初中生物实验教学优化策略研究

王 伟

（甘肃省定西市安定区交通路中学，甘肃定西 743000）

高质量的初中生物实验教学设计不仅有利于学生轻松获取生物知识点和实验探究技能，更重要的是可以帮助学生树立科学态度以及协同创新精神，促进学生严谨务实地开展生物实验探索。但是目前初中生物实验教学体系中客观存在一些薄弱环节，严重降低学生在生物实验中的趣味和互动体验，致使实验教学成果大大缩水。为此，教师应当全面剖析初中生物实验教学的优化要点，加强采取行之有效的优化措施，引导学生积极自主地发散科学思维、动手动脑，进而收获更丰富的生物实验探究经验。下面我们就针对初中生物实验教学优化目标展开策略研究。

一、初中生物实验教学的优化要点

初中生物课程开展实验教学的主要意图，是通过实验引领学生体会生物世界的精彩，启发学生立足生物的视角去看待世界，以规范的实验操作和严谨的观察分析，最终构建生成实验结论和原理，达到深化学生对生物理论概念的理解以及提升学生生命观念和科学思维的目的。高效率的生物实验教学并不是教师提供简单器材、试剂、工具就可以实现的，而是要全程关注学生的实验兴趣激发情况以及生成状态。从现阶段初中生物实验教学实况来说，大部分教师显然没有达到上述基准。经过生物学情分析和实验理论实践调研，笔者将初中生物实验教学的优化要点概括整理为下列三个方面：

第一，初中生物实验教学缺乏趣味化导入方式，学生参与生物实验探究积极性偏弱。富有新意的实验导入方式，是保障生物实验教学实效性的先机条件。然而通过考量初中生物实验教学现状，笔者发现多数教师沿用的实验导入方式对学生来说都欠缺足够的吸引力。比如，教师一般是直接把生物实验器材发放到学生手中，然后就让学生按照既定的实验计划进行操作，学生往往在结束实验操作活动后，还没有领会到开展生物实验的目的和背景，整个过程都是非常僵硬和机械的，这样很难真正强化学生参与生物实验探究的积极性，是教师需要着重优化的内容。

第二，现代化信息技术在初中生物实验教学中应用比重较低，制约实验教学水准的实质提高。现代化信息技术是增强学生生物实验探究质量的“神器”，无论是在生物实验教学的导入、探究还是虚拟实验阶段，信息技术和教学工具都可以发挥优越作用。但是通过对初中生物实验教学的研判，总体来讲现代化信息技术的应用比重是比较低的。就生物虚拟仿真实验的开展情况而言，大部分教师鲜少在真实实验室条件不满足生物实验需求时策划实施虚拟仿真实验，而是使用一些纸面形式的实验材料让学生简单阅读，制约生物实验教学水准的实质性提高。

第三，初中生物实验教学的自主、互动成分比较贫乏，阻碍学生合作意识、生物素养与探究技能协调完善。剖析初中生物实验教学的优化要点，笔者发现大多数教师对自主性、互动性的实验活动策划开展较少，比如实验探究方案是教师预先计划规定好的，学生没有合作研讨以及自主建构实验方案的机会，这会严重抹杀学生的科学思维以及创新意识。再者，在正式的生物实验操作中，教师给学生留出的互动探究空间非常狭窄，鲜少组织学生互相交流实验操作手法和经验，阻碍学生合作意识、生物素养以及探究技能的多维度完善。这些生物实验教学缺陷都亟待教师优化和弥补。

二、初中生物实验教学的优化策略

（一）创设有趣的导入情境，焕活学生参与生物实验探究的内在动机

学生在正式参与生物实验探究之前，对实验内容、目的以及背景都是知之甚少的，教师必须先着手优化生物实验的导入方式，才能使学生专注于实验探索和分析。应用情境创设法是优化生物实验导入的最佳方向，教师可以将生物实验与信息技术、日常生活以及故事材料有机联系起来，创设丰富有趣的实验导入情境，进而焕活学生参与生物实验探究的内在动机。基于生物实验导入优化的情境创设措施有如下三项：

