实验教学在高中生物学教学中的优化策略研究

摘 要：生物学教学分为两部分，一部分是理论教学，一部分是实验教学。由于传统教学观念根深蒂固，在生物学教学中，教师往往将理论教学当作重点，忽视实验教学或将实验教学形式化。实验教学可以让学生对生物学产生学习兴趣，加深对知识的理解，提升学习能力，所以教师应重视实验教学。文章从实验准备、微视频制作、认知冲突、改进拓展、生活化实验及实验教学对生物学学习的意义六个方面入手，阐述了实验教学在高中生物学教学中的优化策略。

关键词：高中生物学;实验教学;教学策略

中图分类号：G427             文献标识码：A         文章编号：2095-624X（2021）46-0046-03

作者简介：王静（1980.12—），女，安徽省宿州学院附属实验中学，中学二级教师，本科学历。

引 言

生物学是一门以实验为基础的学科。当前的生物学实验教学一般采用“菜单式实验”或“模仿式实验”。这样的实验教学流于形式，无法让学生对实验探究有深刻体验，导致学生丧失学习兴趣和学习积极性，生物学学科核心素养的培养也受到了影响。针对这种情况，教师要优化实验教学，真正发挥其教学作用。

一、实验准备

在传统的实验教学中，教师会在学生到实验室前把所有的实验材料都摆放好的，而学生并没有参与到其中。学生在做完实验后随便把工具一摆就离开了。这不仅加重了教师的工作负担，还容易损坏材料。针对这种情况，教师可以组织一些对生物学实验感兴趣的学生参与试剂调配和材料准备活动，帮助学生掌握仪器的用途和使用方法。这样，在课堂教学中，这些参与实验准备工作的学生就会成为“小老师”，起到一定的辅助教学作用。这不仅可以凸显学生的主体地位，还可以减轻教师的教学压力[1]。

以“探究酵母菌的呼吸方式”为例，很多学生对酵母菌的了解仅限于其可以用来制作馒头、面包和酒酿，并不知道酵母菌长什么样，它的大小是多大，它的生殖方式是什么。针对这种情况，教师可以带领学生对酵母菌进行培养观察，并让学生利用DV记录活动过程，拍摄酵母菌的形态、出芽生殖的照片，然后将其在课堂上进行分享，从而丰富学生的感性认知。接着，教师可以让学生参与酵母培养液、btb试剂的制备活动，并完成实验预演，从而有效提高课堂演示的成功率。最后，教师可以给予学生一定的鼓励，让其尝试制作甜酒酿，并利用电子小报的方式进行成果展示。这样，学生就可以深刻记忆酵母菌呼吸产物。

二、微视频制作

社会不断进步，时代飞快发展。在新课程改革和教学实践的要求下，教师的工作已经不是简单地把书本上的知识内容传授给学生，而是要在教的过程中让学生体会到学习的乐趣，调动学生学习的积极性。微课教学是利用动画、短片等直观手段加以情景教学，引导学生通过联想、实践等多种方式建立起无意识的心理倾向，激发学生学习生物学的兴趣，充分发挥学生的潜力，促进学生自主学习，使学生在轻松愉快的氛围中获得更好的学习效果。微课视频最大的特点就是短小精炼，而且学习者可以随时随地学习。所以，教师可以让学生自主完成实验操作，并对实验过程进行视频拍摄[2]。在这一过程中，教师要给予学生一定的鼓勵，让学生对生物学问题进行深入探讨，锻炼和提高学生的语言表达能力。

以“果蝇唾液腺染色体的观察”为例，临时装片的制作难度很大，因此在课堂教学中，教师可以让学生观察永久装片。遗传学教学中经常会用到的实验材料是果蝇。要想让学生了解果蝇的生活史，丰富学生的学习体验，提高学生的实验操作能力，教师可以充分利用课余时间，借助兴趣小组让学生参与实验过程，捕获果蝇，培养幼虫，并在幼虫长到一定程度后剥离其唾液腺，之后进行低渗解离、染色压片。教师要让学生将这一过程记录下来，并制作成微视频。在课堂教学时，教师可以邀请兴趣小组的学生上讲台，对视频中的实验过程进行讲解，说一说自己的实验体会。相较于直接在网上查找资源，这样的微视频更容易将学生的注意力集中起来，提高学生的学习效率。

