新課程改革背景下的高中生物學實驗教學策略

文 /張長山

引 言

實驗教學是高中生物學教學的重要組成部分，對學生生物學學科核心素養及能力的培養有著顯著的優勢。在新課程改革背景下，教師必須不斷改進、創新教學模式，激發學生對生物學學科的學習興趣，使他們充分發揮主觀能動性，有序地進行實驗操作與知識探究，最終提升生物學學科核心素養。目前，高中生物學實驗教學仍然存在較多的問題，這就需要教師明確并著手解決這些問題，探尋有效的教學策略，提高高中生物學教學的質量與效率。

一、高中生物學實驗教學現狀

新課程改革推動了高中生物學實驗教學的發展，教師和學生也開始重視高中生物學實驗的教育價值。教師積極引導學生參與實驗探究，能夠充分發揮學生在學習上的自主性。然而，在當前的實際教學過程中，高中生物學實驗教學依然不能滿足培養學生核心素養的要求。

（一）部分教師缺乏教學實踐經驗

受傳統教育模式的影響，部分高中生物學教師很少在課堂上開展實驗教學活動，導致學生接受生物學知識的途徑較為單一。實驗屬于一種實踐活動，教師只有給予學生真切的體驗與視覺沖擊，才能充分激發學生的學習興趣，進而提升教學效率。目前，大多數教師并不能將生物學知識與生活實踐很好地結合起來，教學依然以課堂講授為主。這導致學生的參與積極性不高，教學效果自然也不夠理想。

（二）部分教師的教學觀念有待更新

隨著新課程改革的持續推進，應試教育的弊端已經充分顯現出來。基于此，教師需要及時轉變教學觀念，加強對教學模式的創新，推動現代教育的發展進程。目前，部分高中生物學教師仍然沿用傳統講授式的教學方法，在實際教學活動中基于教材與板書進行機械的講解。這樣一來，學生往往難以在短時間內掌握教學重難點，記憶不夠深刻。同時，這一教學模式可能進一步拉大學生在生物學學習能力上的差距，降低部分生物學學習能力薄弱學生的學習積極性，從而影響整體的教學效果[1]。

（三）學生的生物學學習基礎薄弱

其實自小學開始，學生便或多或少地接觸到一些生物學知識。在初中階段，生物學以一門單獨的課程呈現在學生面前，要求學生掌握相關的生物學基礎知識。但初中階段生物學課程并不屬于中考范疇，師生對其重視程度不高。這就導致學生的生物學學習基礎普遍較差，他們很難對教學重難點知識進行有效理解，也難以跟上教師的教學進度，同時還容易產生注意力不集中的問題，從而影響到最終的課堂教學效果[2]。

（四）生物學實驗教學方法單一

部分教師在開展生物學實驗教學時往往墨守成規，按部就班地進行實驗，即采用“講臺講解+實驗”的形式完成教學。學生在座位上觀察學習實驗，失去了動手機會，逐漸削弱了對生物學學科研究的意識。這種形式讓原本生動、形象的生物學實驗教學變得枯燥乏味，究其根本是教師缺乏對實驗教學的探索創新。教師陳舊的教學方式會嚴重影響學生對生物學學科形成積極探究的自主學習習慣，這與《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）中規定的生物學教學的目標相背離。

（五）學生參與積極度不高

基于現階段對生物學實驗教學的分析，傳統的教學方式根本無法調動學生的積極性。這就導致學生對生物學學科失去探究的主動性。《課程標準》重視學生在教學中的主體地位，要求將課堂還給學生。然而，部分教師習慣性地將自己定位成知識的傳播者，強調自己的主體作用，忽視了對學生探究能力的培養。如果學生失去教學中的主體地位，不但教育資源會造成浪費，而且教師也無法培養學生的動手能力和探索能力。

