高中生物學新舊教材的實驗對比以及運用PBL的優勢

華 茜 王 歐

（云南師范大學 云南·昆明 650500）

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》其中指明生物學是自然科學中的一門基礎學科，是研究生命現象和生命規律的一門科學。而飛速發展的社會和科技對高中生物學教學提出了更高的要求。學科核心素養的提出則是對學生在生物課程學習過程中所要培養的價值觀念、必備品格與關鍵能力的具體要求，因此，對學生生物學學科核心素養的培養應貫穿于課程編寫和考試評價中。

而生物實驗在整個生物學教學中占據了很大的比重，因為實驗不僅能夠培養學生的動手操作能力還有益于提高學生理解和運用知識的能力，這與新課標對學生的要求是相契合的。但目前對學生生物實驗能力的培養與評價的重視程度還遠遠不夠，生物實驗不應該只是課堂內容依附，而應該作為一個較為完整和獨立的過程，與課堂內容相互印證相互補充，以此來達到更好的教學效果。

1 新舊教材的實驗對比與實驗教學現狀

2017年新課標制定后，相應的教材編寫也在做出改變，而實驗設計的變化也較為顯著。如人教版2019版高中生物學新教材必修1《分子與細胞》（簡稱新教材）中的“探究植物細胞的吸水和失水”這一實驗，與人教版2007版高中生物學教材必修1中“植物細胞的吸水和失水”設置的實驗內容基本相同，依然采用科學探究的方法，引導學生自主進行實驗探究。但在作出假設這一步驟中不再給出參考，而是讓學生自行進行假設并驗證，并引導學生實驗設計思路，通過問題的設置引發學生的思考，結論部分也不再僅限于對一個問題做出解答。這樣的設計更加有益于學生進行獨立思考與實驗設計，這與新課標對學生科學思維和科學探究能力的培養要求是高度契合的。

而且新教材還刪除了以觀察和體驗為目的的實驗，如“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”“體驗細胞膜的制備方法”等，新教材將原本的驗證性實驗都改為了探究性實驗，不再僅僅是依托教材，只要求學生進行簡單實驗步驟的模仿，而是給出一個范例，然后啟發學生，讓學生自主設計實驗，更加有利于對學生實驗探究能力的培養和對科學思維和科學探究能力的培養。實驗探究板塊尚且做出了如此之大的改變，更多新的教學內容與要求都在督促教師轉變觀念，積極探索新的教學思路與方法。

新課改之后，對學生的綜合能力提出了更高的要求，但與培養能力相矛盾的是目前高中生物實驗教學存在許多問題，因此，想要學生通過實驗探究獲得更多能力培養，就需要對實驗的教學現狀進行分析，然后就存在的問題提出可行的解決辦法。

首先是學校和教師的重視程度不夠。目前，生物實驗課程受當前應試教育的影響，部分學校過分強調學業評價的成績，缺乏對實驗操作能力的重視，以至于學校內部忽視實驗。

其次是在傳統教學中教師往往占據實驗操作的主體位置，學生只通過觀察來獲得實驗經驗，并且只是對實驗過程進行簡單的模仿，沒有進行深入的思考，難以領會實驗的精神，更遑論從中培養科學思維與探究能力。

2 PBL運用于高中生物學實驗

PBL教學法運用于高中生物學實驗教學中，從已有的經驗可得，將該教學法運用于實驗前的準備階段、實驗實施階段、實驗后的反思階段均能夠取得較好的教學效果，以新教材64頁“探究植物細胞的吸水和失水”實驗為例。

2.1 準備階段

（1）教師行為：布置預習任務：瀏覽課本P62-65頁的內容，觀看視頻“探究植物細胞的吸水和失水”操作步驟。

（2）學生行為：完成預習任務，初步了解該實驗的原理以及操作步驟、注意事項等，記錄下不理解或感興趣的問題。

（3）設計意圖：學生初步理解實驗原理和操作步驟，為后面的實驗設計環節打下一定的知識基礎。

2.2 實施階段

（1）教師行為：列舉生活中的現象表明植物細胞也像動物細胞一樣會發生吸水或失水現象，然后拋出該實驗要驗證的核心問題：原生質層是否相當于一層半透膜。請同學們討論該實驗應該怎樣設計才能驗證這一假設。將學生提出的問題進行歸納，確定好本次實驗中要解決的問題，并就學生提出的問題進行分組，提出問題的學生作為組長的角色。分組遵循“組間同質，組內異質”的原則。觀察學生分工合作，并記錄。監督學生進行實驗，規范操作，為學生提供幫助，防止安全事故的發生。記錄學生的匯報，有問題及時記錄，課下與學生交流。

