新課改背景下高中生物實驗教學改進方法

摘 要：高中生物是一門高中生必修的自然科學學科，同時對于高中生的實驗操作也有一定要求，通過實驗使學生掌握技能，提高學生的創新能力和實踐能力，加深學生對理論知識的理解。新課程改革的深入，明顯提高了中學生物實驗教學質量，但在生物實驗教學過程中仍存在一些問題。本文闡述了高中生物實驗設計的原則，探討了實驗教學的創新，促進了高中生物實驗教學質量的提高。

關鍵詞：高中生物；新課改；實驗教學；改進方法

【中圖分類號】G633.91 " " " " " 【文獻標識碼】A " " " " " " 【文章編號】2097-2539（2023）15-0147-03

高中生物是高中生必修的學科，對高中生的實驗操作也有一定要求，通過實驗使學生掌握技能，提高學生的創新能力和實踐能力，加深學生對理論知識的理解。所以，高中生物教師在教學過程中一定要加強對生物實驗的重視，認真優化生物實驗教學的方案，創新教學方法，提升教學質量，促進學生充分掌握課本知識的同時加強學生的動手能力。生物實驗是高中生物教學中的一部分，在生物課程教學中，生物實驗既是一個讓學生學習的過程，同時又是一種賦予學生思考的機會，能夠提升學生的學習能力、動手能力。 生物學的發展離不開生物實驗，生物實驗對提高生物教學質量和學生學習效率具有積極意義。生物學不僅是一門專業性和知識性很強的學科，而且是一個不斷探索和進步的過程。它要求學生通過實驗操作和取得的實驗結果，加深對課本上理論知識的理解和記憶，探索未知的生物知識。因此，有必要對當前生物學實驗教學進行回顧和反思，找出實驗教學中存在的問題和不足，提高實驗教學質量，改進實驗教學的模式和具體操作方法，引導高中生進行生物學實驗，提高學生實驗的積極性和有效性，培養學生形成良好的實驗意識和習慣。 實驗設計是在原則和目標的指導下，按照指導原則制訂實驗方案。高中生物的實驗設計應按照要求的原則，保證實驗設計的合理性和可操作性，提高高中生物實驗教學的有效性。

1.高中生物實驗設計的原則

（1）科學性原則

在進行高中生物課堂中生物實驗的設計，其中最重要的標準就是要遵循科學性，這也是實驗設計的目的。按照教學大綱設計生物實驗的制度，讓實驗原理、實驗方法以及實驗材料回歸課本，確保整個實驗設計符合生物科學的最基本的原理。

（2） 可行性原則

實驗方案的設計，需要遵循合理的原則，保證其實施具有可行性。

（3）對照性原則

通過開展對照研究，可以確定相同兩組或者多組事物之間的不同點，分析相似點以及關系，這也是在開展生物實驗設計中的一個重要環節，也是提取與總結內在屬性、排斥非內在品質的重要前提。由于實驗具有較多的不確定性，故而我們在開展實驗中需要排除許多無關變量。因此，在設計實驗的過程中，必須考慮到無關變量對實驗的影響，同時還需要嚴格控制臨時誤差，降低混雜因素對實驗結果的影響。實踐表明，降低自變量對實驗影響最有效的方法就是設計控制實驗。在高中生物實驗設計中，控制可分為相互控制、盲目控制、條件控制、自我控制等。

（4）隨機性原則

隨機性是指在開展實驗過程中，每個實驗組別被分配的對象（樣本）是從總樣本總進行隨機選擇的，也就是說每個樣本被分配到對照組以及實驗組的概率相等。如果同意的實驗中涉及多個因子。比如，在一個實驗中需要觀察幾種藥物對受試者的效果，那么在開展實驗中，不同的治療劑型也會獲得相同的治療機會。通過隨機化，能夠最大限度地降低樣本所帶來的混雜因素的影響，進一步降低抽樣誤差。此外，盡可能選擇客觀條件一致的樣本，消除組間對比的誤差，進而獲得相對客觀的實驗結果。

