探索自然奧秘，點燃實驗熱情

李麗清

摘 要：隨著課程改革的不斷推進，高中生物教學迎來了新的機遇和挑戰(zhàn)。實驗作為高中生物的重要組成部分，對于優(yōu)化課堂教學過程，提升學生生物綜合素養(yǎng)來說，都有著十分積極的意義。因此，本文將從高中生物開展實驗教學的意義、高中生物實驗教學存在的問題及有效的教學策略這三個方面進行探究，旨在通過有效的教學策略，切實提高高中生物實驗教學的有效性，使高中生物課堂煥發(fā)新的生機，進而促進學生生物能力的不斷提升。

關鍵詞：高中生物；實驗教學；策略

生物是一門關于生命的科學，其對于培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)、探索生命奧秘和培養(yǎng)學生創(chuàng)新思維能力等方面都有著十分重要的意義。而在高中生物教學中，實驗教學是不可或缺的一環(huán)，它能夠幫助學生鞏固理論知識，培養(yǎng)他們的動手實踐能力，并激發(fā)學生對科學探索的興趣。因此如何提高高中生物實驗教學的有效性成了亟待教師解決的問題，本文將從多個方面探究有效的實驗教學策略，旨在為高中生物教育提供更加豐富、有效的教學手段。相信通過我們共同的努力，能夠激發(fā)學生對生物學習的熱愛，培養(yǎng)他們的科學精神和創(chuàng)新能力，為他們未來的學習和職業(yè)發(fā)展打下堅實的基礎。

一、高中生物開展實驗教學的意義

（一）有助于喚醒學生的學習熱情

俗話說興趣是最好的老師，對于高中階段的學生來說亦是如此，以興趣為導向進行學習，能夠使學生的學習積極性得到顯著的提升，教師也將取得事半功倍的教學效果。所以在開展實驗教學的過程中，教師可以以興趣為導向，喚醒學生的學習熱情，為今后的生物教學奠定良好的氛圍基礎。這是因為生物實驗教學可以讓學生身臨其境地親自參與到實驗操作和觀察實驗現象之中，學生通過實際操作來感受生物學的原理和現象，這能夠有效提高他們對生物學的興趣和好奇心。并且在實驗過程中，學生需要觀察、記錄、分析和解釋實驗結果，并通過思考和推理來建立對生物學知識的理解和應用能力，這能夠激發(fā)學生的思維，培養(yǎng)他們的科學探索精神，深化學生對生物知識的理解與掌握。此外，在進行實驗的過程中，通常還需要學生進行合作互助，通過合作進行實驗，能夠培養(yǎng)學生的團隊協作精神和溝通能力，使他們具備一定的合作探究意識，并進一步調動學生的學習熱情。

（二）有助于提升學生的實驗探究素養(yǎng)

生物實驗教學能夠幫助學生熟悉并掌握實驗儀器、設備的使用和實驗操作的技巧。在學生進行實際操作的過程中，能夠提高他們實驗操作的準確性、規(guī)范性和安全性，并培養(yǎng)他們的實驗技能和實際操作能力。此外，學生通過實驗探究，還可以有效培養(yǎng)他們的科學思維，科學思維是實驗探究素養(yǎng)的基礎，對學生綜合能力的提升具有十分重要的作用。這是因為在實驗過程中學生需要進行現象觀察、提出假設、設計實驗方案、收集和分析數據等環(huán)節(jié)，在這個過程中，能夠培養(yǎng)學生的邏輯思維及科學思維，并提高他們解決實際問題的能力。結合實驗環(huán)節(jié)，培養(yǎng)學生的這些能力，能夠促進他們實驗探究素養(yǎng)的進一步提升，為教師后續(xù)的教學過程奠定堅實的素質基礎，使得學生的生物綜合素養(yǎng)得到更加有效的培養(yǎng)。