第一，创设多媒体形式的实验导入情境。具体在创设此类情境时，教师可以利用多媒体技术工具为学生制作实验导入课件。如在认识生物和环境的有关实验课程中，教师就可以搜集精选一些生物科幻片，使用剪辑工具裁切合适的片段，然后再把实验研究课题整理成简洁易懂的文本资料，与科幻片组合到一起制成实验导入课件播放给学生，同时跟进实验导语：“同学们，观看完生物科幻片、阅读完实验课题文本资料，大家有什么发现？”学生开始踊跃猜测和交流环境与生物之间的相互作用与影响，教师认真倾听后就可以顺势导出生物实验主题：“同学们的猜想新奇且精彩，但是事实是否如大家预测一般呢？下面我们就通过实验来验证。”这样，学生就可以顺利进入生物实验探索状态［1］。

第二，创设与生活相关的实验导入情境。立足生活视野创设生物实验导入情境，能够迅速拉近学生和实验课题的距离，教师应当根据具体实验内容为学生甄选和呈现生活素材。如在观察动物或植物细胞的生物实验课上，教师在导入时就可以在白板投屏上出示具体的动物或植物图片，也可以直接指着教室内的一盆绿植向学生提问：“同学们，白板上的动物和植物形象以及教室中的盆栽想必大家都不陌生，能说出它们的名称吗？”学生争先恐后地反馈动植物名称，教师追加导语：“同学们反馈的名称都非常正确，你们知道吗，动植物细胞的真实样子和它们的外貌是截然不同的，在显微镜下我们可以看得一清二楚！”这样，学生既体会到生活中无处不在的生物知识，也会以饱满的热情投入到生物实验探究中［2］。

第三，基于科学家故事创设实验导入情境。每一个生命现象被发现的过程背后，都可能隐藏着一个曲折的科研故事，这是教师创设生物实验导入情境的有力材料。在具体应用时，教师可以根据生物实验内容搜集科学家故事，或是截取某位生物学家的传记片段，先在白板投屏上展示科学家的形象照片，然后向学生讲述科学家研究和发现生命变化规律的故事和事迹，讲述完毕后提出问题：“同学们，听完科学家故事你有哪些收获？”有的学生说认识了新的生物概念或定理，有的学生说科学家得到生物研究成果的过程太艰辛了……教师随即就可以揭示实验研究课题，这样借助科学家故事的引领，学生就能对本次生物实验的目的和背景了然于心。

（二）布设实验方案设计任务，拓展学生在生物课堂的自主学习空间

在上文分析初中生物实验教学优化要点时我们谈及，目前生物实验课程的自主、互动成分比较贫乏，教师要想改观这种局面，可以尝试在实验教学中适度放手，转变成实验课程的策划者和组织者，为学生布设生物实验方案设计任务，用任务驱动学生主体探究意识，让学生以小组合作形式研讨构建实验方案，这样学生在生物实验课堂的自主学习空间可以得到大幅拓展。相关的优化策略实施方法如下：

第一，合理发布生物实验方案设计任务。在这一步骤，教师可以先使用微课件向学生详细介绍生物实验的内容和目的，然后在白板投屏上出示一份学生以往做过的生物实验方案模板，模板细则包括实验名称、实验简易流程图、实验所需材料、过程控制方法以及实验记录表等等，同时发布实验方案设计任务：“同学们，老师展示的这份生物实验方案模板取自大家以往做过的实验，相信不少同学都回忆起相关实验流程，下面就请大家参照这份实验方案模板的流程和内容，为本课实验研究主题设计一份完整的实验方案。”这样，教师就合理发布了任务，学生在后续方案研讨中也能有据可依［3］。

第二，组织学生合作分工编制实验方案。在这一步骤，教师可以把学生组建为若干小组，发动各组学生分工协作开展生物实验方案的研讨和编制。教师在此期间可以渗透必要的设计指导和启发。例如，学生在研讨和设计生物实验过程控制方法时，教师可以启发学生从温度、时间、操作手法和变量控制等方面展开思考，如实验方案中的变量最好设置成唯一的，每个操作环境都要设定好温度、时间控制区间等等。在学生完成生物实验方案模板中所有细则环节的设计策划后，教师可以留出几分钟时间让学生组间交流借鉴，进一步补充和完善实验方案中不详实的部分，这样学生就自主高效地解决了生物实验方案设计任务。