（5）可重復性原則

實驗結果的可重復性是保證生物實驗可靠性的重要方法。誤差是不可避免的，在各種內在或者外在因素的影響下，基于此物理特性，就需要多次重復同一實驗，以確保實驗結果的可靠性。重復實驗增強可靠性主要通過以下兩個方面：一是減少實驗中各種測試錯誤，以增加測試的代表性；二是評估測試的信度，進一步估算誤差的大小。這也是有效保證實驗結果可靠性的重要步驟。

（6）單一變量原則

實驗中的變量有兩種，一是反應變量、二是實驗變量。其中，反應變量是因變量，實驗變量是自變量。在設計實驗的過程中，需要注重響應變量的匹配度，進一步保證單個變量的標準化運行，盡可能地降低無關因素對實驗中變量的影響，即只改變實驗變量，控制不變的不想關變量。

（7）嚴謹性原則

嚴謹性是影響實驗結果的因素之一，實驗設計要體現嚴謹性，就是要明確實驗對象、實驗原理，采用簡單明顯的操作方法實施嚴謹的實驗操作步驟，進一步得到準確的實驗結果，獲得科學合理的推斷。

2.現行實驗教學中的不足

高中生物新教材《植物有絲分裂實驗》是一本面向學生設計的實驗教材。但按照手冊中給出的實驗方法，存在以下問題：①根尖培養時間過長，根尖切割長度不容易操作，導致顯微鏡下無生長點；②根尖沖洗時間過長，不利于解決課堂實驗教學的全部內容，尤其是實驗操作相關階段的討論；③染料溶液濃度過高，容易造成根尖顏色過深，難以觀察；④片劑法不完善，細胞重疊不易分離，影響觀察。

3.高中生物實驗教學的改進方法

（1）實驗設計的改進

生物學實驗設計是高中生物教學中較為重要的一個環節，此部分通常需要引導學生提出問題，以問題為導向。在日常教學中，教師結合教學大綱，將生物實驗的內容設計成提問式，巧妙地讓學生提出問題，最大限度地激發學生的求知心理，先讓學生主動地尋找問題的答案。此外，教師在課堂中，應控制好課題紀律以及課題秩序，讓全部學生被氛圍所帶動，鼓勵提問，當學生對課題中的教學內容存在疑問時，教師應引導學生進行自主思考，并給予適當的解答，鼓勵學生自行解決問題。同時，教師應及時地整理課題教學中的不足以及學生提出的疑問，采用科學的方式進行解決，進一步激發學生的創新思維。例如，在“影響酶活性的條件”實驗中，學生會提出，“開展本次實驗，為了不影響酶活性，我應該使用什么樣的試劑？”“酶活性與溫度直接存在什么關聯？”“多少度才能將酶滅活？”“酶能在最高多少溫度下保持活性？”等等。從以上的提問可以看出，每個學生都有自己的思考與疑問，并不完全符合課本教學，故而教師應該鼓勵學生進行諸如此類的探索性體溫。通過這樣的教學方式與引導式學習，不僅可以讓學生掌握課本上的內容，又能讓學生獲得發現問題與解決問題的成就感，進一步激發學生的創造性思維。因此，高中生物教師不僅要結合新課改的要求，樹立新的教學理念，還應該采用問題式引導，鼓勵學生在課堂上大膽體溫，提高生物實驗教學的效果。

在新課程改革的背景下，生物實驗設計的重點是引導學生發現問題，進而按照生物實驗設計的原則進行實驗設計，而不是教師替代學生進行實驗設計。首先，教師應該注重學生創新性思維的培養，鼓勵學生采用科學合理的方法解決問題，完成生物實驗設計項目。在設計實驗的過程中，教師應闡明實驗的目的以及實驗的重點，與學生共同分析實驗變量與反應變量之間的關系，讓學生理解實驗變量與反應變量在實驗中的重要性，讓學生自行掌握并控制實驗變量與實驗結果。其次，教師要確定好實驗結果，與學生講解實驗過程中可能出現的實驗結果，并讓學生思考，為何會出現這樣的實驗結果，這樣不僅能讓學生掌握課本知識，還能生動形象地了解實驗中的影響因素，帶著問題做實驗，加深印象。最后，在生物實驗教學中，教師不僅是引導作用，更多的是領路者、激發者，讓學生擁有發現問題、解決問題的創新思維，進一步促進學生的全面發展。

