基于新課標(biāo)的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)策略

摘 要：高中生物課程在教授學(xué)科知識(shí)的同時(shí)也擔(dān)負(fù)著培育學(xué)生科學(xué)思維的重任，而生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)更是提高學(xué)生生物核心素養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。新課標(biāo)背景下，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要與時(shí)俱進(jìn)。文章分析了當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題，并從多個(gè)方面探討了學(xué)科核心素養(yǎng)引領(lǐng)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)策略，以供參考。

關(guān)鍵詞：高中生物；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；新課標(biāo)

作者簡(jiǎn)介：高明珍（1970—），女，山東省沂南第一中學(xué)。

生物學(xué)是高中教育階段的重要學(xué)科，具有一定的實(shí)踐性，其中生物實(shí)驗(yàn)是學(xué)生學(xué)習(xí)、探索生物知識(shí)的重要途徑，增加生物實(shí)驗(yàn)課程時(shí)間，提高生物實(shí)驗(yàn)課程質(zhì)量，對(duì)提升學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力有重要意義。當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)仍然存在一些問題，如實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)單一、實(shí)驗(yàn)開展的時(shí)間緊張、實(shí)驗(yàn)開展的次數(shù)較少，不關(guān)注學(xué)生操作能力的培養(yǎng)，不能讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上進(jìn)行自主思考、自主探索，等等。這樣的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，很難全面提升學(xué)生的綜合能力。

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主要目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。核心素養(yǎng)是一個(gè)人的綜合能力、素質(zhì)、價(jià)值觀和態(tài)度等各方面的體現(xiàn)。因此，教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)過程更具有趣味性，并充分給予學(xué)生自主探索的空間，激發(fā)學(xué)生的求知欲，挖掘?qū)W生的潛力，讓學(xué)生能夠做到學(xué)以致用。

一、當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

（一）學(xué)生探求知識(shí)的主動(dòng)性不高

高中生物實(shí)驗(yàn)是高中生物延伸性課程，能有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，加深學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)的理解。但是，由于學(xué)生課堂學(xué)習(xí)任務(wù)重，考試壓力大，他們能夠深入?yún)⑴c生物實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)不多，尤其是部分學(xué)生沒有提前預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)過程的習(xí)慣，導(dǎo)致其在實(shí)驗(yàn)課堂上實(shí)際操作的時(shí)間不多。同時(shí)，考慮到安全問題，部分教師并不愿意放手讓學(xué)生自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探索。繁重的學(xué)習(xí)任務(wù)和呆板、枯燥的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式扼殺了學(xué)生的求知欲，使學(xué)生體會(huì)不到實(shí)驗(yàn)的樂趣，導(dǎo)致學(xué)生探索知識(shí)的積極性不高。

（二）教師忽視了創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)操作對(duì)培育學(xué)生創(chuàng)造性思維的重大作用

很多時(shí)候，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是在課堂學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上開展的，實(shí)驗(yàn)前學(xué)生對(duì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)步驟等已經(jīng)有初步了解，在接下來的實(shí)驗(yàn)過程中，部分學(xué)生對(duì)已經(jīng)了解的實(shí)驗(yàn)步驟并不感興趣，他們更想要?jiǎng)?chuàng)新改進(jìn)實(shí)驗(yàn)步驟，檢驗(yàn)新步驟的可行性。作為教師，本應(yīng)鼓勵(lì)并支持這些學(xué)生的探索行為，但實(shí)際上，由于部分教師每堂課的教學(xué)安排過于緊湊，因此其不會(huì)為這些學(xué)生打亂教學(xué)計(jì)劃，導(dǎo)致這些學(xué)生不得不放棄探究創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)步驟的想法。另外，還有一種常見情況：學(xué)生根據(jù)教材中標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化、具體化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容機(jī)械地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，雖然進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，但是卻無法培養(yǎng)自身的探究創(chuàng)新能力。教師忽視創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)操作對(duì)培育學(xué)生創(chuàng)造性思維的重大作用，進(jìn)行呆板、枯燥的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，很難有效提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。

（三）實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式化嚴(yán)重，形式單一

在傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)課堂中，教師處于主導(dǎo)地位，以教師教授教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為主，學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的過程較短，實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式化嚴(yán)重。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中教學(xué)內(nèi)容表現(xiàn)形式單一，缺乏現(xiàn)代教育技術(shù)的加持，導(dǎo)致學(xué)生課堂體驗(yàn)感較差，成就感較低。

