统教学模式的影响，部分高中生物教师还没有意识到新课程改革对学生学习和能力培养影响的重要性，没有认识到实验技能对学生创新能力和探究能力培养的重要影响。因此，这部分教师对实验教学的态度不够重视，只是对实验目的、实验原理和实验步骤进行简单讲解，没有让学生亲身体验和深入讨论。学生只是知道了实验现象和实验结果，但没有从中获取更多的知识，没有深入理解每个实验步骤的意义，没有充分理解每种试剂的重要作用，更无法从中提升各种能力，从而使学生产生了应付实验教学的想法，最终导致学生对生物学基础知识的理解不够深入，没有充分发挥学生的创造性思维。这种教授实验的方式，形式单一，忽略了对学生学习兴趣的培养，忽略了学生的自主学习，没有充分展现学生学习的主体作用。

（三）对生物实验教师的系统培训较少

新课标对实验教学提出了更高的教学目标和教学要求，但在实际教学中，从学校领导至实验教师，对实验教师的理解还停留在简单准备实验材料、收拾实验室卫生、维持实验室正常秩序等层面，很少举办面向广大生物实验教师的培训，即使有这样的培训机会，也会以没有经费、教师教学任务繁重、没有时间参加等理由而拒绝，导致教师缺少参与系统培训的机会。

二、高中生物实验教学的改进策略

（一）及时添置配套仪器设备，加强硬件设施建设

教师要完成实验教学，实验设备是必备的条件，可以为学生提供良好的实验操作平台。因此，学校要及时申请增加资金投入，加强实验室硬件设施建设，保证提供足够完善的实验设备，让学生在良好的实验环境和亲临实验的过程中加深对知识的认识，探寻生物学的奥妙。

（二）保障实验课时安排和实验时间，保证实验课程顺利开展

高中生物课程标准实验教科书（人教版，2003）必修模块中包含25 个实验，实验课时比例约占23%。然而，在实际教学中，因课时数量有限、实验仪器设备缺乏，许多实验基本无法开设。例如，高中生物必修1 中“叶绿素的提取”，由于课时限制，教师教学时没有让学生亲自动手操作，只是通过观看实验视频和课本上的插图进行理解和记忆。此外，一些探究性实验，例如“探究酵母菌的呼吸方式”，由于实验需要持续观察，耗费大量时间，很少有学生做过此类实验。因此，在课时数量和时间紧迫的情况下，学校应该合理安排教学时间，适当增加实践活动，或者是利用假期让学生进行实验，让学生通过亲身体验实验过程，体会生物学的乐趣，增加获取知识的方法，提高学生的动手操作能力和观察能力，培养学生的科学思维。

（三）改变教师思想观念，提升生物学实验的重要性

各个学校的领导和教师需要在思想上对生物学实验教学工作引起足够的重视，及时加强实验室硬件设施建设，保证仪器设备、试剂等耗材的及时补充，为生物学实验教学的顺利开展提供良好的物质条件。同时，生物教师要充分认识实验教学的重要性，帮助学生深入理解实验中每个试剂和每个实验步骤的作用，从实验目的、实验原理、实验步骤、实验现象到实验结果和结论都能够充分了解其作用。生物教师还应带领学生多尝试探究性实验，逐步培养学生的探究能力和创新能力，充分体现学生在学习过程中的主体地位。

（四）增加培训力度，提高教师实验素养

现代教学理念要求教师终身学习，加强对新课程理念的认识，不断更新专业知识和技能，更新知识结构体系，提高教师的现代教育信息技术能力。这就要求学校要为教师准备一定的培训经费，在课时安排和教学时间上给予教师充分的支持，定期举办各种业务培训。例如，教师实验技能培训、名校听课、参观学习等活动，促进教师之间的积极交流，将外校好的方法进行借鉴，从而不断提高教师的实验技能和实验素养。

（五）优化实验课程设计，培养学生科学探究精神

新课标要求加大实验教学力度，培养学生的科学思维，因此要优化实验课程设计，首先要加强对学生实验的引导，引导学生积极动脑动手，充分发挥学生的主观能动性。其次，要加强学生设计实验的能力，按照探究性实验的一般思路，即“提出问题→作出假设→制订计划→实验验证→得出结论→表达交流”的步骤进行实验设计，培养学生的科学探究精神和创新思维，提高学生的探究能力。例如“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验，让学生进行探究性实验，选择不同的溶液，设置不同的浓度梯度，观察哪种溶液的哪个浓度最适于观察植物细胞的质壁分离和复原，从而得出实验结论。最后，良好的实验材料是保证实验顺利完成的基础，因而教师可以引导学生创新实验材料，选取生活中常见的一些材料进行实验。例如“观察减数分裂过程中染色体行为变化”的实验，课本中用的是橡皮泥，但是橡皮泥干燥后易断裂，因此实验中可以选择用廉价的彩纸，剪出染色体的形状，再模拟各个时期染色体的行为变化。

（六）强化学生实验能力培养，提高实验技能

培养学生良好的实验能力，首先要让学生掌握最基本的实验操作，鼓励学生多做多练，在练习中不断提升实验能力。其次要让学生明确每个实验的实验目的、实验原理、实验步骤以及预期得到的实验结果，只有明确了这些最基本的要素，学生才能有条不紊地进行实验。最后教师要设法增加实验的趣味性，让学生带着兴趣走进实验，完成实验探究过程，而不是机械地重复实验步骤，最终提高实验技能，达到培养能力的目的。

（七）利用数字化设备，提高实验教学效率

随着科学技术的日益发展，高中生物学实验教学出现了新的数字化设备，改变了以往传统的实验课堂，创新了实验教学方式，增加了学生对实验的兴趣，提高了实验教学的效率。例如，利用生物传感器完成“光合作用速率测定”，生物传感器的应用帮助学生加深了对光合作用这一教学难点的理解，使学生体验了科学探究的过程，增加了学生对实验的兴趣。此外，也可以利用二氧化碳传感器完成“环境温度对酵母菌呼吸的影响”实验，加深学生对呼吸作用的理解。学生可以利用各种传感器完成更多的其他探究性实验，丰富学生的科学知识，提高学生的探究能力。

（八）重视总结与反思，提升学生对生物学知识的认识

实验具有很多不确定性因素，因此实验结果可能会出现与预期结果不符的情况。这时，教师要及时指导学生根据观察到的实验现象和结果，利用所学知识，结合查阅相关资料，找出出现不同实验现象和结果的原因，及时改进实验方法，不断总结和反思，及时记录实验情况，避免在以后的实验中出现类似问题。学生在实验过程中不断提高实验技能，加深对生物学知识的认识。

总之，在高中生物学实验教学中，教师要积极更新自己的教学理念，重视学生学习的主体地位。利用先进的数字化实验教学设备，改革创新实验课堂，不断激发学生对生物学实验教学的兴趣，将“让学生实验”转变为“学生要做实验”。教师在教学中要不断体现生物学的学科素养，不断体现新课改的理念，促使学生的实验技能不断提升，加深学生对生物学知识的认识和理解，促进学生科学能力和探究能力的发展。