高中生物實驗教學(xué)問題及優(yōu)化研究

吳小華

摘 要：實驗教學(xué)作為高中生物課程的重要教學(xué)手段，具有著其他教學(xué)方式不可比擬的優(yōu)越性，是學(xué)生獲取直接資料與數(shù)據(jù)的重要途徑。實驗教學(xué)的開設(shè)也滿足了學(xué)生的學(xué)習需求，彌補了傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式的不足；有利于充分調(diào)動學(xué)生的觀察能力與動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的實踐性思維，促進高中生各方面素質(zhì)的綜合發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高中生物；生物實驗；實驗教學(xué)

生物是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，實驗本身就是生物學(xué)中不可或缺的組成部分。之所以在生物教學(xué)中進行實驗的運用，一方面是實驗?zāi)軌驅(qū)⒁恍┏橄蟮母拍詈蛢?nèi)容用最直接的形式表現(xiàn)出來，這會加深學(xué)生對內(nèi)容的理解。另一方面是利用實驗可以獲得新奇的東西，這些東西有助于學(xué)生對生物學(xué)的興趣增加，同時激發(fā)起探究的欲望，從這個角度來看，生物實驗對于提升學(xué)科興趣幫助巨大。

一、當下生物實驗教學(xué)存在的問題

1、實驗過程中，學(xué)生的注意力集中情況易受影響

受實驗設(shè)備條件、課時安排等因素的限制，許多學(xué)生可以充分參與生物實驗、進入實驗室的機會并不充裕。許多學(xué)生由于好奇心的作祟，在進入實驗室時對內(nèi)部陳列的實驗設(shè)備、器具等充滿了無限的好奇，這大大分散了學(xué)生的學(xué)習注意力，難以保證學(xué)生的聽課質(zhì)量和實驗質(zhì)量；甚至有些學(xué)生在好奇心的驅(qū)使下沒有得到教師的允許和指導(dǎo)，擅自觸碰生物實驗器具，往往容易導(dǎo)致教學(xué)器具發(fā)生損壞，嚴重者還會對學(xué)生的人身安全造成影響。另外，由于身處實驗室這個新環(huán)境中，或?qū)處煹膶嶒炑菔靖魇慵阂?，學(xué)生在生物實驗教學(xué)過程中更容易在課堂中出現(xiàn)交頭接耳的現(xiàn)象，嚴重影響了課堂秩序，不利于教師對課堂紀律的管理。長此以往，容易導(dǎo)致學(xué)生難以實現(xiàn)對教師傳授的信息和知識做到完全接收，尤其疏忽了對生物實驗過程中的注意事項、實驗技巧等關(guān)鍵知識的掌握，造成學(xué)生學(xué)習效率不高的情況。

2、學(xué)生的實驗操作效果不理想

大部分高中階段學(xué)生的自我控制能力較差，對新鮮事物有著濃厚的興趣。這是導(dǎo)致學(xué)生在生物實驗過程中分心、走神的重要因素。學(xué)生一心撲在實驗器具上，無心聆聽教師對實驗技巧、注意事項等一系列問題的講解，致使部分學(xué)生在動手實驗期間出現(xiàn)失誤，導(dǎo)致實驗的結(jié)果或是得出的數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大偏差。

3、學(xué)生在實驗中往往只顧進行實驗過程的步驟，而忽視了對實驗數(shù)據(jù)的及時記錄和整理

某些學(xué)生在實驗過程中并未做到認真操作，但迫于教師的壓力，在實驗過程結(jié)束后選擇借鑒其他同學(xué)的實驗數(shù)據(jù)，嚴重影響了生物實驗的效果。生物實驗旨在通過實驗得出有效、真實的數(shù)據(jù)，為進一步的生物研究提供資料。有些學(xué)生視生物實驗為游戲，忽視了生物實驗的科學(xué)性與嚴謹性，致使生物實驗沒有起到該有的作用，從而導(dǎo)致學(xué)生對生物課程的認知大打折扣，通過生物實驗推動對生物的學(xué)習也更無從談起。

4、生物實驗設(shè)備、器材陳舊，影響教學(xué)質(zhì)量

部分學(xué)校在生物實驗設(shè)備、器材上較為匱乏，一方面，可供教師篩選、利用的生物資源與設(shè)備極為有限，無法為教師的生物教學(xué)研究和教學(xué)實驗提供高效的支持，嚴重阻礙了學(xué)科教學(xué)的設(shè)計與創(chuàng)新，不利于生物實驗的開展。另一方面，生物實驗設(shè)備過于陳舊，難以達到生物實驗要求的標準，難以為學(xué)生的生物實驗提供專業(yè)、便捷的實驗環(huán)境。

實驗教學(xué)在高中生物教學(xué)中占有重要地位。筆者結(jié)合教學(xué)實踐，從探究、觀察、檢測、模型制作、生物科學(xué)發(fā)展等角度，談?wù)勅绾瓮ㄟ^實踐教學(xué)，提高學(xué)生的認知能力和學(xué)習能力。

