基于新课标的高中生物实验教学改进策略

摘 要：高中生物课程在教授学科知识的同时也担负着培育学生科学思维的重任，而生物实验教学更是提高学生生物核心素养的重要环节。新课标背景下，生物实验教学要与时俱进。文章分析了当前高中生物实验教学存在的问题，并从多个方面探讨了学科核心素养引领下高中生物实验教学的改进策略，以供参考。

关键词：高中生物；实验教学；新课标

作者简介：高明珍（1970—），女，山东省沂南第一中学。

生物学是高中教育阶段的重要学科，具有一定的实践性，其中生物实验是学生学习、探索生物知识的重要途径，增加生物实验课程时间，提高生物实验课程质量，对提升学生创新能力和实践能力有重要意义。当前高中生物实验教学仍然存在一些问题，如实验结构单一、实验开展的时间紧张、实验开展的次数较少，不关注学生操作能力的培养，不能让学生在实验课堂上进行自主思考、自主探索，等等。这样的实验教学，很难全面提升学生的综合能力。

生物实验教学的主要目标是培养学生的核心素养。核心素养是一个人的综合能力、素质、价值观和态度等各方面的体现。因此，教师在生物实验教学中，应重视学生核心素养的培养，创新实验教学方法，优化实验教学内容，使实验过程更具有趣味性，并充分给予学生自主探索的空间，激发学生的求知欲，挖掘学生的潜力，让学生能够做到学以致用。

一、当前高中生物实验教学存在的问题

（一）学生探求知识的主动性不高

高中生物实验是高中生物延伸性课程，能有效培养学生的实践能力，加深学生对相关知识的理解。但是，由于学生课堂学习任务重，考试压力大，他们能够深入参与生物实验的机会不多，尤其是部分学生没有提前预习实验过程的习惯，导致其在实验课堂上实际操作的时间不多。同时，考虑到安全问题，部分教师并不愿意放手让学生自主进行实验探索。繁重的学习任务和呆板、枯燥的实验教学方式扼杀了学生的求知欲，使学生体会不到实验的乐趣，导致学生探索知识的积极性不高。

（二）教师忽视了创新实验操作对培育学生创造性思维的重大作用

很多时候，生物实验教学是在课堂学习的基础上开展的，实验前学生对相应实验原理及实验步骤等已经有初步了解，在接下来的实验过程中，部分学生对已经了解的实验步骤并不感兴趣，他们更想要创新改进实验步骤，检验新步骤的可行性。作为教师，本应鼓励并支持这些学生的探索行为，但实际上，由于部分教师每堂课的教学安排过于紧凑，因此其不会为这些学生打乱教学计划，导致这些学生不得不放弃探究创新实验步骤的想法。另外，还有一种常见情况：学生根据教材中标准化、专业化、具体化的实验内容机械地进行实验操作，虽然进行了实验，但是却无法培养自身的探究创新能力。教师忽视创新实验操作对培育学生创造性思维的重大作用，进行呆板、枯燥的实验教学，很难有效提升学生的综合素养。

（三）实验教学模式化严重，形式单一

在传统生物实验课堂中，教师处于主导地位，以教师教授教材实验内容为主，学生动手操作实验的过程较短，实验课堂教学模式化严重。同时，实验教学过程中教学内容表现形式单一，缺乏现代教育技术的加持，导致学生课堂体验感较差，成就感较低。

（四）学生规范操作实验的能力不强

在生物实验课堂上，教师不仅要鼓励学生进行创新，还要规范学生的学习纪律。“不以规矩，不能成方圆。”生物实验用到的试剂有一些是强酸、强碱或有机试剂，操作不规范很可能会引发教学安全事故。为了让学生形成规范操作实验的能力，保证实验顺利进行，在学生进入实验室前，教师要仔细讲解实验室安全守则和实验规则，并在学生实验的过程中全程监督，使学生形成良好的规范操作能力。