（四）學(xué)生規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)的能力不強(qiáng)

在生物實(shí)驗(yàn)課堂上，教師不僅要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)新，還要規(guī)范學(xué)生的學(xué)習(xí)紀(jì)律?！安灰砸?guī)矩，不能成方圓?！鄙飳?shí)驗(yàn)用到的試劑有一些是強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或有機(jī)試劑，操作不規(guī)范很可能會(huì)引發(fā)教學(xué)安全事故。為了讓學(xué)生形成規(guī)范操作實(shí)驗(yàn)的能力，保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，在學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室前，教師要仔細(xì)講解實(shí)驗(yàn)室安全守則和實(shí)驗(yàn)規(guī)則，并在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過程中全程監(jiān)督，使學(xué)生形成良好的規(guī)范操作能力。

二、學(xué)科核心素養(yǎng)引導(dǎo)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)策略

（一）改進(jìn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生興趣

根據(jù)新課程標(biāo)準(zhǔn)提出的具體要求，教師在進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)應(yīng)對(duì)教學(xué)過程和方法進(jìn)行創(chuàng)新，從而有效激發(fā)學(xué)生對(duì)生物學(xué)習(xí)的興趣。首先，教師在介紹實(shí)驗(yàn)時(shí)可以采取提問的方式。比如，在上觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的課程時(shí)，教師可以先提問學(xué)生初中學(xué)習(xí)過的知識(shí)：動(dòng)物細(xì)胞結(jié)構(gòu)包括哪些部分？植物細(xì)胞和動(dòng)物細(xì)胞有什么不同？如何調(diào)節(jié)顯微鏡焦距？以此來吸引學(xué)生的注意力。其次，教師要學(xué)會(huì)放手，讓學(xué)生大膽探索。為獲得更好的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，教師應(yīng)給學(xué)生提供更多實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中主動(dòng)探索，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并自主解決學(xué)習(xí)中遇到的疑問。例如，學(xué)生通過顯微鏡觀察各種各樣的細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，會(huì)更有興趣探索并自主學(xué)習(xí)相關(guān)生物知識(shí)，并將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與理論知識(shí)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)知識(shí)互通互補(bǔ)。同時(shí)，這些實(shí)驗(yàn)操作可以加深學(xué)生對(duì)初中學(xué)習(xí)的生物概念的理解，從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的探索興趣，使之形成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。為此，教師應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)合理的實(shí)驗(yàn)方案，并利用各種方式激發(fā)學(xué)生的興趣，引導(dǎo)他們積極參與到教學(xué)活動(dòng)中。比如，教師在進(jìn)行“細(xì)胞增殖”這節(jié)課的教學(xué)時(shí)，可以通過設(shè)計(jì)趣味游戲或接力的方式，吸引學(xué)生的注意力。教師可以選擇一位同學(xué)作為“母體”，讓其以觸碰的方式模擬細(xì)胞繁殖過程，這一游戲能讓學(xué)生切身了解細(xì)胞繁殖的規(guī)律，加深學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容的認(rèn)識(shí)和記憶，啟發(fā)他們深入挖掘有關(guān)知識(shí)，為之后的教學(xué)活動(dòng)的開展奠定基礎(chǔ)。

（二）融合信息技術(shù)，提升教學(xué)效率

信息技術(shù)對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說有利也有弊，如何在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中用好這把“雙刃劍”，是一個(gè)值得教師探討的課題。信息技術(shù)與課堂教學(xué)的良好融合，可以為生物實(shí)驗(yàn)課堂注入新動(dòng)力。在生物實(shí)驗(yàn)中有一些小實(shí)驗(yàn)，這些小實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單，但由于各種原因，在實(shí)驗(yàn)課堂上卻無法進(jìn)行。對(duì)此，教師只能進(jìn)行展示實(shí)驗(yàn)，而傳統(tǒng)的展示實(shí)驗(yàn)雖能夠取得一定的效果，但也存在花費(fèi)時(shí)間較多、學(xué)生無法看清等問題。為了解決這些問題，教師可以通過現(xiàn)代信息技術(shù)對(duì)相關(guān)內(nèi)容加以展示，還可以運(yùn)用課外視頻開闊學(xué)生視野，拓展學(xué)生思維。例如，在進(jìn)行“觀察植物細(xì)胞形態(tài)變化”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們需要通過顯微鏡才能對(duì)細(xì)胞形態(tài)的變化進(jìn)行觀察。然而，由于這是一個(gè)小型實(shí)驗(yàn)，教師授課時(shí)不便帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室開展實(shí)驗(yàn)，而在課堂上使用顯微鏡現(xiàn)場(chǎng)演示又十分不方便，而且洋蔥外表皮細(xì)胞經(jīng)硝酸鉀溶液浸泡并長(zhǎng)時(shí)間放置后會(huì)自動(dòng)復(fù)原，不利于學(xué)生觀察與思考。因此，在實(shí)際的教學(xué)中，教師可以借用現(xiàn)代信息技術(shù)的力量，將顯微鏡結(jié)果用多媒體設(shè)備展示出來，讓學(xué)生清晰地看到質(zhì)壁分離的過程，從而有效提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。此外，在現(xiàn)代信息技術(shù)的幫助下，教師還能將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行共享，從而構(gòu)建互動(dòng)課堂。