三、认知冲突

在传统的课堂教学中，学生被动接受知识，并且新旧知识没有进行连接，导致学生只是记忆知识，并没有真正理解知识。在实验教学中，教师可以通过设计问题，引发学生的认知冲突，让学生通过探究、思考等方式构建完整、系统的知识框架[3]。

以“叶绿体色素的提取和分离”为例，在实验教学前，教师可以设置这样的问题：“大多数植物的叶子在春季、夏季会呈现出绿色，在秋季又会变成黄色，这是为什么呢？”经过短暂的思考，学生可以快速地回答出叶子在春季、夏季呈现绿色的原因是叶片中有叶绿素。对于叶子在秋季变成黄色的原因，学生无法快速准确地进行回答，但会产生一定猜想，如叶绿素发生了化学反应变成了其他物质。而学生之所以有这样的猜想，是因为前面学过叶片中有叶绿素。这时，教师提问：“除了叶绿素，叶子里边有其他色素吗？”教师适时引导，学生就会主动进行实验探究，完善自己的认知。由此可见，学生进行实验的过程就是主动构建新知识的过程。这有利于学生加深对知识的理解，提升自主学习能力和探究能力。

四、改进拓展

实验教学可以有效培养学生的创新精神和实践能力。但是在当前的实验教学中，教师会让学生按照教材中的实验步骤进行实验，导致学生对知识的了解停留在表面，无法深入理解知识，因而实验教学的作用没有发挥出来。

以探究影响光合作用的因素为例，教师可采取以下措施对课堂教学进行改进和拓展。

（一）根据实际情况，改进实验材料

本实验的可用材料有很多，除常用的蚕豆叶，还可以是红薯叶、菠菜、青菜、白菜、生菜等。所以在设计实验时，教师可以根据季节、地域等实际情况，选择合适的材料。

另外，在设计这一实验时，教师可以用一次性注射器代替玻璃注射器。因为相较于玻璃注射器，一次性注射器不容易损坏，且价格不贵。

（二）拓展实验内容，培养学生的探究能力

在探究CO2对光合作用的影响时，学生应将煮沸后的自来水快速冷却，使其保持在25℃左右，然后用其配制不同浓度的NaHCO2溶液。但是有的学生怕麻烦，直接使用未煮沸的自来水。笔者发现这一情况后，在接下来的分组实验中安排不同小组分别使用不同程度的自来水，得到如下结果（见表1）。

之所以将水煮沸，是因为水中含有CO2，而CO2在水中有一定的溶解度。在标准大气压下，当水温达到25℃时，一毫升的水中二氧化碳的溶解度为0.795毫升。但是气体的溶解度会随着温度提升而减少[3]。因此，将水煮沸并进行急速冷却，水中的CO2几乎为零，可以使实验条件控制得更准确。

结合表1可知，运用自来水配置NaHCO2溶液，虽然与原先的结果有一定的差别，但是其在误差允许的范围内，并不会对实验的总体效果产生影响。这样的拓展探究，不但培养了学生的探究能力，而且让学生从记录的实际结果中发现新知识，进一步理解CO2对光合作用的影响。

五、实验生活化

除教材中涉及的实验，教师还可以让学生进行生活化实验探究。在生活化实验探究中，学生能够学以致用，形成科学的实验态度，正确对待生活问题，加深对生物学知识的理解[4]。

以“食物中主要营养成分的鉴别”为例，在探究实验中，教师可以让学生将家里的食材带到实验室，对其进行鉴别。鉴别的内容有其蕴含着的营养成分和种类。比如，在鉴定食物中的还原性糖时，学生带来了各种各样的果汁，如梨汁、苹果汁、橙汁、西瓜汁等。这时，教师就可以引导学生进行深入讨论：这些材料都适合这一实验探究吗？通过思考和讨论，学生可以发现：西瓜汁是红色的，其红色会对实验结果的判定产生一定的影响。又如，教师可以让学生去超市买全脂的、半脱脂的、脱脂的牛奶，对其中脂肪成分的含量进行检测、对比。在这一过程中，教师可以启发学生思考这三种产品的消费人群。

