实验教学在高中生物教学中的有效应用

摘 要：随着“新高考”改革的推进，高中生物教学越来越重视培养学生的学科核心素养，其中“探究”“讨论”和“实践练习”成为备受关注的三大项目。基于个人工作经验和对相關研究成果的学习和分析，笔者通过文献查阅、案例分析等方法获取有关资料，围绕“实验教学在高中生物教学中的有效应用”一题撰写本文，并提出若干见解和策略。

关键词：高中生物；实验教学；应用策略

作者简介：薛润芝（1988—），男，江苏省东台市三仓中学。

高中生物课程的有效学习需要学生具备相应的思维能力、实践能力和创造性认知能力。在传统教育理念的影响下，有些高中生物教师将工作重点放在难点项目的“精耕细作”上，忽略了基础内容教学和学生的个性化发展，这阻碍了学科核心素养培养目标的实现。面对这些问题，高中生物教师需要立足于“探讨”“讨论”和“实践练习”三大基点，构建全新的生物课堂，从而巩固、扩大和优化学生的学习成果。

一、“探”——奠定学生生物知识基础

高中生物作为一门自然学科，其本质价值在于引导学生对自然和生命现象、概念进行能动探究，这也是生物实验教育活动的核心目标之一。因此，在设计实验教学方案时，高中生物教师要以组织学生开展知识探究为基础，具体结合“基础概念理解”和“实验技法认知”两项策略来推动实验课堂的升维，为后续工作环节的执行提供基本保障。

（一）完善学生的生物基础概念理解

“探”的教学环节所关注的是学生能够对目标知识形成基本的印象和正确的理解，主张让学生以独立的方式来开展自主学习活动。在这一环节，高中生物教师可以先设计相应的导学案，利用填空题、选择题、应用题等逐步提升学生的预习效果，引导学生从基础角度切入，理解概念定义，从而有效掌握重要的知识内容。另外，高中生物教师还可以设计相应的知识框架，结合学生存在的预习难点来构建内容丰富的知识网格。

以苏教版高中生物必修一“细胞中的元素和无机化合物”这一部分的实验教学为例。教师可以先设计微课视频，以“细胞微结构理论的基本内容”作为主要的预习项目。视频一开始，教师可以以学生熟悉的前端科目知识中关于细胞结构的内容为线索，揭示对应理论。然后提出“细胞的共性元素组成是怎样的？不同细胞的元素组成差异性受到哪些因素的影响？”等问题，并根据学生的思考和回答继续播放接下来的内容。在这一步骤结束后，教师可以通过展示实验，结合人体细胞的种类、动物和植物代表性细胞的元素、无机化合物组成的差异等知识进行代入解读，让学生综合观察实验并进行进一步的课题思考。

这种模式的应用使学生在知识认知层面有了基础的实验探究和执行保障，同时有助于理论教学和实验课堂的有效衔接，具有不可替代的价值，对于优化教师的实验教育成果具有积极作用。

（二）完善学生的生物实验技法认知

不同于理论学习，实验活动要求学生不仅要具备扎实的知识储备，还需要掌握正确的实验操作技法，包括但不限于常规器具、设备的使用方法和基础性操作环节的执行要领。因此，高中生物教师在完成前端的知识理念引导工作后，可以采用微课展示模式进行有关生物实验技法的讲解活动，这样可以直观呈现目标实验的操作要领和核心器具的使用方法，对一些重难点内容进行重点展示，通过倒放、慢放、暂停、截图放大等方式来有效地提高学生的操作水平。当然，这项工作也要同步结合实物接触的方式来进行，以让学生切实体会、深化自己的学习认知成果［1］。

例如，苏教版高一生物必修二“染色体变异及其应用”这一部分的实验通常会用到显微镜和培养皿这两种工具，为此，教师可以将这两种工具的正确操作过程录制下来，制作成微课视频，或者选择从网上下载对应的教学视频并播放给学生观看。同时，教师要结合“染色体变异观察”和“染色体的变异模式对比”等实验主题，让学生掌握相关工具的使用方法。

