新課程背景下高中生物實驗教學存在的問題及應對措施

袁章軍

【摘要】生物實驗教學是生物學教學的基本形式之一，是培養(yǎng)學生四種核心素養(yǎng)的重要途徑。當前我國高中生物實驗教學雖然取得了長足的進步，但與新課程標準和時代發(fā)展要求還有較大的差距，存在著實驗教學設施設備和時間不足、教師實驗教學理念、態(tài)度、能力、鉆研精神有待轉(zhuǎn)變或提高，學生實驗學習態(tài)度、相關基礎和實驗能力需要糾正或提升等問題。針對這些問題我們應該從五個方面進行探究，包括轉(zhuǎn)變教師和學生對實驗教學的認識，爭取上級領導重視、促進教師加強對實驗教學研究，鼓勵實驗教學創(chuàng)新和經(jīng)驗的積累分享，提高實驗教學水平，組織學生開展豐富多彩的課內(nèi)外實踐探究活動，豐富學生的生活常識，提高探索生物奧秘的興趣和能力，培養(yǎng)實踐型和創(chuàng)新型人才。

【關鍵詞】新課程 實驗教學 存在的問題 應對措施

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）27-0154-02

一、普通高中生物學課程（2017年版）對實驗教學的要求

1.加強和完善生物學實驗教學

新課程標準所說的“實驗教學”是指教師組織學生在生物學實驗室和校園內(nèi)外開展的教學活動，既可以是動手、觀察類的實踐活動，也可以是以問題解決為特點的探究活動。明確指出實驗教學是生物學課程的特點，也是生物學教學的基本形式之一。認為實驗教學是促成學生達成生物學學科核心素養(yǎng)的重要支撐。并提出實驗教學在新時期還要注意以下幾個方面。

（1）實驗設計應該多樣化。例如，可以采用比較規(guī)范的實驗儀器設備設計實驗，也可以設計低成本、低消耗、低（無）污染的教學實驗；可以采用生物材料設計和開展實驗，也可以利用電子設備設計、完成模擬性實驗；有條件的學校還可以充分利用多媒體、互聯(lián)網(wǎng)及無線通訊技術進行虛擬實驗。應鼓勵學生參與設計實驗。

（2）在重視定性實驗的同時，也應重視定量實驗，讓學生在量的變化中了解事物的本質(zhì)。教師應給學生提供機會學習生物學研究中的測量方法，實事求是地記錄、整理和分析實驗數(shù)據(jù)，定量表述實驗結(jié)果等。

（3）要注意實驗安全教育。教師應強化安全教育，增強學生自我保護意識。同時，要注意實驗室廢棄物的妥善處理[1]。

2.提高學生生物實驗探究能力

實驗探究是高中生物學新課標提出的核心素養(yǎng)之一，要求學生掌握科學探究的思路和方法，形成合作精神，善于從實踐的層面探討或嘗試解決現(xiàn)實生活問題，能夠針對日常生活和生產(chǎn)中的真實情境，提出清晰的、有價值的、可探究的生命科學問題或生物工程需求，查閱相關資料、設計并實施恰當可行的方案，運用多種方法如實記錄，創(chuàng)造性地運用數(shù)學方法分析實驗結(jié)果，并客觀分析與評價生物技術產(chǎn)品在生產(chǎn)和生活中的應用所產(chǎn)生的效益和風險；能論證人類的活動對環(huán)境產(chǎn)生的影響，闡釋生物多樣性對生態(tài)系統(tǒng)維持、人類生存和發(fā)展的重要意義；運用科學術語精確闡明實驗結(jié)果，善于溝通，開展有效的合作[1]。

二、當今生物實驗教學存在的問題

1.實驗課程開設存在的問題

（1）普通中學實驗室和實驗設施設備缺乏或陳舊

在農(nóng)村普通高中生物實驗室不足的現(xiàn)象非常普遍。按2004版新課標實驗教材教學要求，普通高中應增設“微生物實驗室”，開設“微生物的實驗室培養(yǎng)”等實驗課，但是由于各種原因，現(xiàn)在大多農(nóng)村中學沒有建設微生物實驗室，有關“微生物培養(yǎng)”，“植物組織培養(yǎng)”等實驗課都只能紙上談兵，相關的實驗知識只能靠死記硬背，學生動手能力培養(yǎng)無從談起。除此以外，包括顯微鏡在內(nèi)的器材也存在缺乏或陳舊的現(xiàn)象，部分中學甚至連普通的觀察類實驗和生化類實驗課程都不能正常開設。

（2）高一生物課時不足

自2003新課程（實驗版）實施以后，生物教學實驗的內(nèi)容增加，而生物課程開設的課時卻依然未變，導致教學任務緊張，教師要抓緊時間完成教材理論教學任務，實驗教學變成了在課堂上講實驗的紙上談兵，沒有進行實驗操作的教學。因此，課時安排不足是高中生物實驗教學的主要問題之一。[2]

