新高考背景下高效開展高中生物實驗教學的策略

柳繼紅

新高考背景下，生物實驗逐漸成為高中生物教師重要的教學任務之一，學生可以通過高質量的生物原理實驗驗證和生物知識實驗探究，對生物學理論實現透徹且深刻的理解，并且，能夠扎實掌握生物學知識與技能的應用方法。高中生物教師若想提高生物實驗教學的有效性，則需要改進實驗課程的教學設施，優化實驗教學的思路和手段，可以創建生活化實驗、探究性實驗、信息化實驗等，并且，完善實驗課程的評價體系。本文結合生物實驗的教學價值，淺談高中生物教師創建高效實驗課程的實施策略。

一、高中生物開展實驗教學活動的實踐價值

（一）啟發學生多維生物思維

生物實驗并不是簡單的顯微鏡操作，它包括對生物學理論知識的分析與研究、對實驗內容的設計與規劃、對實驗項目的具體操作、對實驗數據的收集與整理以及撰寫生物實驗報告等內容。而上述實驗步驟具有較強的邏輯性特點，這使得學生可以通過參與生物實驗項目逐漸形成良好的邏輯思維能力。與此同時，在對生物原理分析和實驗數據研究過程中，學生也可以逐漸提高整合思維、發散思維、遷移思維、創新思維等多維生物思維能力。

（二）提高學生動手操作能力

實驗本身就具有極強的操作性特點，而生物實驗則是學生通過對學科概念或學科原理進行實操驗證和實驗探究的過程。由此可見，高中教師在生物課程中開展高效的實驗教學活動，更有助于鍛煉學生動手操作的能力，提高其實驗學習的信心，使他們可以通過科學的實驗步驟透徹理解生物學知識，并且，能夠將理論與實踐實現有機融合，進而真正感受到生物學的魅力，提升其自主參與實驗活動的積極性。

二、新高考背景下提高高中生物實驗教學效果的具體措施

生物實驗是學生深度了解生物學知識，掌握生物學原理應用方法最有效的方式。而在新高考背景下，如何提高生物實驗教學質量、提升高中生實踐動手操作能力也逐漸成為當前高中教師重點研究的課題之一。對此，下文從實驗設備、實驗目標、實驗細則、實驗方法、實驗評價五個角度出發，探究高中生物教師增強實驗教學效果的有效措施。

（一）完善高中生物實驗硬件設施

實驗硬件設施是高中生物教師開展高效實驗教學活動的前提條件，也是實驗課程的關鍵物質基礎。由此可見，學校若想改善高中學生生物實驗學習的質量，滿足新高考實驗教學的要求，則需要加大對生物實驗硬件設施的資金投入。比如，根據不同教學要求和實驗需求添置多樣化生物實驗器材，如實驗滴管、顯微鏡、顯微投影器、培養皿、蓋玻片、燒杯、酒精燈等。并且，學校還要定期對實驗器材進行保養和維護。

除此之外，學校還需要根據當前高中生的學習需求和實驗需求搭建專業、智能化生物實驗室。比如在實驗室中安裝多媒體教學設備、配備高清投影儀和高清攝像頭，以便生物教師在實驗教學過程中對學生展示操作復雜或具有一定危險性的生物實驗視頻，從而使學生通過細致觀看操作視頻加深對此類生物學知識的了解和認識，提高他們實驗課程的學習質量。

（二）明確高中生物實驗教學目標

新高考要求下，生物教師若想提高實驗教學的質量，需要進一步明確生物實驗的目標，要讓學生充分了解每一次實驗活動的目的，幫助他們找到實驗操作的具體方向，如此才能使學生真正理解生物實驗的意義，進而提升其參與實驗活動的積極性，提高他們實驗學習的質量。另外，教師在設定生物實驗目標之前，需要先了解新高考要求中對生物知識、實驗步驟、操作技巧等方面的考核標準，知道關鍵的考查點，然后再以此為依據進行實驗教學目標的制定。

以《細胞的物質輸入和輸出》一課為例，生物教師在開展實驗活動之前，需要先把高考考查點與教學內容進行有機融合，并在此基礎上設定本次實驗的教學目標。針對“探究植物細胞的吸水與失水”生物實驗活動，生物教師需要根據授課要求制定實驗目標，比如，從生物知識角度出發，學生需要通過細致觀察植物細胞在吸水和失水過程中所表現出來的各種變化，加深對“細胞的物質輸入和輸出”這一原理的理解與認識，并且，能夠根據實驗結論對這一原理進行規范闡述。從實驗技能角度出發，學生不僅要進行具體實驗步驟的操作，還要在實驗開始前根據生物知識點提出相關問題，并作出相應的假設，然后再通過生物實驗對假設內容進行驗證，最后還要寫出實驗結論。從情感態度價值觀視角出發，教師需要引導學生在生物實驗過程中靈活運用聯想思維、遷移思維、邏輯思維等多種思維，并借此培養他們嚴謹科學的學習態度，幫助學生養成正確的生物知識認知習慣。由此可見，高中生物教師制定多維度實驗目標，不僅可以對學生進行全方位、多角度的學科素養培養，還能幫助他們找到正確的實驗探究方向，進而提高其實驗的效率和質量。

