高中生物實驗教學現狀及解決對策研究

摘 要：生物實驗教學是高中生物課程的重要組成部分，也是生物教學的一種主要手段，高中生通過生物實驗能夠更加直觀、深刻地理解自己所學的生物理論知識，而且還有利于其自主探究能力的培養和提高。當前，國內高中生物實驗教學工作中存諸多問題，鑒于此，本文對深入分析高中生物實驗教學中存在的問題，并擬定相應的生物實驗教學問題解決對策，以期幫助高中生提高生物學科素養。

關鍵詞：高中；生物課程；實驗教學；問題與現狀；解決對策

【中圖分類號】G633.91 " " " " " 【文獻標識碼】A " " " " " " 【文章編號】2097-2539（2023）15-0158-04

生物是一門對生命歷程進行不斷探索的基礎學科，能夠幫助人們認識生命、了解生命。生物學家通過生物實驗發現探究各種問題，而在這個過程中生物實驗占據舉足輕重的位置。高中時期是培養和提高學生生物素養的關鍵時期，良好的生物教學實驗不僅能夠幫助高中生培養和提高生物素養和實驗操作技能，還能指引其逐步了解和認識生命真諦，使其對生命真理的探究欲望得到充分激發。但是受諸多客觀因素制約，高中生物實驗教學工作存在相關問題，所以本文結合高中生物實驗實際教學情況，對生物實驗教學中存在的諸多問題進行系統分析，并擬定出相應的靶向性解決策略，以保證高中生物實驗教學工作能夠高效順利開展。

1.高中生物實驗對學生的影響

（1）幫助高中生充分激發學習興趣

生物知識中有大量抽象難以理解的知識內容，高中生在學習時會感覺有困難，而且知識枯燥乏味，就會失去學習生物知識的興趣，而生物實驗正好能夠改善上述問題。生物實驗中，諸多新穎的實驗器材儀器等，不僅能使高中生學習生物知識的激情得到激發，還能進一步改變教師理論知識傳授為主的生物課堂教學模式。而且高中生物實驗課程更加真實且生動，帶有一定趣味性，不僅能幫助高中生加深對生物課本理論知識內容的感受和領悟，還能幫其了解認識日常生活中的生物知識，使其充分感受和認識到生物學科在日常生活中的重要性，激發其探究生物知識的欲望。

（2）幫助高中生培養科學探究思維

生物實驗作為生物教學工作的重要組成，科學規范的生物實驗教學有利于幫助高中生培養和提高科學探究能力，通過生物實驗課程，高中生所學的生物課本理論知識得到有效實踐。同時，生物實驗過程中遇到的相關現象和問題不僅能調動高中生的學習興趣，還能進一步引起其探究欲望，能夠幫助高中生提高發現問題、提出問題、解決問題的相關能力。所以高中生物教師不僅要重視生物理論知識方面教學，還必須通過生物實驗幫助學生培養和提高其探究能力及意識。

（3）幫助高中生提高實驗操作技能

對大部分高中生來講，高中階段參加生物相關實驗的機會并不多，所以很多高中生并不具備豐富的生物實驗知識及熟練的實驗操作技能。而科學規范分生物實驗，不僅能夠幫助高中生掌握豐富的生物理論知識，還能通過實驗操作逐步提高實驗技能、實驗素養，以幫助其全面提升生物學科綜合素養。

（4）幫助高中生培養并增強團隊合作能力

團隊合作能力是高中生未來發展中必須掌握的一種基礎技能，生物實驗教學能夠有效促進高中生團隊合作能力的提高。高中生物實驗中有很多實驗需要高中生以小組形式來進行，小組完成相關生物實驗任務后，高中生能夠學會如何與人進行有效的交流，并掌握相關交流技巧，有利于語言表達能力、團隊組織能力、團隊合作意識的整體提升。

2.高中生物實驗教學現狀分析

（1）調查研究對象

本次關于高中生物實驗教學工作的調查研究對象主要為高中生物教師及高中生，使用問卷調查法實施調查，參與此次問卷調查的高中師生共計1000人，其中教師100人，學生900人。

（2）調查方法及相關內容

第一，具體調查方式。

本次問卷調查活動以分層抽樣無差別選擇調查對象，對發出問卷、收回問卷進行統計。本次研究發放問卷100份，成功回收96份，成功回收率99.60%，未回收4份中，3名高中生轉學，1名教師離職。