（2）學生行為：與同學討論該實驗中，教材上提供的方法步驟的設計思路。如，從蓋玻片的一側滴入蔗糖溶液的目的是什么，還有其他方法能夠實現這一目的嗎？分組解決自己感興趣的問題，如除了洋蔥鱗片葉之外，還有哪些植物材料適用于觀察細胞的吸水和失水；蔗糖溶液的濃度如果不是0.3g/ml會對實驗產生什么樣的影響呢；哪些現象能夠表明細胞發生了吸水和失水……組內分工合作，通過查閱資料、觀看視頻等方式，找到解決本組問題的方法，或是問題無法解決的理由。將找到的解決方法進行實驗，驗證是否能夠解決提出的問題，并且能否解決隨之產生的其他問題。總結實驗現象，并通過匯報的形式，向其他小組展示本組成員提出的問題、如何解決的、得到的結果等。小組之間進行積極交流。

（3）設計意圖：引導學生打破思維定式，從實驗原理出發，發散思維，不同的角度來思考實驗操作步驟，為設計實驗做鋪墊。學生針對實驗材料、試劑濃度、實驗現象等提出感興趣的點，并就提出的問題進行分組，以便后續開展分工合作。以問題為導向，以解決問題為目的，在解決問題的過程中，涉獵新知識。學生動手操作，親身試驗驗證方法可行與否，在實驗中培養學生觀察、思考和實踐等能力。提高探究能力并樂于探究。通過對實驗過程中存在的問題、解決方案、結果等的分享與交流，總結自己小組的優勢與欠缺。

2.3 反思階段

（1）教師行為：發表觀察到的特點，表揚積極參與的學生，鼓勵其他學生。請學生發表對于這種教學模式的意見，對是否喜歡這樣的方式、能否從中學到東西、與他人合作的態度有沒有改變、是否會繼續對感興趣的問題進行探究等問題進行回答。從而從側面了解學生對于PBL教學模式的態度，以及PBL教學模式是否在生物學實驗中發揮作用。

（2）學生行為：小組成員之間進行自評與互評，互相學習對方的優點。發表自己關于這樣的教學模式的態度，提出自己的意見和看法，以及改進措施等。

（3）設計意圖：成員之間進行自評和相互評價，提高團隊凝聚力，樂于并善于團隊合作。得出學生關于此種教學模式的意見與建議，及時改進，為后續PBL教學模式提供參考。

3 PBL教學法的優勢

PBL（Problem-Based Learning）教學法也稱基于問題的教學法，PBL強調以問題為基礎、以問題為引導。真實存在的問題更能夠調動學生學習的積極性，問題貫穿整個實驗探究的過程，且PBL強調以學生為中心，學生是學習的主體。通過啟發學生主動發現問題并分組討論解決問題，最終使問題得以解決，并在問題的解決過程中，培養相應的能力，使得學生學習的主體地位得以體現，實現從傳授知識到培養能力的轉變。

PBL教學法所期望培養學生的能力與素質與新課改后生物學科對于學生核心素養的培養要求是高度契合的，分析近兩年的考題也可以發現，對于學生科學思維和探究能力的考查已經遠遠超過對于知識點的記憶，因此，在教學目的即為培養學生實驗探究能力的高中生物實驗中，運用PBL教學法至關重要。新的教學目標運用傳統的教學方法無法達成，這必然會使更多的教師重視這一教學方法的應用，在教學中也存在許多需要思考和解決的問題。

教材的改革以及目前生物學實驗的教學現狀都在啟示我們，新的教學策略的引入已經刻不容緩了，而PBL教學法作為一種已經得到廣泛認可的教學方法，具備眾多的優勢，恰當運用于生物學實驗的教學中不僅能夠避免許多問題出現，還能夠促進學生核心素養的發展，更加契合時代的發展。