（三）有助于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維

隨著社會的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)的生物教學已經無法滿足社會日益增長的實際需求，在這種背景下，社會更需要具備較強創(chuàng)新能力的人才，所以教師在實際教學的過程中，需要注重對學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，提高他們自身的核心競爭力，為學生今后的發(fā)展提供更多的機會與可能。通過實驗教學環(huán)節(jié)，教師可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維，這是因為實驗過程為學生提供了一個自主探索的機會，教師通過鼓勵他們提出問題、尋找答案并進行實驗驗證。在這一過程中，學生需要運用所學的知識嘗試新的方法和思路，以解決教師提出的實驗問題，這種自主探索的經歷可以激發(fā)學生的探究積極性，并有效培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維，進而鍛煉學生的獨立思考能力和解決問題的能力，促進他們核心素養(yǎng)的顯著提升。

二、高中生物實驗教學的現狀

（一）實驗教學當中學生非常被動

在進行實驗教學的過程中，教師有些實驗教學設計的實驗步驟過于固定，學生只需按照指定的步驟進行操作，導致他們缺乏一定的主動性和創(chuàng)造性。在這種情況下，學生只是機械地執(zhí)行實驗步驟，缺乏對實驗設計的深入思考，不但不利于實驗教學的高效展開，還會使學生對其產生一定的抵觸心理。并且部分學生對實驗的目的和意義理解得不夠清晰，以至于他們無法明確自己的學習目標，這將使學生的課堂參與積極性大打折扣，實驗教學無法取得預期的教學效果。此外由于實驗時間比較有限，使得學生不得不在有限的時間內完成實驗任務，在這一過程中學生將只注重時間效率，而忽略了實驗步驟及實驗過程的準確性，這不利于實驗教學的高效展開。如此種種使得學生在進行實驗的過程中，處于被動地位，究其原因在于教師的教學理念較為落后，沒有意識到學生的主體地位及實驗教學的重要性，才使得實驗教學流于表面，教師無法取得預期的教學效果[1]。

（二）教學模式單一，教學效果較差

受傳統(tǒng)教育理念的影響，多數高中生物教師在開展實驗教學的過程中，忽略了對教學模式的革新，實驗教學課堂較為枯燥，在這種情境下，教師不僅無法高效開展實驗教學，還會使學生對生物學習產生一定的抵觸心理。并且一些教師在引導學生進行實驗的過程中，只是簡單給出實驗步驟和要求，缺乏與學生之間的互動和交流，這不僅無法使學生的實驗過程得到有效的保障，甚至還會使學生得到錯誤的實驗結果，會使學生的學習自信心受到一定的打擊。此外，還有些實驗內容過于簡單和基礎，缺乏探究性和挑戰(zhàn)性，這種教學模式無法有效激發(fā)學生的思考，也與教師最初的教學理念相悖。

（三）實驗教學資源不充足

受實驗條件的影響，部分學校的實驗室設備和器材有限，無法滿足所有學生進行實驗的需求，這導致生物實驗的展開舉步維艱。還有一些學校的實驗設備和儀器較為落后，導致實驗內容和方法相對單一、陳舊，無法滿足學生對現代科學技術的認知需求。并且受應試教育的影響，生物實驗教學的時間也被壓縮甚至被教師忽略，在時間和資源的影響下，使得教師開展實驗教學的過程更加艱難，無法取得高效的實驗教學效果。

三、高中生物實驗教學的有效策略

（一）激發(fā)學生實驗積極性，強化學生學習主體地位

在實驗教學當中，強調學生的主體地位是非常重要的。實驗的具體過程是需要學生自主進行操作的，在這個過程中學生要調動已經掌握的生物知識和技能展開實驗，在遇到問題的時候也需要獨立進行思考和研究解決問題，最后結合實驗的結果驗證理論知識，形成更加深刻的理解?？梢妼W生的主動性在實驗教學中直接影響了學生的學習效果，影響實驗教學的整體質量和效果。在強化學生主體地位的時候，首先教師要能夠引發(fā)學生的學習興趣，讓學生樂于參與生物實驗。因此教師可以利用學生的好奇心調動學生的積極性，并結合多媒體技術，以生動的教學手段為輔助，使高中生物課堂變得更加生動，進而有效提高學生的學習積極性，使學生全身心投入實驗探究之中，在這個過程中進一步培養(yǎng)學生的自主探究能力。