二、新課程改革背景下高中生物學實驗教學的策略

在高中生物學教學中，實驗教學是重要的組成部分。有效的實驗教學不僅能強化學生對理論知識的深入理解和有效運用，還能提高學生在實驗過程中的知識探究能力和自主學習能力。

（一）完善準備工作，確保實驗的有效性

提升創新能力是《課程標準》中生物學學科教學的基本目標之一。在傳統生物學實驗教學中，大多數學生不斷重復教學大綱及高考重點實驗內容，得到的實驗結果僅是圍繞應試教育開展，忽視了創新能力的發展。基于《課程標準》的要求，高中生物學實驗課程加強對教學過程的優化，利用實驗教學激發學生的好奇心，能夠使學生保持對生物學學科的熱情，感受到生命的力量。與同樣以實驗為基礎的化學及物理學科相比，生物學學科的實驗過程更易受到環境、天氣等外界因素的影響，并且在獲取實驗材料過程中也會受到季節或時間更迭等的影響，最終導致實驗準備過程過長。因此，高中生物學教師必須在課堂實驗開展前充分考慮各項影響因素，提前準備好各種實驗材料，切實提升實驗教學效率。其中關于實驗材料的準備，一般情況下需要教師確保其新鮮度，切莫保存過長時間[3]。還有就是實驗材料的獲取方式，一種可選擇進入市場直接購買，如進行“細胞壁分離”這一實驗時，教師直接購買一些新鮮洋蔥即可；另一種是有嚴格實驗要求的材料，這種材料通常需要特殊渠道才可獲得，這時教師可選擇一些具有相同性質的代替品。這不僅不會過多影響實驗效果，還可簡化實驗過程。例如，在進行“探究溫度對淀粉酶影響”實驗時，教師可以用唾液代替淀粉酶，分別將裝有淀粉溶液的1、2、3號試管和唾液的①、②、③試管放到0℃、37℃、100℃水中預熱，然后將相同溫度的淀粉溶液和唾液混合。靜止幾分鐘后，教師再向試管中滴幾滴碘液，這樣通過溶液的顏色變化，學生就能夠直觀地得出實驗結論。

（二）優化環節設計，培養學生的創新意識

在實驗環節的設計上，教師不可一味照搬書上的經驗。生物學實驗十分強調對時間的把握，需要學生在規定時間內完成全部的實驗步驟，并對實驗現象展開分析、記錄與觀察。針對上述要求，教師要對所在地區的氣候與環境做到準確把握，科學設計實驗，并在實際教學過程中注重對學生學習興趣的激發與學習方向的引導，使其順利完成各個環節的學習任務。同時，教師還應告知學生不可脫離課本展開學習，但要加強創新，善于利用課本知識來檢驗實驗步驟與結果，對出現問題的環節進行及時探究[4]。另外，每個學生的動手能力也是存在差異性的，一些學生可能需要較長的時間或重復操作才能得出結果，過程中不可避免地會造成資源浪費，這就需要教師加強對學生實驗操作的巡查，面對操作不規范或遇到問題的學生要及時糾正與指導，以此提升學生實驗操作的規范性。

以“細胞有絲分裂”實驗為例，實驗過程中需要多次漂洗細胞，經歷的時間較長。為有效利用課堂實驗時間，教師要提前做好相應的準備工作，在課上直接從染色這一環節開始，在縮短實驗時間的同時，讓學生體驗實驗重點，檢驗自身知識的掌握情況。

（三）強化主體作用，激發學生的探究欲

在高中生物學實驗教學中，教師應當依照《課程標準》的具體要求進行教學方法的改進，完善教學手段，有效調動學生學習生物學的積極性。新課程改革明確要求學科教學應由關注“學生學習的知識”向“學習知識的學生”轉變，即突出學生的主體地位，將課堂主動權還給學生，讓學生充分發揮其主觀能動性，展開對教學內容的探究，從而提高實驗教學效率[5]。

例如，在教學“細胞的分化”一課時，教師可采取引入游戲的方法，充分吸引學生的注意力。教師可應用奧爾夫道具及音樂模擬細胞游戲，讓部分學生來模仿細胞，而其則模擬細胞的主導者，通過播放音樂和敲打手鼓體現細胞不斷增殖的特點，并且要求學生模仿細胞不斷運動的過程，在分化時逐漸增加學生數量，告知學生這便是與細胞分化相似的過程。這能夠在營造良好教學氛圍、調動學生參與實驗活動積極性的同時，加深其對知識的理解與記憶，使其理解細胞增殖的過程，激發其對相關知識的深入探究。