2.教師在實驗教學中存在的問題

（1）教師對學生實驗和教師演示實驗教學意義認識不足

部分教師存在對學生實驗和教師演示實驗教學能省則省，脫離實驗講實驗教學的現(xiàn)象。由于學生實驗操作教學，及教師課堂演示實驗都必須花大量時間進行準備，且還存在不安全因素，不易維持教學紀律等原因，所以在教師中對實驗教學能省則省，用多媒體圖片替代實驗和生物模型的“視頻談兵”現(xiàn)象普遍，在教學實踐中教師演示實驗環(huán)節(jié)越來越少見，很多學生就連DNA模型都沒有看過摸過。

（2）教師對實驗思想教育價值認識不足

科學探究新課標要求培養(yǎng)的核心素養(yǎng)之一，是培養(yǎng)學生形成實踐能力和創(chuàng)新精神的重要途徑。部分教師在挖掘生物科學探究教育價值時存在浮于表面，淺嘗輒止的現(xiàn)象，對于學生科學探究意識和能力培養(yǎng)大打折扣。如對教材中科學發(fā)現(xiàn)歷程、科學家的經(jīng)典實驗、課外讀等教育價值認識不夠，在課堂教學中輕描淡寫，一筆帶過，或者只要求學生死記硬背。例如，在對學生的問卷調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，很多學生不知道教材中介紹了“DNA指紋技術”，“地質(zhì)時鐘”等知識，也不清楚恩格爾曼在證明光合作用的場所為葉綠體實驗中，為什么要選擇水綿而不是高等植物作為實驗材料等，這說明部分教師沒有要求學生認真閱讀教材，也沒有將實驗中充分體現(xiàn)了科學家的智慧的亮點展現(xiàn)出來，對科學家的實驗選材、實驗設計、結(jié)果檢測、數(shù)據(jù)分析等實驗環(huán)節(jié)中的科學方法、精彩設計分析解讀不到位，影響了課堂教學效果，降低了生物學科的育人價值[3]。

（3）教師對實驗教學研究不夠

在教學實際中發(fā)現(xiàn)，部分教師實驗教學的知識和能力有待提高。某些教師對實驗設計中，自變量如何處理和因變量測定指標的確定這些實驗常識都存在認識偏差；對于同位素標記，熒光分子標記等生物學基本實驗方法也存在原理不清的問題，例如梅塞爾松和斯塔爾證明DNA的半保留復制實驗中，使用了15N示蹤后能否用自顯影檢測？魯賓和卡門在證明光合作用產(chǎn)生的O2全部來自水實驗中，為什么要使用質(zhì)譜儀檢測生成的18O2？這是因為15N和18O都是無放射性的同位素，不能使用放射性檢測，一些教師鉆研不深，講述不透，影響學生對實驗設計的學習效果。2017年高考全國卷Ⅰ的第29題是一道實驗設計題，湖南省考生平均得分2.1分（滿分10），其他省得分情況也差異不大，這反映出實驗教學中存在著較大問題[4]。

3.學生在實驗過程中存在的問題

（1）學生嚴重缺乏生產(chǎn)生活常識

由于家庭社會學校等多方面原因，教育部要求的社會實踐活動教學，勞技教學效果不佳，包括部分農(nóng)村中學在內(nèi)的中學生中出現(xiàn)了較嚴重的“五谷不分”現(xiàn)象，很多學生不清楚水稻、小麥、玉米、棉花等常見農(nóng)作物的基本形態(tài)，成為了生活常識嚴重缺乏的“外星人”，嚴重影響實驗學習的興趣和效果。

（2）不重視生物實驗的學習，尤其是文科志向的學生

部分學生不重視實驗，覺得生物實驗做與不做意義不大，有的則興趣不濃，覺得自己做的實驗結(jié)果還不如圖片或錄像中清晰，尤其是文科志向?qū)W生，他們更喜歡接受現(xiàn)成的結(jié)論，而不是通過實驗去探索得出的結(jié)論。

（3）部分學生實驗的知識技能基礎差

缺乏生產(chǎn)生活常識，對基本的實驗器材使用不熟練，對實驗原理理解不透徹，導致學生實驗時耗時長，效果差，而且還容易產(chǎn)生學習效果和學習興趣之間的惡性循環(huán)，甚至一些在課堂中表現(xiàn)積極，思維能力較強的學生，在實驗室動手操作能力還不及學習成績較差的學生。

