基于核心素養(yǎng)高中生物實驗高效教學模式初探

張澍斌

摘 要：在深化課程改革，加快“核心素養(yǎng)體系”建設的背景下，如何使高中生物實驗教學模式更有效是高中生物教學的重要研究課題。高中生物實驗教學模式以“驗證性實驗”和“探究性實驗”為主，這兩種實驗各有特點，教師都需要完成小組學習的組織，重視激發(fā)學生的學習興趣，保證探索能力的提升，同時在總結教學經驗的過程中進一步探索全新的實驗模式，實現(xiàn)實驗的全面拓展。本文分析了當前高中生物實驗教學模式中存在的問題，提出了高中生物實驗教學模式，總結了高中生物實驗教學模式的拓展方向。

關鍵詞：高中生物；實驗教學模式；拓展

生物學是一門實驗科學，在生物學中，每個概念的建立，每個定律的發(fā)現(xiàn)，都有其堅實的實驗基礎。因此高中生物教學要重視實驗模式的規(guī)劃，不斷拓展實驗內容，分析實驗結論。筆者在分析當前高中生物實驗教學模式中存在的問題基礎上，提出了高中生物實驗教學模式，并對高中生物實驗教學模式的拓展進行初探。

1 制約高中生物實驗教學模式有效性的影響因子

在《普通高中生物課程標準》中明確指出，實驗教學的實施是高中生物課程改革的重要環(huán)節(jié)，同時也是提升學生核心素養(yǎng)的重要途徑。特別是在新課程改革的過程中很多教師都轉變了傳統(tǒng)教學觀念，充分認識到生物實驗教學的重要性，但在具體的實驗課堂教學設計方面卻仍缺乏有效的教學模式。具體表現(xiàn)在：第一，由于教學任務重、教學時間緊、實驗器材不足等問題，在實際開展的實驗教學中，教師仍普遍按照書中已有的實驗步驟或提示進行相關“實驗探究”，使本應讓學生親自參與、體驗的環(huán)節(jié)被省略了。讓本應該是實驗課主角的學生變成了配角，老師反而成了主角[ 1 ]。這樣的教學模式，盡管教師在課堂上順利完成了教材中的各項實驗教學任務，而且實驗過程表面也很熱鬧。但是新課程標準所要求的實驗教學的相關教學目標難以實現(xiàn)，需要通過實驗教學來培養(yǎng)學生的各種能力也無法落到實處，學生核心素養(yǎng)的構建也就無從談起。教師必須要明白：實驗課既要讓學生體驗到生物學的趣味，也要注意讓學生了解生物是個嚴謹?shù)膶W科。所以實驗課很重要，既要滿足他們的好奇心，也要完成教學計劃。第二，課堂教學過程中教師對實驗的組織過于簡單，沒有考慮到實驗活動與其他課堂教學模式的不同，仍然按照常規(guī)課來安排活動，在實驗過程中無法讓每個學生都積極參與其中，最終導致實驗活動流于形式。學生無法在實驗室內和實驗課堂上掌握實驗技能，并形成熟練的知識運用能力，為了轉變這個狀況必須探索出切實可行的生物實驗教學模式。

2 高中生物實驗教學模式分析

2.1 驗證性實驗教學模式

驗證性實驗教學是指在初步了解研究對象的基礎上，對其形成一定認識或提出某種假說，為驗證這種認識或假說正確與否而開展的一種實驗。這種教學模式特別適合高中課堂，因為高中課堂上學生學習了很多已經有結論的生物學理論和知識，這些知識內容的驗證都需要通過生物實驗來完成。目前，設計驗證性生物實驗的模式程序包括：第一步，教師指導實驗。教師要明確教學目標，設計學習小組，重點講解生物實驗的要點，并適當操作示范。第二步，小組進行驗證實驗，學生分組完成實驗，獲取小組實驗數(shù)據(jù)，對比分析，得出自己的結論。第三步，教師評講，歸納總結，并對優(yōu)秀的小組進行獎勵。

案例：《顯微鏡的使用》實驗設計

教師活動：指導回憶顯微鏡構造的書本知識，請同學們回答出所知道的對顯微鏡的了解。

學生回答。

教師活動：演示顯微鏡的使用方法。提出問題：請各小組自己用顯微鏡觀察標本，然后寫出顯微鏡使用的注意事項[ 2 ]。

學生活動：分組完成顯微鏡觀察樹葉細胞的實驗，得出各小組結論。

教師活動：進一步觀察洋蔥表皮細胞，請同學們注意顯微鏡的正確使用（一移二轉三調），能觀察到洋蔥表皮細胞，注意中央液泡的大小并指出原生質層的相應位置。

學生活動：分組完成任務，得出各小組結論。

教師活動：獎勵表現(xiàn)好的小組，請小組發(fā)言人進行經驗介紹，總結小組成功的原因。

從這個案例之中可以看出，驗證性實驗活動中學生往往缺乏興趣，因為學生認為很多結論書本上已經有了，為了解決這個問題，教師必須在驗證性實驗的過程中讓學生發(fā)現(xiàn)通過實驗活動，能夠探索出書本中沒有詳細介紹的現(xiàn)象，面對眾多的實驗結論要有總結、分析、概括的能力。

2.2 探究性實驗教學模式

探究性實驗教學是指學生在未知實驗結果的情景下，通過教師引導和配合，使學生運用自己已有生物知識及實驗技能，自己實驗、探索、分析、研究得出結論，并對結果進行交流的一種實驗形式。實驗教學中教師應多開展探究性實驗教學，課題選擇以與生活聯(lián)系密切的、學生有興趣的、愿意且可以探究的問題材料。以實物、圖片、多媒體動畫、文本文件等為課題研究載體，精心組織課堂教學內容，學習方式以教師引導、學生講解、自主相互討論和辯論等為主[ 3 ]。