（四）優化實驗資源，引導學生參與

生物學實驗資源包括實驗環境、實驗設計、實驗條件和實驗內容。教師要以提升實驗教學的針對性為目標，通過多重考量對比，進行資源整合。實驗環境主要是指實驗操作的氛圍，即教師要積極引導，而學生要主動參與，這樣的實驗操作才會使教學更高效[6]。實驗設計是教師針對不同群體學生的實驗操作進行的規劃設計，主要是為學生提供更多、更合適的學習機會。實驗條件一般指學校在實驗硬件、軟件方面的建設情況；教師要根據教學需要，結合學生的實際情況，精選實驗內容，使學生有更多的學習機會。

例如，在教學“細胞的多樣性和統一性”一課時，教師可以引導學生進行實驗觀察，開展相關的實驗設計：首先是多種細胞材料、纖維鏡、制作臨時裝片等實驗材料的準備；其次是復習顯微鏡的使用方法，由低倍鏡向高倍鏡轉換的操作方法；最后通過簡圖的形式將觀察的結果進行展示。在實驗操作中，學生能夠積極參與，而且可以圍繞實驗結果開展集體討論，從而順利完成教師布置的任務，展示實驗成果，達成學習共識。教師通過實驗操作的設計，不僅能夠使學生在實驗操作中積極探討、互動學習與研究，充分調動其參與實驗的積極性，還能夠活躍課堂氣氛，使課堂教學更高效。

（五）運用多媒體技術，為學生提供生動的指導

現代教育發展要求教師在學科教學中積極運用先進技術，對學科教學產生良好的輔助教育作用，高中生物學實驗教學也不例外。以往的生物學實驗教學都是教師基于教材口頭講述實驗步驟與注意事項等，導致學生在實驗操作中總是遇到各種問題。這時，教師不妨運用多媒體技術向學生展示圖片、視頻、動畫音頻等內容，給予學生視覺的沖擊，并激發其學習興趣，進而有序開展實驗操作。例如，在教學“細胞分裂”一節內容時，教師可以在學生自主實驗前播放一段相關的Flash動畫，形象呈現出細胞的具體分裂過程。這時教師再加以簡單講解，讓學生更透徹地理解相關內容。

另外，教師通過應用多媒體技術，還可以更多地滲透一些生物學知識與技能，從而拓寬學生的知識面，為學生未來的生物學學習奠定良好的基礎，進而提高其生物學學科核心素養。在教學“物質跨膜運輸的實例”時，教師可以結合多媒體模擬實驗進行教學。在對植物失水和吸水的實驗中，教師可以提出諸多問題，如“為什么漏斗內的液面會升高？”“如果換成紗布，會有怎樣的結果呢？”學生可以帶著這些問題進行仔細觀察，并在觀察中進行討論和驗證，從而達成學習共識。教師可以結合實驗進程，讓學生就實驗操作提出問題，從而激發學生進一步探索的熱情。教師在實驗過程中還可以組織學生探討、互動與交流，或利用模擬實驗給學生提出思考題，引導學生在課堂上有針對性地進行討論，并依據討論結果來質疑教師的問題，從而幫助學生快速進入思考的狀態，營造課堂學習的氛圍。教師要引導學生參與實驗操作，將實驗設計作為整個教學的突破點，提升學生的積極性與主動性。

結 語

在新課程改革背景下，創新高中生物學實驗教學方法與手段是教育改革的必然要求。教師需要認識到當前高中生物學實驗教學中存在的問題，完善準備工作，優化教學環節，強化學生的主體作用；運用多媒體技術有效地解決問題，從而提升教學效率。同時，教師還要注重培養學生的生物學學科核心素養，讓學生在未來的生活與學習中能夠運用生物學知識來發現問題、提出問題與解決問題，做到學以致用。