新高考背景下高效开展高中生物实验教学的策略

柳继红

新高考背景下，生物实验逐渐成为高中生物教师重要的教学任务之一，学生可以通过高质量的生物原理实验验证和生物知识实验探究，对生物学理论实现透彻且深刻的理解，并且，能够扎实掌握生物学知识与技能的应用方法。高中生物教师若想提高生物实验教学的有效性，则需要改进实验课程的教学设施，优化实验教学的思路和手段，可以创建生活化实验、探究性实验、信息化实验等，并且，完善实验课程的评价体系。本文结合生物实验的教学价值，浅谈高中生物教师创建高效实验课程的实施策略。

一、高中生物开展实验教学活动的实践价值

（一）启发学生多维生物思维

生物实验并不是简单的显微镜操作，它包括对生物学理论知识的分析与研究、对实验内容的设计与规划、对实验项目的具体操作、对实验数据的收集与整理以及撰写生物实验报告等内容。而上述实验步骤具有较强的逻辑性特点，这使得学生可以通过参与生物实验项目逐渐形成良好的逻辑思维能力。与此同时，在对生物原理分析和实验数据研究过程中，学生也可以逐渐提高整合思维、发散思维、迁移思维、创新思维等多维生物思维能力。

（二）提高学生动手操作能力

实验本身就具有极强的操作性特点，而生物实验则是学生通过对学科概念或学科原理进行实操验证和实验探究的过程。由此可见，高中教师在生物课程中开展高效的实验教学活动，更有助于锻炼学生动手操作的能力，提高其实验学习的信心，使他们可以通过科学的实验步骤透彻理解生物学知识，并且，能够将理论与实践实现有机融合，进而真正感受到生物学的魅力，提升其自主参与实验活动的积极性。

二、新高考背景下提高高中生物实验教学效果的具体措施

生物实验是学生深度了解生物学知识，掌握生物学原理应用方法最有效的方式。而在新高考背景下，如何提高生物实验教学质量、提升高中生实践动手操作能力也逐渐成为当前高中教师重点研究的课题之一。对此，下文从实验设备、实验目标、实验细则、实验方法、实验评价五个角度出发，探究高中生物教师增强实验教学效果的有效措施。

（一）完善高中生物实验硬件设施

实验硬件设施是高中生物教师开展高效实验教学活动的前提条件，也是实验课程的关键物质基础。由此可见，学校若想改善高中学生生物实验学习的质量，满足新高考实验教学的要求，则需要加大对生物实验硬件设施的资金投入。比如，根据不同教学要求和实验需求添置多样化生物实验器材，如实验滴管、显微镜、显微投影器、培养皿、盖玻片、烧杯、酒精灯等。并且，学校还要定期对实验器材进行保养和维护。

除此之外，学校还需要根据当前高中生的学习需求和实验需求搭建专业、智能化生物实验室。比如在实验室中安装多媒体教学设备、配备高清投影仪和高清摄像头，以便生物教师在实验教学过程中对学生展示操作复杂或具有一定危险性的生物实验视频，从而使学生通过细致观看操作视频加深对此类生物学知识的了解和认识，提高他们实验课程的学习质量。

（二）明确高中生物实验教学目标

新高考要求下，生物教师若想提高实验教学的质量，需要进一步明确生物实验的目标，要让学生充分了解每一次实验活动的目的，帮助他们找到实验操作的具体方向，如此才能使学生真正理解生物实验的意义，进而提升其参与实验活动的积极性，提高他们实验学习的质量。另外，教师在设定生物实验目标之前，需要先了解新高考要求中对生物知识、实验步骤、操作技巧等方面的考核标准，知道关键的考查点，然后再以此为依据进行实验教学目标的制定。

以《细胞的物质输入和输出》一课为例，生物教师在开展实验活动之前，需要先把高考考查点与教学内容进行有机融合，并在此基础上设定本次实验的教学目标。针对“探究植物细胞的吸水与失水”生物实验活动，生物教师需要根据授课要求制定实验目标，比如，从生物知识角度出发，学生需要通过细致观察植物细胞在吸水和失水过程中所表现出来的各种变化，加深对“细胞的物质输入和输出”这一原理的理解与认识，并且，能够根据实验结论对这一原理进行规范阐述。从实验技能角度出发，学生不仅要进行具体实验步骤的操作，还要在实验开始前根据生物知识点提出相关问题，并作出相应的假设，然后再通过生物实验对假设内容进行验证，最后还要写出实验结论。从情感态度价值观视角出发，教师需要引导学生在生物实验过程中灵活运用联想思维、迁移思维、逻辑思维等多种思维，并借此培养他们严谨科学的学习态度，帮助学生养成正确的生物知识认知习惯。由此可见，高中生物教师制定多维度实验目标，不仅可以对学生进行全方位、多角度的学科素养培养，还能帮助他们找到正确的实验探究方向，进而提高其实验的效率和质量。