实验技法教学有助于构建实验课堂的特色引导框架，使学生从实践操作的主题入手，完成对应知识的内化，同时提升学生自主开展实验探究工作的综合素养。

二、“论”——加深学生对生物知识的理解

从核心层面来看，实验教育的目标不仅仅是让学生接收和复制已有的知识成果，更重要的是让学生以实验为载体、手段和窗口，完成对既有认知、探究模式和主观认知成果的交互、融合和发展。从这个角度来看，高中生物教师在实验教学活动中需要强调“讨论”主题，积极组织学生在学习和实验过程中进行小组讨论活动，并开展翻转课堂教育活动，以提升实验课堂的能动性和学生的参与度。

（一）在实验教学中组织学生开展小组讨论活动

学生在“探”的环节中会产生一系列问题或认知分歧。面对这些问题，教师的讲解固然是不可缺少的，但学生之间的探究讨论也不可忽视。高中生物教师可以将全班学生分为多个小组，让生物素养较高的学生担任组长，组织小组成员自主讨论目标课题。如果学生在讨论中遇到共同的难题，那么组长就要将大家的疑问和思路记录下来并汇报给教师。教师可以结合学生的讨论成果逐一解答问题，从而提高课程教学的精度、质量和效率。为了增强执行效力，教师还可以加入竞赛元素，激发学生的表现欲和竞争心。

比如，对于苏教版高三生物必修三“发酵工程的培养基”这一部分内容的实验教学设计，教师可根据学生的学习素养和成绩进行一次学情调查，让学生以“强弱搭配”的形式结成4—6个讨论小组。而后，教师可以将学生的合作讨论环境转移到实验室内，为他们准备酵母菌、培养皿、显微镜、有机物实验块等必要物品，并要求每个小组设计一份实验记录单，按照组织者、猜测者、执行者和记录者的角色分工。完成这些步骤后，教师可布置相应的实验任务，提出“发酵过程会受到哪些因素的影响？”等问题，引导小组进行讨论交流，鼓励他们提出猜测，如：

①发酵过程会受到环境温度的影响；

②发酵过程会受到环境湿度的影响；

③发酵过程会受到酵母菌活性的影响；

④发酵过程会受到有机物成分结构的影响；

…………

结合上述几种猜想，学生要以小组为单位开展实验操作，并在实验结束后将结果汇报给教师。教师则要在整个实验过程中机动巡查各组，以协助者的身份给出一些建议和提示，同时维持讨论、实验活动的秩序。实验结束后，教师可以利用自评和互评的方式对学生的实验操作进行综合评价，归纳相关知识点。

小组讨论法的有效应用可以让学生在实验操作的过程中能动地完成自主认知成果的交互共享，同时能促进学生实验理解基点的增加和优化。此外，教师也可以从中获取更为丰富的课堂构建素材。

（二）在实验教学中组织翻转课堂教育活动

翻转课堂可被看作是一场师生之间的“角色互换”，即以学生为教育活动执行主体而开展的课堂教学活动。高中生已经经历了较长的身心发育过程，大都具备成熟的自我认知、思维和学习能力，通常渴望在课堂学习中展现个人才能。高中生物教师应充分认识并有效利用这一特点，积极引入翻转课堂模式，在实验教学中选择适当难度的课题，让学生自主设计和探索，并将有关教学任务分配给符合一定条件的学生，让他们以助教的身份与其他学生围绕目标实验项目展开学习交流。当然，教师在这项工作中不应完全从“大收”过渡到“大放”，仍需提供适度的辅助和引导，以确保实验教学的顺利开展［2］。

例如，在进行苏教版高一生物必修一“细胞——生命活动的基本单位”这个部分的教学设计时，教师可以选择一位生物基础较好的学生，协助其准备教案、制作并熟悉课件、搜集教学素材。然后，教师可安排该学生代替自己完成该部分基础内容的教学讲解，同时鼓励其他学生与这位“助教”进行知识互动，围绕“细胞的共性结构特征”或“动植物细胞的功能差异”等问题展开讨论和沟通。教师可同时融入上文提到的小组互动模式进行二次推进，并以实验操作的方式引导学生共同完成目标实验项目的深度内化。