第二，具體調查內容。

調查研究覆蓋學生、教師、學校三個層面，內容涉及學校關于告知生物實驗課程的投入情況、高中生物教師對生物實驗課程的認知情況、高中生生物實驗條件，通過調查查找高中生物實驗課程存在的問題。

（3）調查結果

第一，高中生參與生物實驗的積極性較差。

高中階段，高中生的學習任務繁重，學習時間緊張，深入參加生物實驗的機會很少，導致生物實驗實際操作更少，即便有生物實驗，高中生也很難體會到實驗的樂趣，因此參加生物實驗積極性不高。

第二，過于看重理論知識而輕視實踐操作。

生物在高中課程中屬于重要學科，考試中雖然會有關于實驗的題目，但是大部分的高中生物實驗教師、高中生認為死記硬背實驗結果及相關實驗操作注意事項即可解答題目，所以并不重視生物實驗的實踐操作過程。同時，還有部分生物教師為幫助學生提高成效，花大量時間講解生物理論知識的教學中，認為開展生物實驗實踐操作并不重要，還有的教師認為生物實驗是浪費學習時間，在幫助高中生掌握生物知識方面的作用并不大，導致教師、高中生普遍存在重視生物理論知識而輕視生物實驗實踐操作的問題。此外，教學方法單一。傳統實驗教學的局限性：教師以講解和演示為主，學生缺乏主動參與和實踐操作的機會。實驗過程缺乏實踐操作和探究性學習的機會：實驗時間有限，學生只能完成基本的實驗步驟；缺乏獨立思考和問題解決的機會，對生物實驗的原理和方法理解有限。

第三，實驗教學枯燥乏味。

高中生物實驗教學過程中，高中生多是在生物教師講解指導下一步步進行實驗操作，但是對培養學生實踐能力來講，并未達成預期教學目標，而且教學效果很不理想，導致生物使用枯燥乏味，高中生僅是按部就班完成簡單的操作，而關于生物實驗的意義、目的并不能充分理解。實驗設計與教材知識的不匹配。實驗內容與教材知識之間缺乏緊密的聯系，導致學生難以理解實驗目的和意義。實驗內容過于簡單或過于復雜，與學生的年齡和能力水平不匹配。實驗結果與理論知識的斷裂。學生難以將實驗結果與課堂所學的理論知識相結合。缺乏引導和討論，學生無法對實驗結果進行深入的分析和解釋。

3.教學對策分析

（1）改變傳統的生物實驗教學理念

在培養和提高高中生生物素養的過程中，生物實驗素養的重要性不可忽視。但是面對目前國內高中生物實驗教學工作存在諸多問題，高中生物教師傳統的生物教學觀念、高中生的生物學習觀念必須進行改變，才能逐步提高高中生物實驗教學工作質量，幫助高中生提高生物實驗素養。首先，高中生物教師要轉變傳統生物實驗教學認知，提高生物實驗的重視。其次，在開展生物實驗教學工作中，生物教師還必須轉變傳統實驗教學思維，積極學習適合新時期、新學生的生物實驗教學方法，支持并鼓勵高中生積極參加生物實驗，使其逐步了解和認識到生物實驗對學習生物理論知識、構建系統生物知識體系的重要性。最后，高中生物教師還要靈活運用各種相關教學技術，比如生物實驗受體條件限制時，某些生物教師在設計生物實驗教學方案時，通過利于互聯網信息網絡等先進技術進行生物實驗教學，最大限度將生物實驗過程展現給高中生。