案例：證明哪種溫度是淀粉酶的反應最適溫度

教師活動：提出實驗內容，請學生以小組為單位進行討論，確定探究課題、實驗原理、實驗目的，提出實驗假設、設計實驗方案。

學生活動：根據(jù)實驗方案進行相關操作，填寫學案或實驗報告。同組成員互相指出不正確的實驗操作；對不同小組的實驗結果進行比較、分析討論并相互評價各小組的實驗結果。

教師活動：進行巡視，解答學生的疑問。在學生實驗活動結束時， 請他們深入研究溫度對生物實驗的影響。

學生活動：拓展學習，結合網絡。

探究性實驗是通過實驗來回答一個感興趣的問題，激發(fā)學生的好奇心，引導學生主動參與探究過程。當教學進入認知形成階段時，課堂教學可以再次回歸小組交流心得、形成小組意見、小組代表闡釋、教師組織引導，進而形成統(tǒng)一的認識。這樣不但有利于教學目標的實現(xiàn)，也有利于學生綜合能力的培養(yǎng)。此外在探究性實驗教學中，教師還可以引導并鼓勵學生在已有的知識經驗背景下，將探究繼續(xù)。如繼續(xù)深入研究或翻轉已掌握的知識，改進實驗裝置，將探究性實驗方案重新設計，使課堂教學得以不斷延伸放大[ 4 ]。由此可見探究性的實驗教學模式既可以充分體現(xiàn)了教學的雙邊互動，讓課堂生機盎然，又確保課堂教學的高效性，生物核心素養(yǎng)的構建也就水到渠成了。

3 高中生物實驗教學模式的拓展

從上面的實驗教學模式分析可以看出有效的實驗教學模式既能培養(yǎng)學生能力，又能激發(fā)學生興趣。但是為了更好地完成高中生物實驗教學，必須要更進一步地拓展實驗模式。

3.1 嘗試開放生物實驗室

生物教學模式的改革目前還局限于在課堂這個領域。教學模式的更新必然帶來了新的理念，讓學生的學習從傳統(tǒng)的課堂、教室這有限的空間里面徹底超越出來，走向更高、更廣、更大的領域。生物實驗室的開放內容和范圍應嚴格按照“因材施教、因人而異、實效第一”的原則，根據(jù)學生層次和要求的不同，確定開放內容和范圍。內容和范圍包括：設計性、綜合性和研究性實驗；小發(fā)明、小制作、小論文等課外科技活動實驗[ 5 ]。倡導學生自擬探究課題，激勵學生參與教師研究的課題，嘗試解決科學探究和生產實踐問題。學校為了實現(xiàn)這個拓展目標，也要結合自身學校特色，整理實驗室相關材料，初步設定實驗室開放方案和管理內容，組織管理人員進行培訓使用，組織學生小規(guī)模測試，培養(yǎng)學生自主實驗的能力。

3.2 讓生物實驗活動信息化

隨著現(xiàn)代信息技術手段發(fā)展的飛速發(fā)展，信息技術手段在學科教學中的應用已經越來越引起人們的高度重視。通過信息技術手段的引入，讓信息技術與課程有機結合，從而實現(xiàn)傳統(tǒng)教學模式的改變，讓課堂教學更有趣、更直觀、更有效。實驗是高中生物學科教學的基礎，實驗的教學過程是讓學生自己動手，收集、處理信息并獲得新知識，提升自身科學素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的有效途徑，與信息技術有著共同點。在實驗模式拓展過程中，教師可以以一個單元計劃的設計為主，組織學生學習。

案例：《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》單元學習

教師活動：列舉水體污染問題，如工廠車間的廢氣排放；沿海灘涂對蝦養(yǎng)殖中大范圍死蝦；近年來農村地區(qū)麻雀及灰喜鵲數(shù)量減少等現(xiàn)象。請同學分析這些問題。

學生活動：通過網上查尋和搜集相關的資料或報道，并認真地分析討論。

教師活動：檢查各小組的討論結論，請同學們設計探索實驗來驗證自己的結論。

學生活動：設計相關的探索性來驗證自己的結論。

總之，在拓展實驗模式的過程中，教師要保證學生探索的知識不再是單一的、機械性的結論性知識點，而是既包括知識的來源、發(fā)展、內涵、內在關系和價值取向，也包括一些方法論和創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)等自主構建起來的知識網絡。從而抓住知識的本質特征，更有利于發(fā)現(xiàn)問題的關鍵，靈活有效地解決問題 [ 6 ]。

綜上所述，高中生物實驗教學模式以“驗證性實驗”和“探究性實驗”為主，這兩種實驗各有特點，教師都需要完成小組學習的組織，重視激發(fā)學生的學習興趣，保證探究能力的提升，同時在總結教學經驗的過程中進一步探索全新的實驗模式，實現(xiàn)實驗的全面拓展。

參考文獻：

[1]朱沈芳. 高中生物探究性實驗教學與學生問題意識培養(yǎng)的研究[D]. 上海：上海師范大學，2012.

[2] 張志俠. 高中生物開放實驗室的研究[D]. 上海：上海師范大學，2012 .

[3]王師瓊. 高中生物探究性實驗教學建模探析[D]. 成都：四川師范大學，2012 .

[4]張洪斌. 高中生物教學現(xiàn)狀的調查與反思[D]. 大連：遼寧師范大學，2012 .

[5]李勇. 開放式教學在高中生物實驗中的應用研究[D]. 長春：東北師范大學，2012.

[6]朱道立，王康樂，陳佩林，等. 生物實驗課程教學模式與學習方式的研究[J]. 理工高教研究， 2008（2）.