（三）科学制定高中生物实验细则

高效的生物实验活动不仅要有明确的实验目标，还要有具体的生物实验细则。对此，高中生物教师为了提高实验教学的效果，实现新高考的教学要求，需要将实验标准和教材内容进行科学结合，并且，根据班级学生的具体学习情况和真实实验操作需求进行实验方案的设计与制定。比如，如何选择实验材料、如何进行实验理论猜想、如何设计实验步骤、如何分析实验数据、如何整理实验结论等，借此让学生在实验细则指导下提高生物实验的效率。

以《DNA的结构》一课为例，生物教师需要在教学过程中开展“DNA双螺旋结构模型生物实验”活动，让学生通过实验操作加深对DNA分子结构特点的了解，能够根据实验内容构建出DNA分子模型。对此，教师为了降低生物实验的难度，提高学生实验操作的效率，则需要制定出规范的“DNA双螺旋结构模型实验”细则。例如，首先，学生需要在实验开始前完成材料的准备工作，找到两个硬塑方框、两根细铁丝、两根粗铁丝、拖杆球形塑料片、四种不同颜色的长方形塑料片、若干订书钉等实验器材。其次，学生需要根据课程要求设计实验步骤，如先制作脱氧核苷酸模型→再制作多核苷酸长链模型→再制作DNA分子平面结构模型→最后制作DNA分子双螺旋结构模型。再次，学生需要规划具体操作方式，如先利用订书针把磷酸、脱氧核糖等基本物质连接成脱氧核苷酸模型，然后再将其按照生物学原理制作成DNA链，之后再用同样方式制作另一条DNA链，最后再将两个链条进行旋转，从而得到DNA双螺旋结构模型。实验的最后一个步骤则是对实验过程和结论进行总结。教师通过设计生物实验细则，能够帮助学生直观了解到每项实验的具体内容和操作步骤，进而提升其實验操作的效率。

（四）创新高中生物实验教学方法

不同生物实验思路和不同实验操作方式将会给学生带来不一样的学习体验，同时，也会让他们对高中生物学知识形成多维度、多层次的分析与思考，从而有效提升其实验的效果，提高学生生物实验的水平。

1.生物实验联系日常生活实践。

日常生活现象中包含了很多生物学知识，对此，高中生物教师为了提高学生对生物学原理的认知质量，则需要结合日常生活元素开展生物实验活动，并借此培养学生知识实践应用的能力。

以《发酵工程及其应用》课程为例，教师可以从食品工业应用角度出发，指导学生进行酒水酿造实验操作，并引导他们思考酒水工业化生产的方法，进而强化他们对发酵工程应用知识的理解。例如，学生需要先选择成熟度比较高的脆性苹果，用清水洗净后沥干水分，并使用专业设备榨出苹果汁。然后，他们再把果胶酶放入混浊的果汁中，静放一段时间后，可使果肉等沉淀物与果汁分离，并利用虹吸法取出清汁。之后，学生按照上述方式再次澄清果汁，最后，再利用柠檬酸调整果汁中的糖度和酸度，从而使其逐渐发酵成充满果香且色泽鲜艳的果酒。实验结束后，教师需要引导学生对实验结果进行讨论，分析“果酒制作方式是否适用于工业化生产？如果对谷物进行酒类制作，需要采用怎样的发酵工业流程？与传统手工发酵相比，发酵工程具有哪些优势？”等。生物教师把实验活动与人类生产生活活动进行关联，这不仅可以培养学生知识应用的意识，还能有效提升他们实验技能实践运用的水平，从而使生物实验教学达到应有的效果。

2.现代信息技术融入生物实验。

现代化信息技术的广泛应用不仅开阔了高中生物教师的教学思路，还能促使他们加强对实验教学手段的创新与优化，从而使学生在新颖的实验学习活动中提高对生物学原理的理解与认识。同时，也借此改善他们的学习态度，使其能够从多元化视角出发分析和研究生物实验，进而提升实验学习的质量。

