高中生物實驗教學的有效性研究經驗分析

曹翠娜

(河北省廊坊市文安縣第一中學 河北 文安 065800)

1.影響高中生物實驗教學發展的原因

1.1 教師實驗教學觀念滯后。新課標強調學生在學習過程中的主動性，一些教師對生物實驗課的觀念滯后于新課標對實驗教學的要求，一般通過講述實驗流程及要點或者播放演示視頻的方式代替生物實驗組織教學。相較于多媒體實驗課件，實驗探究活動有助于改進學生的學習方法，提高學生的操作技能。學生學會規范利用實驗儀器和正確處理實驗材料，有利于培養自身的科學探究能力，并且能讓學生在親身參與的過程中培養學習興趣。

一些教師受到應試教育觀念的影響，對實驗教學不夠重視。他們認為，高考試題中對生物實驗的考查只停留在實驗流程和實驗結論等理論知識。因此，這些教師在實驗教學的過程中往往更重視學生對實驗結果的掌握和知識的鞏固，忽略了對學生能力的培養?，F階段高考試題越發重視對學生科學探究能力的考查?！?019年普通高等學校招生全國統一考試理科綜合考試大綱》針對生物學科建立了一個能力考查體系考查學生的綜合能力，包括理解能力、獲取信息能力、實驗與探究能力和綜合運用能力。這四種能力相輔相成。因此，教師在教學的過程中也應兼顧對學生各方面能力的全面培養。

1.2 現有的教學設施設備無法滿足實驗教學的需求。由于各地教育資源分配不均衡等因素，現階段一些高中學校的實驗室無法滿足實驗教學需求。同時，由于長時間疏于管理，實驗教學所需要的儀器設備也未能及時更新。近年來，由于生源量的增多，高中擴招已成為常態，而實驗室數量并沒有因為生源數量的上漲而增加。在實驗室數量有限的條件下，各班只能輪流使用實驗室。

此外，多數實驗設備和實驗藥品價格昂貴，部分藥品的購買渠道較窄。因此，學校財政狀況吃緊也是導致實驗課無法正常開展的因素之一，這類問題在偏遠地區的學校尤為普遍。在這種條件下，教師只能以讓學生觀看實驗錄像或者聽教師講述的方式進行學習。

2.高中生物實驗教學的有效性研究經驗的措施

2.1 合理安排實驗內容，重視實驗研究方式。由于生物課時較為緊張的情況普遍存在，教師可以通過講授與演示相結合的方式進行實驗教學。具體來說，教師可以讓學生做好課前預習，自主完成提出問題、猜想和假設以及設計實驗等環節;上課時由各組同學分享自己的設計方案，教師進行總結和點評;教師講解完實驗原理和注意事項后，留出一定時間讓學生進行實驗。這樣做的好處有兩點:第一，可以解決生物教師教學過程中課時不足的問題，課前準備和總結講解提高了教學效率;第二，有利于培養學生的科學探究能力，學生在自主設計實驗方案的過程中發揮了自身的主觀能動性。

新教材中的眾多實驗都有其不同的側重點。例如“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”這類驗證性實驗注重的是驗證概念的正確性，這些實驗所驗證的概念一般都十分簡單，易于學生理解;而對于“比較過氧化氫在不同條件下的分解”這類探究性實驗，教師在教學過程中需要建構與實驗對應的生物學概念。這些概念是學生之前從未接觸過的，在提出問題或任務、解決問題或者完成任務過后，學生就會學習掌握相應的概念。教師是實驗教學的主導者，應明確每個實驗最適合的實驗方式，這樣才能抓準重點、突破難點。

2.2 對實驗方案設計進行優化，保證其合理性。通過前面的介紹可以發現，高中生物實驗教學中還存在的一個問題主要是生物實驗方案設計不合理，難以滿足學生需要，所以為了改善這一問題，提高學生們的學習效率，需要教師根據每節生物課特點來對實驗方案進行設計，并提前做好各種實驗器材的準備工作；另外，還需要教師在實驗開始之前對本次實驗相關的材料進行仔細閱讀，對實驗階段可能出現的問題提前制定預防和解決措施，且通過和學生的交流和溝通，來制定一套全面的、針對性強的應急方案；此外，教師還要根據不同的實驗，選擇不同的設計方案，以便學生在進行實際操作中能夠及時應對問題，也保證教師可以及時地給予學生指導，這樣既可以提高學生的創新能力，而且還可以激發學生參與生物實驗的主觀能動性，也為學生今后的生物學習奠定一定基礎。