1、探究類實驗

我一般會引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教材所提供的實驗主題，按照多種思路和方案自行設(shè)計和實施，在實驗過程中不斷改進，這樣既可激發(fā)學(xué)生的求知欲，培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，并且能大大提高實驗處理能力。如，在探究“植物細胞的吸水和失水”的實驗前，引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材的參考案例后設(shè)疑：為什么實驗材料要選用紫色的洋蔥鱗片葉，用白色的可以嗎？為什么試劑是0.3g/ml（30%）的蔗糖溶液，用其他濃度可以嗎，能用葡萄糖溶液代替蔗糖溶液嗎？實驗中我提供的材料有：洋蔥鱗片葉（外表皮紫色，內(nèi)表皮白色）、蘚類的葉片、5%蔗糖溶液和葡萄糖溶液、30%蔗糖溶液和葡萄糖溶液、60%蔗糖溶液和葡萄糖溶液等。然后讓學(xué)生分組進行嘗試實驗，討論實驗現(xiàn)象。實驗結(jié)束后分組交流：實驗材料選用紫色洋蔥的意義何在？用蘚類的葉片能否實現(xiàn)目標？用不同的試劑，不同的濃度怎樣呢？然后進行總結(jié)。通過此類實驗我成功地引導(dǎo)學(xué)生向探究的方向邁進：學(xué)生從以前的“依樣畫葫蘆”，到現(xiàn)在能在實驗過程中采用不同方案，發(fā)現(xiàn)問題，改進方法，并由此設(shè)計實施探究性實驗，能力有了一定的提高。這樣處理使學(xué)生在探究過程中能深入思考，對問題進行全面的探究，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和探究精神。

2、觀察類實驗

如“使用高倍顯微鏡觀察幾種細胞”這是高中教材中第一個觀察類的實驗，也是與初中教材的銜接，通過這個實驗讓學(xué)生再次熟練顯微鏡的使用方法，特別是高倍顯微鏡的使用。高中教材的觀察類實驗幾乎都需要用高倍顯微鏡進行觀察，如“觀察DNA①和RNA②在細胞中的分布”“用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體”“觀察根尖分生區(qū)組織細胞有絲分裂”“觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂固定裝片”“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)數(shù)目的變化”等實驗。在這些實驗過程中學(xué)生對于顯微鏡的使用已經(jīng)是得心應(yīng)手，并能熟練掌握臨時裝片的制作，更重要的是通過自己的直接觀察對生物學(xué)知識獲得感性認識。在實驗過程中，老師可以讓他們總結(jié)一些經(jīng)驗，如顯微鏡的使用一定要“先低后高”；觀察植物材料滴清水而觀察動物材料則滴生理鹽水等。通過此類實驗讓學(xué)生能夠正確并熟練使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學(xué)實驗的操作、生物繪圖等技能。

3、檢測性實驗

我會把高中的重點知識――對照實驗的精髓滲透進來。如實驗“比較過氧化氫在不同條件下的分解”，我能引導(dǎo)學(xué)生通過比較1號試管和2號試管、1號試管和3號試管、1號試管和4號試管、3號試管和4號試管，找出其中的自變量、因變量和無關(guān)變量，得出相應(yīng)的結(jié)論，并提出與酶相關(guān)的新的探究主題，讓學(xué)生嘗試進行試驗設(shè)計并實施實驗，提高其思維嚴謹性和語言表達的嚴密性。通過此類實驗引導(dǎo)學(xué)生歸納出對照實驗的原則：科學(xué)性原則、單一變量原則、對照性原則，可重復(fù)性原則和簡單可行性原則等，讓學(xué)生在以后的學(xué)習中，能對一些簡單的實驗方案做出恰當?shù)脑u價和修訂。

4、模型建構(gòu)和課外制作類實驗

如“嘗試制作真核細胞三維結(jié)構(gòu)模型”“建立減數(shù)分裂中染色體變化模型”“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”“利用廢舊物品制作生物膜模型”，我一般布置學(xué)生回家完成后帶來學(xué)校展覽，既可以小組合作，也可以獨立完成。學(xué)生的思維很活躍，取材很廣泛，有泡沫、塑料、橡皮泥、金屬材料、甚至是粘土等，總之，每次都會帶來意想不到的效果。真正地給學(xué)生帶來無窮的樂趣，讓他們在玩的過程中學(xué)到知識。這類實驗不僅豐富了學(xué)生的學(xué)習生活，而且每次在校內(nèi)展覽都會引起全校師生的關(guān)注，帶來相當不錯的效應(yīng)。

5、生物科學(xué)發(fā)展史實驗

在平常的教學(xué)中，我也非常重視教材中的生物科學(xué)發(fā)展史?？茖W(xué)發(fā)展史是新教材的亮點，它向?qū)W生呈現(xiàn)了科學(xué)家們獨到的科學(xué)思想和方法。我在教學(xué)過程中能不斷啟迪學(xué)生領(lǐng)會其中的科學(xué)方法，且能運用到實際的實驗設(shè)計中。如通過孟德爾遺傳定律的發(fā)現(xiàn)歷程讓學(xué)生掌握假說―演繹法的應(yīng)用；再如通過植物生長素的發(fā)現(xiàn)歷程中幾位科學(xué)家的實驗設(shè)計，讓學(xué)生從中領(lǐng)會其巧妙的設(shè)計思路和相應(yīng)結(jié)論的得出等，領(lǐng)略其中的精髓。對于感興趣的學(xué)生，可以鼓勵他們在課外模擬科學(xué)家的實驗。

參考文獻：

[1] 顧友林.高中生物實驗課教學(xué)策略研究[J].成才之路，2019（06）：85.

[2] 王珊珊.構(gòu)建高中生物實驗教學(xué)的有效課堂[J].讀與寫（教育教學(xué)刊），2018，15（12）：112.