以《基因突变和基因重组》一课为例，对高中生而言，生物中的基因学知识是比较抽象的一类知识，他们很难通过文字解析或者理论研究对其实现透彻的理解。对此，生物教师为了改善班级学生的学习效果，增强他们对基因学知识内涵的认知效果，则需要利用现代化信息技术手段开展生物实验学习活动。例如，教师先用多媒体课件给学生展示几幅基因突变的案例图片，并引导他们思考基因突变的特点和原因。之后，教师再给他们播放一段基因突变生物实验操作视频，让他们近距离观察基因突变的过程，并根据视频内容尝试总结出基因突变的概念。例如，有的学生根据视频中DNA分子的变化情况，推断出“当DNA分子发生碱基对的替换、增添、缺失三种运动时，所引起的基因结构变化，则被称之为基因突变”这一结论。然后，教师再引导学生结合视频内容总结基因突变的特点，并根据生活经验分析新基因的形成将会对生物的生存产生哪些影响。生物教师利用实验视频开展教学活动，不仅可以把抽象的生物学知识直观展现在学生面前，降低他们理解的难度，还能提高学生主动探索、自主分析的兴趣，进而有效提升其实验学习的效果。

3.开展多样化探究性生物实验。

生物教师若想启发班级学生的生物学思维，增强其自主探索的意识，提升他们自主性探究生物学知识的能力，则需要开展多样化生物探究实验活动。并且，在实验过程中，教师还需要鼓励学生自主发现问题、提出问题、解决问题，以此来强化他们独立研究、自主学习的能力。

以《光合作用与能量转化》课程为例，此节课要求学生知道绿叶中色素的种类及作用，了解叶绿体的结构和功能，知道光合作用原理，并探究影响光合作用强度的环境因素。对此，教师需要先引导学生自主进行“分离绿叶中的色素”实验活动。在实验过程中，学生需要把滤纸条按照标准插入到层析液中，再用培养皿盖住小烧杯，然后等待滤纸条逐渐形成色素带。之后，学生再将一滴色素提取液滴入滤纸中央，同时滴入一滴层析液，通过观察色素扩散的变化过程，可以发现此滤纸条上逐渐出现了四个色素圈，最后，学生再对这四种色素颜色进行辨识，从而探索出绿叶中的色素元素及其具体颜色。

之后，教师再引导学生进行“光照强度对光合作用的影响”生物实验活动。例如，学生需要先根据实验内容提出假设性结论，如“在一定范围内，光照强度越强，光合作用越强”。然后，学生再针对这一假设进行生物实验。在实验环节，学生需要先把大小相同的多个圆形小叶片中的空气抽出，让它们下沉到装有清水的烧杯底部，然后再把一个盛水的玻璃柱放在台灯与小烧杯中间，并用台灯对烧杯进行持续照射，同时，观察小叶片浮上水面的时间和速度。根据这一实验结论，学生既可以加强对光合作用的认识，又能进一步确定假设性结论的准确性。生物教师通过开展自主探究性实验活动，不仅强化了高中生独立探索生物知识的能力，还能有效提高其生物知识探究的水平，提升他们实验任务完成的质量。

（五）改进高中生物实验评价教学

新高考背景下，高中生物教师不仅要注重对学生进行生物实验操作方面的教育，也要重视实验课程评价环节。教师要从多维角度出发对实验教学的目标、过程、结果等方面进行客观评价，在了解班级学生实验学习效果，考查他们生物知识掌握程度的同时，对实验教学内容和方法进行合理改进与完善，从而为下一次生物实验教学打下良好的基础。另外，教师开展系统化的实验评价活动，还能促使学生更加注重对生物综合能力的强化，并且，有意识地提高自身生物综合素养。

以《生态系统的物质循环》一课为例，此节课要求学生进行“探究土壤微生物的分解作用”生物实验，而在实验结束后，教师需要针对实验结果、实验过程和实验效果开展课程评价活动。比如，生物教师可以创建组内评价活动，鼓励每个实验小组成员对本组的选材准确性、实验态度、实验水平、实验效率、合作能力等方面进行客观评价。例如，在选材过程中是否按照要求使用了三种不同特征的土壤、在烧杯中所加水量是否符合标准等；实验过程中，学生需要评价同组成员是否全部积极参与到实验活动之中、每个人是否充分发挥出了自身的作用、是否展现出了良好的合作意识等；而在实验结果方面，各组成员则需要评价本组的实验结果是否准确、实验结论是否符合标准、是否通过生物实验加深了对土壤微生物分解作用的认识、是否找到了土壤中微生物所分解的淀粉物质等。教师通过对实验评价环节的完善，不仅增强了学生对自身学习能力和学习质量的了解，还能让他们快速找到在生物实验操作方面的不足之处，并制定出合理的改进方案，进而真正提高学生生物实验学习的能力，提升他们实验操作的效率。

三、结语

综上所述，新高考背景下，高中生物教师需要更加重视实验教学活动，并且，能够根据班级学生的实际学习需求和教学材料中的实验教学要求开展多样化生物实验活动，进而使学生通过自主性、探究性、科技化、信息化实验操作加深对学科知识的理解。同时，也借此提高他们生物实验的效率，并使学生得到生物綜合素养的提升。