高中生物實驗教學問題及優化研究

吳小華

摘 要：實驗教學作為高中生物課程的重要教學手段，具有著其他教學方式不可比擬的優越性，是學生獲取直接資料與數據的重要途徑。實驗教學的開設也滿足了學生的學習需求，彌補了傳統課堂教學模式的不足；有利于充分調動學生的觀察能力與動手能力，培養學生的實踐性思維，促進高中生各方面素質的綜合發展。

關鍵詞：高中生物；生物實驗；實驗教學

生物是一門以實驗為基礎的自然科學，實驗本身就是生物學中不可或缺的組成部分。之所以在生物教學中進行實驗的運用，一方面是實驗能夠將一些抽象的概念和內容用最直接的形式表現出來，這會加深學生對內容的理解。另一方面是利用實驗可以獲得新奇的東西，這些東西有助于學生對生物學的興趣增加，同時激發起探究的欲望，從這個角度來看，生物實驗對于提升學科興趣幫助巨大。

一、當下生物實驗教學存在的問題

1、實驗過程中，學生的注意力集中情況易受影響

受實驗設備條件、課時安排等因素的限制，許多學生可以充分參與生物實驗、進入實驗室的機會并不充裕。許多學生由于好奇心的作祟，在進入實驗室時對內部陳列的實驗設備、器具等充滿了無限的好奇，這大大分散了學生的學習注意力，難以保證學生的聽課質量和實驗質量；甚至有些學生在好奇心的驅使下沒有得到教師的允許和指導，擅自觸碰生物實驗器具，往往容易導致教學器具發生損壞，嚴重者還會對學生的人身安全造成影響。另外，由于身處實驗室這個新環境中，或對教師的實驗演示各抒己見，學生在生物實驗教學過程中更容易在課堂中出現交頭接耳的現象，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，容易導致學生難以實現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、實驗技巧等關鍵知識的掌握，造成學生學習效率不高的情況。

2、學生的實驗操作效果不理想

大部分高中階段學生的自我控制能力較差，對新鮮事物有著濃厚的興趣。這是導致學生在生物實驗過程中分心、走神的重要因素。學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，致使部分學生在動手實驗期間出現失誤，導致實驗的結果或是得出的數據出現較大偏差。

3、學生在實驗中往往只顧進行實驗過程的步驟，而忽視了對實驗數據的及時記錄和整理

某些學生在實驗過程中并未做到認真操作，但迫于教師的壓力，在實驗過程結束后選擇借鑒其他同學的實驗數據，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、真實的數據，為進一步的生物研究提供資料。有些學生視生物實驗為游戲，忽視了生物實驗的科學性與嚴謹性，致使生物實驗沒有起到該有的作用，從而導致學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習也更無從談起。

4、生物實驗設備、器材陳舊，影響教學質量

部分學校在生物實驗設備、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備極為有限，無法為教師的生物教學研究和教學實驗提供高效的支持，嚴重阻礙了學科教學的設計與創新，不利于生物實驗的開展。另一方面，生物實驗設備過于陳舊，難以達到生物實驗要求的標準，難以為學生的生物實驗提供專業、便捷的實驗環境。

實驗教學在高中生物教學中占有重要地位。筆者結合教學實踐，從探究、觀察、檢測、模型制作、生物科學發展等角度，談談如何通過實踐教學，提高學生的認知能力和學習能力。

1、探究類實驗

我一般會引導學生根據教材所提供的實驗主題，按照多種思路和方案自行設計和實施，在實驗過程中不斷改進，這樣既可激發學生的求知欲，培養其創新意識，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，引導學生閱讀教材的參考案例后設疑：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。然后讓學生分組進行嘗試實驗，討論實驗現象。實驗結束后分組交流：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目標？用不同的試劑，不同的濃度怎樣呢？然后進行總結。通過此類實驗我成功地引導學生向探究的方向邁進：學生從以前的“依樣畫葫蘆”，到現在能在實驗過程中采用不同方案，發現問題，改進方法，并由此設計實施探究性實驗，能力有了一定的提高。這樣處理使學生在探究過程中能深入思考，對問題進行全面的探究，激發學生的探究興趣，培養學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”“觀察根尖分生區組織細胞有絲分裂”“觀察蝗蟲精母細胞減數分裂固定裝片”“低溫誘導植物染色體數數目的變化”等實驗。在這些實驗過程中學生對于顯微鏡的使用已經是得心應手，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知識獲得感性認識。在實驗過程中，老師可以讓他們總結一些經驗，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”，我能引導學生通過比較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、因變量和無關變量，得出相應的結論，并提出與酶相關的新的探究主題，讓學生嘗試進行試驗設計并實施實驗，提高其思維嚴謹性和語言表達的嚴密性。通過此類實驗引導學生歸納出對照實驗的原則：科學性原則、單一變量原則、對照性原則，可重復性原則和簡單可行性原則等，讓學生在以后的學習中，能對一些簡單的實驗方案做出恰當的評價和修訂。

4、模型建構和課外制作類實驗

如“嘗試制作真核細胞三維結構模型”“建立減數分裂中染色體變化模型”“制作DNA雙螺旋結構模型”“利用廢舊物品制作生物膜模型”，我一般布置學生回家完成后帶來學校展覽，既可以小組合作，也可以獨立完成。學生的思維很活躍，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。真正地給學生帶來無窮的樂趣，讓他們在玩的過程中學到知識。這類實驗不僅豐富了學生的學習生活，而且每次在校內展覽都會引起全校師生的關注，帶來相當不錯的效應。

5、生物科學發展史實驗

在平常的教學中，我也非常重視教材中的生物科學發展史。科學發展史是新教材的亮點，它向學生呈現了科學家們獨到的科學思想和方法。我在教學過程中能不斷啟迪學生領會其中的科學方法，且能運用到實際的實驗設計中。如通過孟德爾遺傳定律的發現歷程讓學生掌握假說―演繹法的應用；再如通過植物生長素的發現歷程中幾位科學家的實驗設計，讓學生從中領會其巧妙的設計思路和相應結論的得出等，領略其中的精髓。對于感興趣的學生，可以鼓勵他們在課外模擬科學家的實驗。

參考文獻：

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

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