2.3 對教學理念和教學方式進行創新。通常情況下，教師落后的教育思想和教育方式是導致高中生物實驗課無法順利進行的主要原因，為了使該問題得到有效解決，就需要高中學校注重對教學理念和教學方式的創新，定期向生物教師開展生物實驗相關講座，讓每個教師都能夠從中受益，更新自己的教學理念和教學方式。例如學校可以邀請著名的生物教育專家為生物老師們講解生物學習過程中的主要問題和可能會遇到的各種情況，并和教師們探討實驗教學的重要性，使他們能夠正視以往生物教學中存在的缺陷和不足，并在此基礎上營造活躍的課堂氛圍，培養學生的發散性思維和創新性思維。

例如：在進行高中生物“細胞的多樣性和統一性”教學時，學?？梢匝堉募毎麑W研究專家到學校開展講座，為各位老師講解細胞在生物學習中的重要性，通過專家的講解，讓老師們意識到在生物課堂上進行實驗教學可以有效地培養學生的動手能力和創新思維，同時可以激發學生的學習熱情，讓學生感受到自己動手得到實驗結果的樂趣。

2.4 教學方法與時俱進。教學方式應該多樣化，教師應結合生物新課程的特點，積極探索新穎、有趣的教學方法。比如，可以通過小組合作的模式進行教學，在“觀察動植物細胞結構”的實驗中，可以采取小組合作的模式展開實驗，一些學生進行臨時裝片的制作，一些觀察細胞結構；另一部分學生對實驗結果進行總結和梳理。也可以通過翻轉課堂模式開展實驗，例如，在植物光合作用的相關實驗教學中，教師可以事先制作有關光合作用的簡單小視頻，學生通過觀看小視頻對植物的光合作用有一個整體的認識，并對相關內容提出疑問，帶著問題進行實驗，將會大大提升實驗的教學效果。教師還可以應用開放式的教學方法，例如，“生物圈中的綠色植物”，老師可以帶領學生參觀校園，探索校園中的綠色植物，這樣可以調動學生的學習興趣。再如：在講解“細胞通過分裂產生新細胞”時，教師可以提前準備植物細胞或動物細胞有絲分裂或減數分裂的視頻，在課堂上給學生播放，再用板書對有絲分裂或減數分裂時染色體的數量和形態變化進行演示，讓學生掌握生物體的生長除了細胞體積的增大還包括細胞數量的增多。在多媒體和板書相結合的直觀演示中，學生可以掌握對細胞這種微觀世界的認識，從而提高學生的學習效率。

2.5 通過對實驗設計進行優化，提高實驗教學效果。高中生物實驗教學過程中優化實驗設計是實驗教學效率提升的重要方法，但許多教師對實驗過程的設計比較復雜，導致學生對實驗流程毫無頭緒，因此也無法深入探究實驗目的，所以教師應該保證設計的試驗方案簡單明了，進一步提升生物實驗的高效性。

2.6 創設疑問性的實驗問題，增強學生的實驗參與能力。課堂問題的設計應該切合學生的實際，讓學生的質疑心理得到全面的釋放，以更好的提高學生的參與意識。高中生物教師在組織實驗教學的過程中，應該突出學生的主體地位，根據學生的性格特點制定實驗環節，開展模擬型的實驗探究，讓學生熟練地掌握實驗的具體過程，并強化學生的實驗訓練，促使學生更加積極主動地融入到實驗的形成中，以順利地總結出實驗的結論和現象，提高學生的實驗技能。在這種教學模式下，學生首先掌握的就是基礎的理論知識，在模擬實驗完成后開展自主設計，既給學生創造了扎實掌握實驗方法和技能的時間，又給學生提供了發散思維的契機。在學生進行自主設計時，重要環節就是問題的提出和觸發思考，因為有了問題才會產生解決問題的動力，有了動力才有找到解決方法的機會。因此，教師在帶領學生進行探究性實驗時，應重視給學生設立問題情境，給學生展示一些有關實驗內容的圖片、文字信息、數據、模型等，提出探究性問題，并鼓勵學生做出大膽猜想以及判斷，然后引導學生獨立設計驗證猜想的具體方案。通過這種學習方式，有利于培養和鍛煉學生的探索意識。