（2）將信息技術融入教學中，提高課堂效率

隨著我國互聯網計算機信息技術的高速持續發展，該技術已經被廣泛用于高中教育工作中，但是在高中生物實驗教學工作中，生物教師似乎忘記了該技術。傳統高中生物實驗教學工作中，生物教師已生物教材、黑板為主進行教學，導致課堂教學單調且乏味，教學效果不佳。而將互聯網計算機信息技術引入高中生物實驗教學工作中，為教學工作注入了新動力、新活力，高中生的參與度、求知欲被充分激發，生物實驗氛圍輕松活潑。同時很多生物實驗中有以下小實驗是無法在課堂上進行的，此時教師僅能展示實驗，雖有一定教學效果，但是會花費較多的教學時間，而且高中生也不一定能夠看清楚。而生物教師使用互聯網計算機信息技術則可有效解決以上問題。比如在“植物形態變化觀察”生物實驗中，過往需要使用顯微鏡觀察植物細胞的形態變化。但是該實驗僅僅是一個實驗，生物教師在講課時不會帶領高中生專門前往生物實驗室開展該實驗，而在課堂上現場使用顯微鏡會進行實驗有存在諸多不便和限制，并且洋蔥外部細胞經過硝酸鉀溶液浸泡后并長時間放置之后會自動復原，對高中生的觀察和思考會造成影響。所以生物教師在實際教學時，可通過互聯網計算機信息技術，將電子顯微鏡同對多媒體了解，而后在實施相應實驗，這樣實驗每個過程都可通過多媒體向高中生展示，可以拍照和錄像，高中生能夠近距離觀察質壁是如何分離的過程，這對其學習具有極為重要的影響。同時，在互聯網計算機信息技術輔助下，高中生生物實驗資源能夠被共享，有利于互動課堂的進一步構建。

（3）科學靈活地開展小組實驗教學

多數高中生物教師在進行傳統生物實驗教學時，為有效節約實驗教學時間，達到實驗目的，大多會帶領學生一起實驗。而這種生物實驗教學方法，會使高中產生為實驗而實驗的應付心理。長此以往，慢慢就會失去參與生物實驗的興趣。高中生物實驗教學工作中經常使用小組合作方式進行實驗教學。但因生物實驗室條件、實驗操作能力、實驗時間等諸多限制，很多時候并沒有充足時間、條件完成單獨實驗研究，而小組實驗方法則是應對上述問題的主要選擇。實際生物實驗開展時，生物教師要將高中生劃分成若干實驗小組，使其以小組為單位，在最短時間內完成相對復雜的生物實驗。通過小組實驗，高中生對生物實驗的參與熱情、主動探究能夠得到充分激發。比如，生物實驗“細胞生活環境”項目，該項實驗需要使用到多種實驗制劑，而且實驗操作有較多重復環境，高中生若是獨立完成則會耗費大量時間。此時，生物教師就可將高中生劃分成若干實驗小組，小組中可自由分工，每人負責一種實驗試劑配置，而且將細胞放入試劑中，學生可以輪流展開觀察，并將自己的觀察結果記錄在案，同正確答案進行比對，而后以小組為單位，組內共同討論分析存在的問題。該小組生物實驗法，可使每名高中生親自動手參與實驗操作，學生對知識有了更深層次的認識，同時培養團隊協作精神。另外，教師要優化教學策略、教學方法。首先，教師應該對教材內容和實驗設計進行深入理解，以便將實驗與課程知識有機結合。設計實驗項目時，教師應該強調實驗的目的和與課程的關聯，讓學生意識到實驗的重要性。其次，實驗項目與課程教學相銜接。教師應該將實驗項目嵌入課程教學的相關部分，使學生能夠直接應用實驗結果和理論知識。強調實驗結果與課堂討論的聯系，幫助學生理解實驗結果的意義和科學原理。

（4）努力構建貼近生活情景的生物實驗教學環境

生活情景化的生物實驗環境是指將生物課本實驗內容及實驗方法作為基礎，通過改進、優化生物實驗步驟、實驗方法，將其變成高中生在日常生活中能夠接觸到的內容。高中階段，高中生往往會對日常生活中存在的諸多生物學現象產生濃厚的興趣，但是這些現象中有部分是難以解釋具體原理的。針對這些問題，高中生物教師要幫助高中生積極展開分析，并將同生物課本中的知識進行聯系，并選擇合適時機展示給高中生看。比如，生物實驗“提取葉綠素”項目，該項實驗中使用的提取試劑是乙醇，而乙醇是家庭日常生活中常見的一種物品。所以生物教師可讓高中生在課堂生物實驗基礎上，自主探究何種樹葉更加適合當中實驗原料使用。除去課堂生物實驗外，生物教師還要支持并鼓勵高中生在日常生活中積極發現生物實驗，幫其養成探究性思維，同時還能充分激發其生物實驗的興趣，使其認知得到良好發展。例如，生物教師在講解完“細胞吸水和失水”內容后，可鼓勵高中生在家中展開相應生物實驗，實驗后要思考其結果。還可讓高中生在日常生活中觀察剛剛切好的、軟軟的土豆絲浸泡在清水中的變化，會變硬；做涼拌黃瓜這道菜時，加入精鹽靜置，碗中就會出現綠水。通過見上述實驗，加上高中生生物課本理論知識學習，能夠幫助高中生了解土豆絲變硬的原因是細胞吸水所致，而黃瓜滲出綠水是因為細胞失水所致，這樣學生對植物細胞的吸收、失水原理的理解會更加充分且直觀。同時，學校還要加強教學資源建設。首先，加大學校投入和支持。學校應該認識到實驗教學的重要性，并增加經費用于實驗設備和材料的更新與購置，以提高實驗教學的質量和效果。其次，實驗設備、材料和實驗室場地的提供，學校應該建立現代化的實驗室，提供充足的實驗設備和材料，以滿足學生生物實驗教學的需求。