因为这些实验的素材与生活密切相关，学生的探究积极性、主动性被调动起来，思维火花也被点燃，课堂教学的活力得以释放，课堂教学效率、质量也得到有效提高。而且，课堂实验教学可以让学生学习到饮食结构的相关知识，学会营养搭配，并初步建立均衡膳食的观念。由此可见，实验生活化可以有效激发学生的实验兴趣，调动学生学习的积极性，让学生主动参与到教学过程中，进行深入思考和探究。除此之外，学生还可以发现知识与生活之间的联系，养成运用科学知识解决生活实际问题的习惯。

六、實验教学对生物学学习的意义

“实践是检验真理的唯一标准”，生物学实验教学能够激发学生的学习兴趣，为学生理解生物学知识提供事实根据，使学生对生物学现象形成鲜明生动、印象深刻的感性认识，从而培养学生的观察能力、想象能力、实验能力、表达和理解能力。作为一名从教数年的生物教师，笔者深刻地体会到实验教学对学生的影响[5]。

第一，实验教学能够激发学生对生物学的学习兴趣。学生对生物学课程产生了兴趣，就会积极主动地学习，那么教学就能达到事半功倍的效果。在生物学实验教学中，教师可以为学生展现生动、直观的生物学现象，吸引学生注意力，激发学生的兴趣和求知欲。例如，在探究食物中的营养成分这一实验中，学生会产生这样的疑问：定性的颜色反应可以完成对物质的定量分析吗？接着，学生就会积极主动地参与课堂学习，进行验证实践，从而解决疑问，加深对知识的理解和印象。

第二，实验教学能够培养学生的探索精神。教师结合每一个具体实验，帮助学生由了解到理解，最后初步掌握科学研究的基本思路，并将这种发现问题、思考问题、解决问题的基本程序内化为学生的思维习惯，同时充分调动学生的学习积极性，发挥学生的主观能动性。实验教学要使每位学生的潜能都得以发挥，让每位学生都能获得科学探究的体验，掌握科学探究的方式方法，从而获得成功。

第三，实验教学能够锻炼学生的创新能力和动手能力。生活、生产中的生物学现象十分普遍，因此教师在日常教学中应要求学生多观察身边的生物学现象，思考其涉及哪些生物学知识和原理。教师可以在班上成立生物学兴趣小组，鼓励学生自主进行课本上的小实验，以弥补课堂实验教学的不足，培养其创造能力和动手操作能力。在这个过程中，教师要适时地加以引导和点拨，还可进行定期评比，对做得好的学生及时给予肯定和鼓励，以激发学生的创作热情。学生在这一过程中不仅能提升独立思考能力，还能形成团队合作意识，提升观察能力、动手能力和创新思维能力。教师可激励学生通过观察、实验、归纳、类比等探索手段提出种种假设和猜想，并通过实验加以验证，以此发展他们的创新意识。

第四，实验教学能够培养学生严谨的科学态度。任何一个生物学结论都是通过无数次的实验得出的结果，因此学生在实验过程中要具有严密的思维逻辑，对待实验要有谨慎的态度，思考它的多重因素和可行性。得出实验结论后，学生需要用精确的生物学语言准确表达，以解释生物现象和规律。

总之，教师要积极探索生物学实验教学策略，以学生为主体、教师为主导、实验为主干，更新教学观念，采用多种实验教学方法激发学生的学习热情，提高学生的学习能力，使其在反思中进步，在总结中完善。

结 语

众所周知，传统课堂教学方式方法已经无法满足当前的教学需求，也无法高效培养学生的各项能力。在生物学教学中，教师要重视优化实验教学，充分发挥其作用，让课堂教学活跃起来，凸显学生的主体地位，让学生更好地理解和掌握知识，发现生物学的魅力，进而有效培养学生的生物学学科核心素养。教无定法，实验教学方法不止上述提到的几种，教师可以根据课堂教学实际、学生的实际学情选择适合的方式开展实验教学。只有这样，生物实验教学才能真正得以优化，让每位学生都学有所获，提高学习能力。

[参考文献]

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赵丹.试分析高中生物实验教学的优化策略[J].名师在线，2017（06）：9.

龚学艳.新课标下高中生物实验教学的有效性分析[J].试题与研究，2021（35）：13-14.