翻转课堂的有效应用能进一步调动学生参与实验学习和操作活动的积极性，为学生提供表现自己天赋和优势的舞台，使实验课堂的构建和优化工作呈现更强的生本发展效能。

三、“练”——提高学生的实际运用能力

实验教学之所以能够以较为独立的姿态呈现在自然科学的教育体系中，最根本的原因在于对实践操作的鲜明侧重，因此这也成了构建实验课堂的主要方向。在进行实验引导活动时，高中生物教师应将主要资源投入提高学生实验素养方面，综合考虑“课后实验作业设计”和“實验社团教育活动组织”两个项目，进行二次优化，以达到更为理想的实验引导目标。

（一）完善课后实验作业的设计

“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”实践应用对于知识，尤其是自然学科知识的内化而言是非常重要的。在构建“探”“论”“练”三环节教学课堂的过程中，高中生物教师应为学生的学习成果应用开辟充足的路径和窗口。具体而言，教师可以先设计实验考查卷，结合基础性知识，鼓励学生进行课题内容的查漏补缺；然后设计与目标实验具有同质效果的多元实验，组织学生完成实践性操作，并制订评分标准；最后，为学生布置一些利用目标知识和技法解决生活问题的实践性任务，进一步培养学生的应用意识和能力［3］。

例如，对于苏教版高二生物必修一“植物生命活动的调节”这一单元的实验教学，教师可以引导学生走出教室，观察学校绿化带、花圃等地方的植物的生长状态，从生命活动的定义和植物激素的分泌、作用等角度发现和提炼理论知识，并安排学生在课后作业中探究家庭盆栽的生命活动调节现象等。通过实践学习，学生可以在沉浸感的作用下形成更深入的课程认知，同时对生物学习的乐趣和价值有更深刻的体验。

课后实验作业拓展了学生对实验知识、技法的主题探究空间，让学生能以更自由的方式推进自身实验综合素养的形成和提升，这为展现生物实验教育活动的现实应用价值和魅力提供了机会。

（二）组织实验社团教育活动

在传统观点中，社团是高等院校的“专利”，然而从各方面的主客观条件来看，多数高中生也具备参与社团性质组织活动的意识和能力，同时对这类活动表现出了浓厚的兴趣。基于这一认识，高中生物教师可以在课下主题实验教育中引入社团模式，根据不同教学单元的主题组建对应的实验兴趣社团。利用学生的碎片时间组织相关的实验探究活动，结合学校和课程的安排，举行多元性的实验兴趣大赛等，让学生在社团模式下更好地发挥自己的生物实验才能。这项工作的开展需要常规课堂教育活动的辅助，以避免出现喧宾夺主的问题，造成不利的反作用［4］。

举例来说，教师可以按照动物、植物和微生物三种生物类别组建相应的主题生物实验社团，利用大课间、活动课或者生物自习课等时间组织学生进行社团活动，同时在实验室中准备必要的硬件设备；或是依托校内的绿化带、周边地区的公园、近郊地带、社区绿化区等场所执行相应的实验课题；还可以与其他学校开展主题实验探究竞赛或联动探究活动；等等。

如此一来，学生的生物实验综合素养将有更多提升的路径和优化的抓手，生物课程的教育模式也得以进一步丰富，从而达成生物实验教育质量破壁性升维的理想目标。

除了以上几方面策略，高中生物教师还应鼓励学生家长参与生物实验优化教育活动，利用居家时间陪同子女开展趣味性的家庭生物实验，以构建二位一体的优化教育框架。

结语

“新高考”改革对高中生物课程教学提出了更高的生本素养培养要求，为推进学生的生物学习意识、能力和习惯的优化生成，教师需要寻找更多的课堂构建支点。在这一系列认识的基础上，高中生物教师要对“探”“论”“练”三环节教学模式的研究、应用投入更多的关注和思考，围绕多元主题设计，执行体系性的方案，帮助学生发挥自身科目学习的个性化、探究化和能动化优势，为课程教学质量、效率的提升以及生本综合素质的能动成长提供有力保障。

［参考文献］

陆雪琴.注重实验教学提高高中生物课堂效率［J］.数理化解题研究，2023（9）：120-122.

梁露苗，张敏，陈传红，等.高中生物探究性实验教学的问题及改进策略研究［J］.教师，2023（9）：66-68.

吴春桃.高中生物实验教学效率的提升［J］.课堂内外（高中版），2023（11）：95-96.

魏丽.高中生物实验有效教学策略的行动研究［J］.科普童话，2023（15）：86-88.