例如：在對“觀察植物細胞的質壁分離和復原”這個實驗開展教學的過程中。首先，教師可以通過問題幫助學生復習所學過的內容，如“比較處在一定液體環(huán)境中的植物細胞與滲透裝置，兩者有哪些相似之處？”等，通過這些問題，使學生達到高效回顧的目的，并為接下來的實驗探究環(huán)節(jié)奠定了堅實的知識基礎。接著，教師可以為學生進行實驗演示，比如教師課前做好實驗準備“取蘿卜的塊根，分別用打孔器在相近部位打出兩個圓柱體塊A和B，并將A放置在蒸餾水中，將B放置在濃鹽水中靜止1個小時”。并讓學生猜想處理過后的圓柱體是否和原來的蘿卜塊根上的空相適宜，在學生思考結束后，教師為學生展示實物，讓學生進行觀察。在這個過程中，教師通過創(chuàng)設情境，讓學生更加直觀感受到“植物細胞也可吸水和失水”，同時還能有效激發(fā)學生的學習興趣，引發(fā)學生進一步學習探究的欲望。通過這一個環(huán)節(jié)，學生會自然而然地提出疑問，如“植物細胞通過什么樣的方式吸水和失水呢？”圍繞這一問題，教師帶領學生進行具體分析與實驗探究。教師在帶領學生進行具體的實驗之前，需要幫助學生厘清實驗步驟，規(guī)范實驗操作，使學生接下來的實驗觀察過程可以更加高效，同時教師還可以結合問題幫助學生規(guī)范實驗器材的選擇，如“為什么要選取紫色洋蔥表皮作為實驗材料，而不選擇白色洋蔥呢？”這些問題能夠進一步引發(fā)學生的思考，使學生帶著問題進行實驗，這將使學生的實驗過程更加高效。

（二）關注學生學科素養(yǎng)，優(yōu)化實驗教學活動組織

實驗教學活動的組織和實施對于教學效果有著非常重要的影響，在核心素養(yǎng)視域下教師應該從學生綜合能力的角度出發(fā)開展教學，有效提升實驗教學的效果。傳統(tǒng)實驗教學中教師更加關注學生的理論知識掌握，實驗教學也更多是以實驗的形式呈現理論知識，加深學生的知識理解和掌握。為了更好地發(fā)展學生核心素養(yǎng)，教師就要扭轉這一教學理念，從學生的實際能力出發(fā)，開展針對性的教學活動。在實驗過程中，注重培養(yǎng)學生的科學核心素養(yǎng)，使學生在夯實自身知識基礎的過程中，又能夠提高自身的綜合素養(yǎng)，這將使教師的教學過程更加順利，對學生的培養(yǎng)和鍛煉也將更加高效。并且提高學生的學科素養(yǎng)，將使學生在后續(xù)生物課堂的學習中更加順利，還能夠培養(yǎng)學生具備一定的生物意識，鍛煉他們將所學內容應用到實際生活中的能力[2]。

例如：在對“綠葉中色素的提取和分離”這個實驗開展教學的過程中。首先，教師可以通過簡單的問題進行引入，并吸引學生的課堂注意力，如“大家知不知道光合作用有關的色素在哪？”學生答出“葉綠體”后，教師可以利用課件為學生展示已經分離好的色素層，使學生初步了解葉綠體的結構。接著，教師可以對學生提出問題，引導他們進行思考，進而掌握實驗的原理和目的，如“為什么用無水乙醇提取葉綠素中色素呢？”通過引發(fā)學生的思考，可以使學生對實驗的理解更加深入，并且對實驗步驟的掌握也將更加牢固。在此基礎之上，教師可以讓學生以小組為單位，并引導學生在組內進行積極的討論和探究，促進他們思維的交流和碰撞，進而有效培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)，使實驗過程的展開更加行之有效。