（三）提供完备的实验器材，引导学生在互动中完成生物实验操作

教师在优化初中生物实验教学时，应当专精强化学生的互动探究和手动操作能力，给学生提供优质的生物实验条件，引导学生在互动中完成生物实验操作，使学生高效习得可靠的实验探究技巧，从而让生物实验自主权重新交还到学生手中。对应的优化措施实施路径如下：

第一，按学生设计编制好的实验方案，提供完备的实验器材。学生在先前设计的生物实验方案中已经罗列出所需器材，教师所要做的就是把这些器材发放给学生，确保每个实验小组都拥有完备的实验器材。接下来，教师可以发布一项器材核查任务：“同学们，实验器材已经发放到位，请大家参照实验方案再核查一遍，看看实验仪器是否能正常使用，各种瓶、管、玻璃片是否有破损，主要试剂的称量是否准确。”各组学生核对无误后，生物实验操作方能继续进行。

第二，指导学生互动规范实验操作手法，做好实验观察记录。在这个阶段，教师可以先亲身为学生演示一遍实验操作技法，然后指导各组学生按照预先设计好的实验过程控制方法，互相监督和规范实验操作手法。比如，部分学生在摇晃、搅拌培养液或试剂时，没有注意控制时间和温度，其他组员要适时提醒，以免因不规范操作影响实验现象的生成。观察和记录在生物实验中必不可少，教师需要指导各小组都设立一名专门的实验记录员，在初步生成实验现象后，鼓励所有组员一起观察实验现象，如果是显微镜下可见的实验现象，组内成员可以轮流使用仪器观察，最后互动描述和讨论生物实验现象，由实验记录员详细记录，这样具有互动探究效用的生物实验操作活动就开展完毕［4］。

（四）加强虚拟仿真技术应用，优化落后局限的生物实验教学环境

现代化信息科技在初中生物实验教学中应用比重不足的问题，是教师首要优化的重点。初中生物教学中的实验课程类型非常庞杂，但部分实验在真实的实验室条件下无法有效开展，应用虚拟仿真技术是优化生物实验教学的必然趋势，可以改善现有落后局限的实验教学环境，让学生对每节生物实验课都能获得良好的探究体验。借助虚拟仿真技术优化生物实验教学的措施如下：

第一，借助虚拟实验室引领学生体验真实的生物实验流程。目前应用最广泛的虚拟实验室是我国网络实验软件同步实验室，针对材料不易得、培养基制作时间较长的生物实验，都适合应用虚拟实验室［5］。在具体应用时，教师可以在多媒体教室中指导学生登录计算机上的同步实验室平台。教师和学生分别在平台注册身份后，教师在平台搜索框中输入生物教材的实验课题，平台就会弹出对应的虚拟仿真实验活动。教师指导学生点击实验活动的开始按钮，虚拟的实验场景画面和操作提示就会呈现在学生眼前，学生可以按照提示开展仿真性的实验操作。如果学生点击操作错误，平台还会自动发出纠正提醒信号，这样学生就能体验到真实的生物实验流程。

第二，采用虚实结合方式优化传统生物实验。教师应当认真研判生物实验内容，分析出哪部分内容适宜应用虚拟仿真技术，哪部分内容能够在真实环境下开展，按照虚实结合的方式优化生物实验。如某项生物实验从材料获取到操作，现有实验条件都能满足，只是最终实验现象不易生成，那么除实验现象观察环节以外，教师可以带领学生实施传统生物实验，在现象观察步骤再启用虚拟实验平台中的实验现象画面，引导学生观察、分析、讨论得出生物实验结论，这样传统生物实验和虚拟仿真技术就得到互补与优化。

三、结语

综上所述，教师在针对初中生物实验教学开展优化工作时，应当通过创设有趣的导入情境、布设实验方案设计任务、提供完备的实验器材、专精指导实验观察记录以及应用虚拟仿真技术等路径，全面焕活学生参与生物实验探究的内在动机，拓展学生的自主、互动空间，引领学生习得可靠的生物实验探究技巧，从而实现对初中生物实验教学的总体优化。