（三）創(chuàng)新教學(xué)設(shè)計(jì)，提升課堂質(zhì)量

首先，教師要讓學(xué)生自主開展探究性實(shí)驗(yàn)［1］。教師要避免形式主義，給予學(xué)生足夠的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作的時(shí)間，尤其是在學(xué)生出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不符合預(yù)期的情況下，更要放手讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。其次，教師要注意實(shí)驗(yàn)的安全性。教師要提前預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)可能出現(xiàn)的危險(xiǎn)并向?qū)W生講授防范措施，給學(xué)生的自主操作提供安全保障。最后，教師要引導(dǎo)學(xué)生把學(xué)習(xí)與生活實(shí)際結(jié)合起來。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)利用所學(xué)知識(shí)去解決生活中的實(shí)際問題。例如，在講解完“細(xì)胞吸水與失水”這一內(nèi)容后，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生在家中進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行思考。教師可以讓學(xué)生在家觀察剛剛切好的軟軟的土豆絲在清水中浸泡后發(fā)生的變化——變長(zhǎng)、變硬；在做腌蘿?時(shí)，加入鹽并靜置后，碗中會(huì)出現(xiàn)水。通過以上的小實(shí)驗(yàn)，再結(jié)合課堂上學(xué)習(xí)的理論知識(shí)，學(xué)生能明白土豆絲變長(zhǎng)、變硬是細(xì)胞吸水的結(jié)果，而腌蘿卜的碗中出現(xiàn)水是蘿卜細(xì)胞失水的結(jié)果，充分理解植物細(xì)胞吸水和失水的原理。另外，教師還要完善生物實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)以及反思環(huán)節(jié)，讓學(xué)生及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，并對(duì)生物實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及現(xiàn)象進(jìn)行分析，以鍛煉學(xué)生的分析能力和表達(dá)能力。

（四）讓學(xué)生分組探究，培養(yǎng)其合作能力

小組合作探究是新課標(biāo)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要手段。這種方法既能激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，又能讓學(xué)生突破個(gè)體知識(shí)局限，極大地提升學(xué)生的創(chuàng)造力，使教學(xué)效果明顯提高［2］。例如，在探索光合作用原理的部分實(shí)驗(yàn)中，教師可讓學(xué)生自由組合，分成六到八個(gè)實(shí)驗(yàn)小組，并指導(dǎo)學(xué)生做英國(guó)科學(xué)家希爾的實(shí)驗(yàn)，觀察希爾反應(yīng)；實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，讓學(xué)生分組討論，回答如下問題：希爾的實(shí)驗(yàn)說明水的光解產(chǎn)生氧氣，這是否能說明植物光合作用所產(chǎn)生的氧氣的氧元素全部來自水？希爾的實(shí)驗(yàn)是否能說明水的光解與糖的合成不是同一個(gè)化學(xué)反應(yīng)？之后，教師再讓學(xué)生做美國(guó)科學(xué)家魯賓和卡門的同位素示蹤實(shí)驗(yàn)，研究光合作用中氧氣的來源，并提問：“分析魯賓和卡門的這一實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論？”最后，教師讓學(xué)生做美國(guó)科學(xué)家阿爾農(nóng)的實(shí)驗(yàn)，觀察光合作用中葉綠體與水的光解的關(guān)系，并讓學(xué)生用示意圖來表示ATP的合成與希爾反應(yīng)的關(guān)系。在這個(gè)過程中，教師僅需要進(jìn)行必要的提示、指導(dǎo)，其他內(nèi)容都可讓學(xué)生自己去發(fā)現(xiàn)、探索。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后的反思評(píng)價(jià)活動(dòng)，以加深學(xué)生對(duì)光合作用原理的認(rèn)識(shí)。