4.教材實驗內(nèi)容存在的問題

2004版新課標（實驗）生物教材中實驗內(nèi)容已經(jīng)進行了較大的改進，豐富了調(diào)查類實驗，模型類實驗等，對實驗教學也起到了一定的促進作用，但生物實驗還是與其它實驗學科如物理、化學，缺少必要的滲透和聯(lián)系；實驗內(nèi)容還是與學生生活實際的結(jié)合不夠緊密，如果能使實驗內(nèi)容更貼近真實的生產(chǎn)生活實際，將更容易激發(fā)學生學習興趣，也更符合學生認知規(guī)律，更利于促進學生運用多個學科知識對生產(chǎn)生活現(xiàn)象進行綜合分析探究；再有，實驗教學內(nèi)容的選擇，以及在實驗教學評價中，還應該進一步考慮如何提高學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，培養(yǎng)更多創(chuàng)新人才。

三、應對措施

1.結(jié)合新課標和新高考的要求，轉(zhuǎn)變實驗教學理念，端正實驗教學的態(tài)度。

隨著新課程理念在高考中的體現(xiàn)和落實，實驗教學存在的問題暴露得越來越突出，近年來高考中加大了對學生實驗探究能力的考查，2016年和2017年全國卷Ⅰ的29題都是對學生實驗分析或設計能力的考查，尤其是2017年的29題難度大，學生和教師都還不太適應這種新的變化，正是這一種不適應才會促進學校和教師對實驗教學的反思，引起教育部門和教師對實驗教學進一步重視，從而將生物教學回歸到實驗學科教學的本真。學校和生物教研組可利用新課程和高考的契機，開展實驗教學的教研，讓每一位生物教師明確實驗教學重要性，盡可能帶領學生走進實驗室，走出校園，開展學生實驗，在課堂教學中更多利用演示實驗或教學模型進行直觀教學，讓學生形成生動深刻的印象。

2.爭取上級重視，改進實驗硬件，并在高一增設實驗活動課。

加強實驗教學的比重和力度，是時代的呼喚，是新課程和新高考的要求。改善實驗條件、增設實驗室、增大實驗教學課時是生物教學的發(fā)展方向。我們要利用各種機會向上級反映這一情況，盡快解決制約生物實驗教學的場地和時間問題。

3.加強實驗教學素材的挖掘積累，交流分享實驗教學經(jīng)驗。

成功的實驗教學不僅僅是培養(yǎng)學生動手實驗能力，更是要求學生掌握科學探究的思路和方法，形成合作精神，善于從實踐的層面探討或嘗試解決現(xiàn)實生活問題。這就要求實驗教學必須滲透到每個生物課堂，引導學生觀察生活，養(yǎng)成觀察習慣，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決實際問題的能力，所以教師要達到良好實驗教學效果，必須加強實驗教學素材的挖掘積累，從大量課內(nèi)外的教材和文獻、最新的生物科學發(fā)展中搜集實驗教學素材，并且交流分享。

4.加強實驗創(chuàng)新，加強跨學科實驗教學整合，提升教師實驗教學水平和實驗教學效率。

新課程要求學生能夠從生活中發(fā)現(xiàn)問題，找出規(guī)律，并解決問題。日新月異的生活中產(chǎn)生的問題有些也是嶄新的，而且生活實際中問題往往不是只涉及某一學科。例如：“細胞癌變發(fā)病率增大的原因調(diào)查”，“新型洗滌劑對人體健康和環(huán)境影響的研究”等，都既是新出現(xiàn)的問題又是需要綜合多學科知識才能分析解決的問題。所以加強實驗創(chuàng)新，加強跨學科實驗研究，尤其是與物理、化學、自然地理相結(jié)合，既是解決生活實際問題的現(xiàn)實需要，也是培養(yǎng)學生科學系統(tǒng)的實驗思想，完成新時期實驗教學新任務的需要。

5.組織學生開展課外實驗小組活動。

科學知識都是源于生產(chǎn)、生活、科研實踐，最終目的也是運用于生產(chǎn)生活實際，組織成立學科興趣小組，利用學?？茀f(xié)、社團等平臺，開展科學實驗、生活現(xiàn)象觀察分析、動植物調(diào)查、疾病調(diào)查、生態(tài)調(diào)查等活動，能密切學生與生產(chǎn)生活聯(lián)系，激發(fā)學生進行實驗的興趣，培養(yǎng)正確的實驗學習觀，使學習更生動。認真組織學生開展課外興趣活動，對于幫助學生構(gòu)建生動深刻知識體系，提高解決生活實際問題能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力都具有重要作用。

參考文獻：

[1]教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版）.人民教育出版社.2018年1月

[2]王立艷.高中生物實驗教學存在的問題及對策.學科教育.2016年第1期

[3]黎仕春，吳小慧，李濤，趙浩斌. 不同區(qū)域高中生對生物學實驗課興趣的調(diào)查[J].生物學教學， 2017，（5）： 43-44

[4]朱毅鴻，夏曙華.優(yōu)化實驗教學指導，培養(yǎng)學生實驗能力. 生物學教學，2016Vol.（6）：50-51