二、学科核心素养引导下高中生物实验教学改进策略

（一）改进教学方法，激发学生兴趣

根据新课程标准提出的具体要求，教师在进行生物实验教学时应对教学过程和方法进行创新，从而有效激发学生对生物学习的兴趣。首先，教师在介绍实验时可以采取提问的方式。比如，在上观察细胞结构的课程时，教师可以先提问学生初中学习过的知识：动物细胞结构包括哪些部分？植物细胞和动物细胞有什么不同？如何调节显微镜焦距？以此来吸引学生的注意力。其次，教师要学会放手，让学生大胆探索。为获得更好的实验教学效果，教师应给学生提供更多实验的机会，让学生在实验中主动探索，及时发现问题，并自主解决学习中遇到的疑问。例如，学生通过显微镜观察各种各样的细胞结构后，会更有兴趣探索并自主学习相关生物知识，并将实验现象与理论知识联系起来，实现知识互通互补。同时，这些实验操作可以加深学生对初中学习的生物概念的理解，从而进一步激发学生的探索兴趣，使之形成良好的学习习惯。为此，教师应根据实际情况设计合理的实验方案，并利用各种方式激发学生的兴趣，引导他们积极参与到教学活动中。比如，教师在进行“细胞增殖”这节课的教学时，可以通过设计趣味游戏或接力的方式，吸引学生的注意力。教师可以选择一位同学作为“母体”，让其以触碰的方式模拟细胞繁殖过程，这一游戏能让学生切身了解细胞繁殖的规律，加深学生对所学内容的认识和记忆，启发他们深入挖掘有关知识，为之后的教学活动的开展奠定基础。

（二）融合信息技术，提升教学效率

信息技术对于生物实验教学来说有利也有弊，如何在生物实验教学中用好这把“双刃剑”，是一個值得教师探讨的课题。信息技术与课堂教学的良好融合，可以为生物实验课堂注入新动力。在生物实验中有一些小实验，这些小实验虽然简单，但由于各种原因，在实验课堂上却无法进行。对此，教师只能进行展示实验，而传统的展示实验虽能够取得一定的效果，但也存在花费时间较多、学生无法看清等问题。为了解决这些问题，教师可以通过现代信息技术对相关内容加以展示，还可以运用课外视频开阔学生视野，拓展学生思维。例如，在进行“观察植物细胞形态变化”的实验时，我们需要通过显微镜才能对细胞形态的变化进行观察。然而，由于这是一个小型实验，教师授课时不便带领学生进入实验室开展实验，而在课堂上使用显微镜现场演示又十分不方便，而且洋葱外表皮细胞经硝酸钾溶液浸泡并长时间放置后会自动复原，不利于学生观察与思考。因此，在实际的教学中，教师可以借用现代信息技术的力量，将显微镜结果用多媒体设备展示出来，让学生清晰地看到质壁分离的过程，从而有效提升实验教学的效果。此外，在现代信息技术的帮助下，教师还能将学生的实验过程进行共享，从而构建互动课堂。

（三）创新教学设计，提升课堂质量

首先，教师要让学生自主开展探究性实验［1］。教师要避免形式主义，给予学生足够的进行实验操作的时间，尤其是在学生出现实验结果不符合预期的情况下，更要放手让学生自主发现问题、解决问题。其次，教师要注意实验的安全性。教师要提前预测实验可能出现的危险并向学生讲授防范措施，给学生的自主操作提供安全保障。最后，教师要引导学生把学习与生活实际结合起来。在实验教学过程中，教师要让学生学会利用所学知识去解决生活中的实际问题。例如，在讲解完“细胞吸水与失水”这一内容后，教师可以鼓励学生在家中进行相应的实验，观察实验现象，并对实验结果进行思考。教师可以让学生在家观察刚刚切好的软软的土豆丝在清水中浸泡后发生的变化——变长、变硬；在做腌萝?时，加入盐并静置后，碗中会出现水。通过以上的小实验，再结合课堂上学习的理论知识，学生能明白土豆丝变长、变硬是细胞吸水的结果，而腌萝卜的碗中出现水是萝卜细胞失水的结果，充分理解植物细胞吸水和失水的原理。另外，教师还要完善生物实验的评价以及反思环节，让学生及时记录实验的数据，并对生物实验数据以及现象进行分析，以锻炼学生的分析能力和表达能力。