2.7 組織實踐性的實驗分析，提高學生的實驗總結水平。高中生物教材中所包含的實驗數量特別的豐富和復雜，如果簡單的進行灌輸，則不利于學生整體的發展，會導致學生的分析能力受到阻礙，而學生的總結水平也不能得到持續的上升。作為高中生物教師要適當的進行實驗的分析要通過實踐性的活動，讓學生的感性認識更為深刻，切實找到各個實驗的缺點和漏洞，要幫助學生進行驗證，鼓勵學生進行自主的創造和發展，以不斷的提高學生的創新素養和水平。所以在高中生物課堂中，這種驗證性的實驗不應過多，適當即可，對于一些比較簡單的生物實驗就不需要在課堂中進行驗證，教師應該選擇哪些比較重要的生物實驗或者是學生們理解起來困難的實驗在生物課堂中進行驗證。教師更應該在生物課堂中增加一些探究性實驗，因為探究性實驗不僅能夠增加學生對生物知識的了解和運用，還能夠使得學生通過探究實驗來提高實驗創新能力，進而能夠讓學生養成一個嚴謹的科學態度。在探究實驗中，學生提高了分析問題和解決問題的能力，進而使得學生對生物學習的興趣大大提高，使得學生能夠成為生物學習中的主體。

2.8 分類構建實驗模型，提高解題能力。實驗教學最終還是要回歸解題和提高生物成績上來，學生面臨最大困難是實驗內容繁多，記憶難度較大，解題思維訓練少，對此可以采用歸納法將各種類型實驗進行分類歸納，以便學生對比記憶。如根據實驗類型劃分，可以把實驗分類成觀察類實驗、驗證性實驗和探究性實驗，觀察類實驗又可以列表對比原理、試劑、顏色或現象，進一步可以歸納出原色觀察和染色觀察兩類；驗證性實驗和探究性實驗注重實驗設計思路，是考題考查的重點，此時需要構建實驗模型來幫助學生理清思路，建立起科學思維。比如寫實驗思路，模式為“用什么方法怎么處理，通過觀測什么指標反映實驗結果”。經過對實驗題可能考查的各方面構建模型，學生在解題時就會沿著模型指引，思路清晰地進行科學思維，有效地提高解題能力。

2.9 鼓勵學生在實驗學習中試錯。平時我們總是習慣于強調實驗操作的正確方法和步驟，并要求學生嚴格按部就班的進行操作，從而忽視了“試錯”的重要性，建立在失敗基礎上的成功更能讓人體會深刻，記得更牢固。比如斐林試劑和雙縮脲試劑使用時，可以讓學生嘗試不同方法添加試劑會帶來什么不同的結果。如果讓學生只能按確定的步驟來操作，那么結果也是確定的，實驗操作就變得十分機械，缺乏探究的價值，學生也會漸漸失去對實驗的興趣和探究欲望。更何況，我們要知道，今天確定下來的實驗操作步驟也是經過多次的試錯得來的。

3.結束語

總的來說，過去那種認為開展生物實驗教學是無用的觀點已經被廣泛證實是錯誤的，在未來，社會的發展只會越來越快，生物人才想要在其中站穩腳跟，就不能僅僅依靠自身對于理論知識的了解和掌握，必要的動手實驗能力是區分人才梯度的重要標準，通過生物實驗教學，學生可以鍛煉自身的觀察與操作能力，同時也加深對于生物理論知識的記憶和理解，為以后的順利成長與發展打下堅實的基礎。