（2）實驗流程的改革

實驗課程的一般過程是：實驗原理說明―實驗材料介紹―實驗步驟分析―實驗結果統計―實驗過程的操作和討論。通過實驗教學，提高學生的驅動力、觀察力、分析和論證能力。教師必須在實驗課上進行徹底的分析，使實驗科學、目標明確、反饋可信。

第一， 科學化實驗。

高中教科書中設置的生物實驗大多是驗證性實驗。為了使實驗具有科學性，教師可以組織這樣一個教學過程：組織學生使用互聯網，查找與實驗相關的信息，為實驗打下良好的理論基礎，達到“有計劃”的目的。在這個問題上，教師也看到沉重的課程和考試對學生的限制，但教師可以選擇有代表性的實驗作為經驗材料，如“植物有絲分裂實驗”。

第二，明確目標。

鍛煉學生的實驗能力，鞏固所學的理論知識。這兩點應該是實驗的目標。教師可以提出相關問題，制作培訓材料，并通過投影在實驗室教室中展示，促使學生更容易確定實驗的方向，明確目標和具體的任務。例如，在“植物神話實驗”中，教師可以提出具體的繪畫要求，畫出某一時期的一幅畫。教師可以選擇常見的圖像來展示和頭腦風暴會議。

第三， 可靠的反饋。

可靠的反饋就是“知道它是什么，為什么是”。在實驗教學中，筆者發現學生對實驗的原理、操作步驟、注意事項都比較清楚。然而，實驗課的效果總是不盡人意。因此，對實驗室級實驗的反饋應與具體的程序一致。例如，學生可能會被要求演示一個實驗，講述一個實驗，并就實驗中的問題進行演講。

（3）內容的改進

第一，按照新課改改變教師的教學觀念。

教師和學生都應該充分認識到實驗教學的目的和在生物學科中的重要性，讓學生知道學習不僅僅是為了應付考試。在生物實驗過程中，讓學生群體合作、分工明確、取長補短，親身感受實驗結果帶給學生的收獲，不僅會對學生的動手能力、合作能力和探索精神起著促進作用，還有助于培養學生健康良好的心理素質和面對失敗永不言棄的體驗。

第二，借助教學重點和難點，制訂更合理、更具體的生物實驗方案。

明確生物實驗教學的重點和難點是一切探究活動取得成功的前提。在生物實驗過程中，能夠實施有針對性、有計劃的教學。確定生物實驗可分為基礎知識生物實驗、驗證性生物實驗和調查性生物實驗三種類型。每一次生物實驗都要求教師參考課程，制訂合理、科學、具體的教學重點，讓學生明確生物實驗的目的和內容，從而使學生對生物實驗英語課有了清晰全方位的理解。

第三，改善學校生物實驗設施。

目前，不分學校的生物實驗室設備不能適應新專業教育的要求。學校及相關部門要對生物實驗的設施有所了解，查閱新課程標準的具體要求，并投入一定資金，配備實驗室設備和必要的設備，支持生物實驗教學的發展。

第四，優化生物實驗教學方法。

在生物課程教學中，教師經常通過示范生物實驗節省時間和克服現實條件的限制，示范生物實驗雖然能夠幫助學生理解和鞏固生物實驗的知識，但如果學生不動手實踐，是不利于培養和發展學生動手能力的。教師應結合實際情況，積極開展面向高中生的生物實驗，以學生為主體開展探究式學習。

4.結語

隨著新課程改革的深入和素質教育的實施，提高生物實驗教學質量已成為所有高中生物教師迫切需要解決的問題。目前，中學生物實驗教學中存在著一些不足，許多教師還停留在傳統的教學方法，不僅無法提高學生的能力，學校的整體成績也不能提高，因此，教師必須根據新課改的發展要求，在高中生物教學工作中，特別是高中生物實驗教學中，采取措施加以改進。高中生物實驗設計不能想當然地盲目進行，而是要遵循新課改的相關原則，科學和理性地設計實驗。在日常的生物實驗教學中，教師要更新教學理念，創新教學模式，在教學過程中堅定方向，堅持原則，充分發揮教師控制課堂氛圍和引導學生發現問題的作用，鼓勵學生提出問題，培養學生的創新思維能力，使學生的創新能力和實踐能力得到提高。

參考文獻

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