（5）不斷拓展生物實驗教學方式，培訓學生探究能力

在日常的高中生物實驗教學時，高中生是根據生物教學課本中步驟、生物教師的教學，按部就班展開操作，雖然高中生實驗操作能力得到鍛煉，但并不利于其生物實驗獨立思考能力、實驗素養的提高。所以高中生物教師在生物實驗教學時，不僅要充分調動高中生實驗動手積極性，還要充分調動其思維思考能力，使高中生的學習認知、實踐操作能力得到同步提高。比如，生物實驗“細胞吸水、失水”項目，生物教師先帶領高中生對實驗過程、步驟進行分析，然后讓高中生獨立進行實驗操作。當高中生完成實驗后，生物教師可提出“實驗步驟能進一步簡化”“實驗中使用的蔗糖可否以其他試劑代替”等問題，然后有高中生逐步進行探索，使其思維能力、實驗積極性得到調動。高中生經過進一步研究，能夠發現實踐操作過程中，生物課本中的實驗步驟能夠進一步簡化，比如實驗時將載玻片直接掀開滴加蔗糖溶液，這樣不就能是操作時間縮短，還能有效減少操作失誤發生。同時，經過高中生的持續探究，發現硝酸鉀能替代蔗糖完成實驗，細胞質壁分離能夠自動復原，其思考被進一步激發。同時，展開多元化教學方法探索。首先，引入探究性學習。鼓勵學生進行實驗前的背景知識調研和實驗設計的規劃，培養他們的科學探究能力。設計開放性實驗項目，讓學生自主提出問題、設計實驗和進行數據分析，培養他們的科學思維和獨立解決問題的能力。其次，鼓勵小組合作實驗。分組讓學生共同合作完成實驗項目，促進團隊合作和交流。學生可以相互討論和交流實驗過程中的觀察結果和數據分析，加深對實驗內容的理解。最后，應用信息技術輔助實驗。利用虛擬實驗軟件或模擬實驗平臺，讓學生在計算機上進行生物實驗操作和數據分析，提供在線資源和學習平臺，供學生深入了解實驗原理和相關背景知識。

（6）不斷完善生物實驗評價體系

生物使用不僅僅能對高中生生物知識掌握情況進行檢查，還能幫助生物教師發現自己教學工作中的不足和問題。但傳統生物實驗教學工作缺乏教學評價，大部分的生物實驗課程，實驗結束表示課程結束，沒有對實驗進行評價。因此，高中生物教師必須制定科學規范的生物實驗評價體系。首先，要充分認識的高中生生物實驗具體操作過程的重要性，不能僅將實驗結果作為單一評價依據，要將實驗設計、具體操作等納入評價指標。其次，不能由生物教師單方面掌控評價環節，應當將小組之間、生生間的相互評價也納入評價體系中，教師要負責為高中生解疑釋惑，并對實驗進行歸納總結。

4.結語

生物學屬于自然科學，該學科理論知識與實踐操作高度結合。這就要求高中生物教師必須高度重視高中生生物素養的培養。在為高中生上好生物課程的同時，要積極組其參加有意義的生物科學使用，使課堂教學同社會實踐有機結合在一起，切實促進高中生獨立學習能力的提高。通過對高中生物實驗教學現狀的分析和優化措施的提出，可以促進學生對生物學知識的深入理解和實踐能力的培養。同時，學校和教師應積極合作，加強教學資源建設和教學方法創新，為學生提供更好的生物實驗教學環境與體驗。

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