（四）让学生分组探究，培养其合作能力

小组合作探究是新课标下高中生物实验教学的重要手段。这种方法既能激发学生的实验兴趣，又能让学生突破个体知识局限，极大地提升学生的创造力，使教学效果明显提高［2］。例如，在探索光合作用原理的部分实验中，教师可让学生自由组合，分成六到八个实验小组，并指导学生做英国科学家希尔的实验，观察希尔反应；实验结束后，让学生分组讨论，回答如下问题：希尔的实验说明水的光解产生氧气，这是否能说明植物光合作用所产生的氧气的氧元素全部来自水？希尔的实验是否能说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应？之后，教师再让学生做美国科学家鲁宾和卡门的同位素示踪实验，研究光合作用中氧气的来源，并提问：“分析鲁宾和卡门的这一实验，你能得出什么结论？”最后，教师让学生做美国科学家阿尔农的实验，观察光合作用中叶绿体与水的光解的关系，并让学生用示意图来表示ATP的合成与希尔反应的关系。在这个过程中，教师仅需要进行必要的提示、指导，其他内容都可让学生自己去发现、探索。实验结束后，教师要鼓励学生进行实验后的反思评价活动，以加深学生对光合作用原理的认识。

另外，教师还可为各实验小组分配不同的实验任务，让不同小组进行对比实验，检验某种因素对相应结果的影响，这样不仅能提高实验效率，而且能让学生对比不同的实验结果，积极讨论，从而激发学生思考问题的积极性，加深学生对相应知识的理解。例如，在教学人教版生物必修一中“水进出哺乳动物红细胞的原理”实验时，教师可让学生先将一滴红墨水滴入一杯清水中，观察溶质分子在水中扩散的结果，然后做水分子通过半透膜向漏斗内扩散的实验，并观察结果；让学生将哺乳动物的红细胞放入不同浓度的氯化钠溶液中，一段时间后观察现象。之后，教师可引导学生思考：红细胞的细胞膜是否相当于一层半透膜？临床上输液为什么要用生理盐水？在学生思考讨论后，教师可以让每个实验小组选出一位代表发言，其余同学补充不足，看哪个小组观察探究得更仔细透彻，回答得更准确完整。在学生讨论分享的过程中，教师要记录相关内容，待学生讨论出初步结论后进行统一总结评价。同时，教师要及时引导学生反思操作过程中的错误，探讨正确的操作方法，并用实验来检验。又如，在教學“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验时，教师可将学生分为三组，其中两组分别探究酵母菌在无氧和有氧条件下呼吸方式的区别，剩下一组为对照组，进行对照实验。在实验开始前，教师可给学生布置如下思考问题：（1）三组实验设计的目的分别是什么？（2）酵母菌在无氧呼吸和有氧呼吸时的产物分别是什么？如果实验成功，会出现什么现象？（3）联系实际生活，结合酵母菌在有氧和无氧条件下的不同产物，思考酵母菌在生活中的具体应用。在该实验中，我们需要在相同环境条件下培养酵母菌8—9个小时，才能更好地观察实验现象，在学生等待的过程中，教师可布置小组思考问题，让学生合作翻阅相关学习资料，提升学生自主学习的能力，充分发挥学生的能动性、创造性，培养学生的协作能力。在下次课堂上，教师再给予学生积极的反馈，加深学生对知识的理解，让学生在分组学习中获得成就感，并提高学生的综合能力。

结语

生物实验具有培养和提升学生科学探索能力、动手操作能力和团队合作能力的作用，对生物教学具有重要意义。教师应跟紧时代步伐，重视实验教学，不断优化实验教学方法与内容，在教学实践中不断剖析自己，及时评价学生的学习效果，不断学习优秀案例，从而构建出能有效提升学生核心素养、培养学生学科思维、挖掘学生学习潜力的优秀高中生物实验课堂。

［参考文献］

冯瑞仙.基于新课标分析下的高中生物学实验教学的现状调查与改进研究：以鄂尔多斯地区为例［D］.呼和浩特：内蒙古师范大学，2019.

邹颖. 创设教学情境 激活生物课堂：对高中生物教学情境创设的几点思考［J］. 考试周刊，2021（20）：135-136.