另外，教師還可為各實(shí)驗(yàn)小組分配不同的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，讓不同小組進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)?zāi)撤N因素對(duì)相應(yīng)結(jié)果的影響，這樣不僅能提高實(shí)驗(yàn)效率，而且能讓學(xué)生對(duì)比不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，積極討論，從而激發(fā)學(xué)生思考問題的積極性，加深學(xué)生對(duì)相應(yīng)知識(shí)的理解。例如，在教學(xué)人教版生物必修一中“水進(jìn)出哺乳動(dòng)物紅細(xì)胞的原理”實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可讓學(xué)生先將一滴紅墨水滴入一杯清水中，觀察溶質(zhì)分子在水中擴(kuò)散的結(jié)果，然后做水分子通過半透膜向漏斗內(nèi)擴(kuò)散的實(shí)驗(yàn)，并觀察結(jié)果；讓學(xué)生將哺乳動(dòng)物的紅細(xì)胞放入不同濃度的氯化鈉溶液中，一段時(shí)間后觀察現(xiàn)象。之后，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：紅細(xì)胞的細(xì)胞膜是否相當(dāng)于一層半透膜？臨床上輸液為什么要用生理鹽水？在學(xué)生思考討論后，教師可以讓每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選出一位代表發(fā)言，其余同學(xué)補(bǔ)充不足，看哪個(gè)小組觀察探究得更仔細(xì)透徹，回答得更準(zhǔn)確完整。在學(xué)生討論分享的過程中，教師要記錄相關(guān)內(nèi)容，待學(xué)生討論出初步結(jié)論后進(jìn)行統(tǒng)一總結(jié)評(píng)價(jià)。同時(shí)，教師要及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生反思操作過程中的錯(cuò)誤，探討正確的操作方法，并用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)。又如，在教學(xué)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可將學(xué)生分為三組，其中兩組分別探究酵母菌在無氧和有氧條件下呼吸方式的區(qū)別，剩下一組為對(duì)照組，進(jìn)行對(duì)照實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)開始前，教師可給學(xué)生布置如下思考問題：（1）三組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的目的分別是什么？（2）酵母菌在無氧呼吸和有氧呼吸時(shí)的產(chǎn)物分別是什么？如果實(shí)驗(yàn)成功，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？（3）聯(lián)系實(shí)際生活，結(jié)合酵母菌在有氧和無氧條件下的不同產(chǎn)物，思考酵母菌在生活中的具體應(yīng)用。在該實(shí)驗(yàn)中，我們需要在相同環(huán)境條件下培養(yǎng)酵母菌8—9個(gè)小時(shí)，才能更好地觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在學(xué)生等待的過程中，教師可布置小組思考問題，讓學(xué)生合作翻閱相關(guān)學(xué)習(xí)資料，提升學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性、創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作能力。在下次課堂上，教師再給予學(xué)生積極的反饋，加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，讓學(xué)生在分組學(xué)習(xí)中獲得成就感，并提高學(xué)生的綜合能力。

結(jié)語

生物實(shí)驗(yàn)具有培養(yǎng)和提升學(xué)生科學(xué)探索能力、動(dòng)手操作能力和團(tuán)隊(duì)合作能力的作用，對(duì)生物教學(xué)具有重要意義。教師應(yīng)跟緊時(shí)代步伐，重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，不斷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法與內(nèi)容，在教學(xué)實(shí)踐中不斷剖析自己，及時(shí)評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，不斷學(xué)習(xí)優(yōu)秀案例，從而構(gòu)建出能有效提升學(xué)生核心素養(yǎng)、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科思維、挖掘?qū)W生學(xué)習(xí)潛力的優(yōu)秀高中生物實(shí)驗(yàn)課堂。

［參考文獻(xiàn)］

馮瑞仙.基于新課標(biāo)分析下的高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀調(diào)查與改進(jìn)研究：以鄂爾多斯地區(qū)為例［D］.呼和浩特：內(nèi)蒙古師范大學(xué)，2019.

鄒穎. 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境 激活生物課堂：對(duì)高中生物教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的幾點(diǎn)思考［J］. 考試周刊，2021（20）：135-136.