（三）善于運用信息技術，細化生物實驗教學過程

為了更好地發(fā)展學生核心素養(yǎng)，教師應該細化生物實驗的教學過程，無論是知識的實際運用還是學生動手操作能力往往都體現在具體的細節(jié)當中。隨著科技的飛速發(fā)展，信息技術在高中課堂上的應用也愈發(fā)普遍，所以教師可以結合信息技術的特點，將生物實驗細節(jié)以更加直觀的形式呈現給學生。通過這種方式，能夠有效調動學生的學習積極性，并且信息技術的應用還能夠有效優(yōu)化課堂的時間效率，使教師能夠將更多的注意力投入對學生個性化的培養(yǎng)和指導中，這將使得生物教學更加科學高效，對學生的培養(yǎng)也將更加全面[3]。

例如：在對“觀察葉綠體和細胞質流動”這個實驗開展教學的過程中。首先，教師可以利用3D交互課件，引導學生嘗試制作“真核細胞的三維結構模型”，以結合信息技術的方式深化學生對所學內容的認知，達到復習鞏固的目的，使學生可以更加高效回顧“細胞器結構、功能及分工”的相關知識，為接下來的實驗操作奠定堅實的知識基礎。并且采用這種形式，還能夠激發(fā)學生的學習興趣，使學生更愿意參與到動手操作之中。接著，教師可以引導學生用高倍顯微鏡觀察葉綠體和細胞質的流動，此時教師可以引導學生利用課前準備好的實驗材料，如：“黑藻、蘆薈、綠蘿、洋蔥鱗片葉”等，并為學生講解實驗原理、目的和實驗步驟以及相關的注意事項，如實驗原理為“葉肉細胞中的葉綠體，散布于細胞質中，呈綠色、扁平的橢球或球形，可以在高倍顯微鏡下觀察它的形態(tài)和分布”。這能夠使學生進行實驗的過程更加順利，同時教師需要實時巡視課堂，對學生的實驗操作進行指導，幫助學生進行及時查漏補缺，在此之前，教師還可以通過信息技術的形式，為學生播放實驗演示視頻，幫助學生將思考的內容具象化，這也將使學生進行實驗的過程更加順利。在學生完成實驗之后，教師可以向學生提出問題，引發(fā)學生對實驗現象的思考和總結，如“在高倍顯微鏡下能否觀察到葉綠體的基粒？”學生通過思考和實驗過程可以得出結論，如“不能，基粒是葉綠體內部的結構，太小了，要借助電子顯微鏡才能觀察到”。此外教師還可以通過問題引導學生敘述自己的實驗現象，如“黑藻葉肉細胞中的葉綠體形態(tài)是怎樣的？”結合這一問題，教師可以使學生對實驗過程的總結和觀察更加完善。此外，教師可以為學生播放視頻“黑藻葉肉細胞的細胞質流動”，帶領學生探究“環(huán)境因素影響黑藻葉肉細胞的細胞質流動”實驗，視頻的播放能夠使學生對所學內容的認識更加立體，也便于學生在后續(xù)的實驗中能夠更加順利。

結束語

綜上所述，有效的實驗教學策略能夠培養(yǎng)學生的實踐能力和綜合思維，進而提高他們的學習效果，激發(fā)他們對生命科學的興趣和熱愛。這將使高中生物課堂教學取得事半功倍的教學效果，同時還能夠促進學生全面而高效的提升和發(fā)展。但是就教學現狀來看，多數高中生物教師在開展實驗教學的過程中，仍存在諸多不足之處，這就需要教師以學生的實際需求為出發(fā)點，在不斷的探索中探究出最切合學生實際的教學策略，并輔以生動的教學手段，使高中生物課堂教學效率不斷提升，調動學生實驗探究的積極性，發(fā)揮其對生物課堂真正的促進作用，進而提高學生的生物綜合素養(yǎng)。

參考文獻

[1]丁衛(wèi)東.核心素養(yǎng)下高中生物實驗教學思考[C]//中國陶行知研究會.2023年第九屆中國陶行知研究座談會論文集.靖江市第一高級中學，2023：3.

[2]陳照月，鄧源喜，盛慶超，等.高中生物實驗教學中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的途徑與策略分析[J].內江科技，2023，44（11）：67-69.

[3]湯禹平.STEM教育理念在高中生物實驗教學中的應用策略[J].數理化解題研究，2023（33）：142-144.