（三）科學制定高中生物實驗細則

高效的生物實驗活動不僅要有明確的實驗目標，還要有具體的生物實驗細則。對此，高中生物教師為了提高實驗教學的效果，實現新高考的教學要求，需要將實驗標準和教材內容進行科學結合，并且，根據班級學生的具體學習情況和真實實驗操作需求進行實驗方案的設計與制定。比如，如何選擇實驗材料、如何進行實驗理論猜想、如何設計實驗步驟、如何分析實驗數據、如何整理實驗結論等，借此讓學生在實驗細則指導下提高生物實驗的效率。

以《DNA的結構》一課為例，生物教師需要在教學過程中開展“DNA雙螺旋結構模型生物實驗”活動，讓學生通過實驗操作加深對DNA分子結構特點的了解，能夠根據實驗內容構建出DNA分子模型。對此，教師為了降低生物實驗的難度，提高學生實驗操作的效率，則需要制定出規范的“DNA雙螺旋結構模型實驗”細則。例如，首先，學生需要在實驗開始前完成材料的準備工作，找到兩個硬塑方框、兩根細鐵絲、兩根粗鐵絲、拖桿球形塑料片、四種不同顏色的長方形塑料片、若干訂書釘等實驗器材。其次，學生需要根據課程要求設計實驗步驟，如先制作脫氧核苷酸模型→再制作多核苷酸長鏈模型→再制作DNA分子平面結構模型→最后制作DNA分子雙螺旋結構模型。再次，學生需要規劃具體操作方式，如先利用訂書針把磷酸、脫氧核糖等基本物質連接成脫氧核苷酸模型，然后再將其按照生物學原理制作成DNA鏈，之后再用同樣方式制作另一條DNA鏈，最后再將兩個鏈條進行旋轉，從而得到DNA雙螺旋結構模型。實驗的最后一個步驟則是對實驗過程和結論進行總結。教師通過設計生物實驗細則，能夠幫助學生直觀了解到每項實驗的具體內容和操作步驟，進而提升其實驗操作的效率。

（四）創新高中生物實驗教學方法

不同生物實驗思路和不同實驗操作方式將會給學生帶來不一樣的學習體驗，同時，也會讓他們對高中生物學知識形成多維度、多層次的分析與思考，從而有效提升其實驗的效果，提高學生生物實驗的水平。

1.生物實驗聯系日常生活實踐。

日常生活現象中包含了很多生物學知識，對此，高中生物教師為了提高學生對生物學原理的認知質量，則需要結合日常生活元素開展生物實驗活動，并借此培養學生知識實踐應用的能力。

以《發酵工程及其應用》課程為例，教師可以從食品工業應用角度出發，指導學生進行酒水釀造實驗操作，并引導他們思考酒水工業化生產的方法，進而強化他們對發酵工程應用知識的理解。例如，學生需要先選擇成熟度比較高的脆性蘋果，用清水洗凈后瀝干水分，并使用專業設備榨出蘋果汁。然后，他們再把果膠酶放入混濁的果汁中，靜放一段時間后，可使果肉等沉淀物與果汁分離，并利用虹吸法取出清汁。之后，學生按照上述方式再次澄清果汁，最后，再利用檸檬酸調整果汁中的糖度和酸度，從而使其逐漸發酵成充滿果香且色澤鮮艷的果酒。實驗結束后，教師需要引導學生對實驗結果進行討論，分析“果酒制作方式是否適用于工業化生產？如果對谷物進行酒類制作，需要采用怎樣的發酵工業流程？與傳統手工發酵相比，發酵工程具有哪些優勢？”等。生物教師把實驗活動與人類生產生活活動進行關聯，這不僅可以培養學生知識應用的意識，還能有效提升他們實驗技能實踐運用的水平，從而使生物實驗教學達到應有的效果。

2.現代信息技術融入生物實驗。

現代化信息技術的廣泛應用不僅開闊了高中生物教師的教學思路，還能促使他們加強對實驗教學手段的創新與優化，從而使學生在新穎的實驗學習活動中提高對生物學原理的理解與認識。同時，也借此改善他們的學習態度，使其能夠從多元化視角出發分析和研究生物實驗，進而提升實驗學習的質量。

以《基因突變和基因重組》一課為例，對高中生而言，生物中的基因學知識是比較抽象的一類知識，他們很難通過文字解析或者理論研究對其實現透徹的理解。對此，生物教師為了改善班級學生的學習效果，增強他們對基因學知識內涵的認知效果，則需要利用現代化信息技術手段開展生物實驗學習活動。例如，教師先用多媒體課件給學生展示幾幅基因突變的案例圖片，并引導他們思考基因突變的特點和原因。之后，教師再給他們播放一段基因突變生物實驗操作視頻，讓他們近距離觀察基因突變的過程，并根據視頻內容嘗試總結出基因突變的概念。例如，有的學生根據視頻中DNA分子的變化情況，推斷出“當DNA分子發生堿基對的替換、增添、缺失三種運動時，所引起的基因結構變化，則被稱之為基因突變”這一結論。然后，教師再引導學生結合視頻內容總結基因突變的特點，并根據生活經驗分析新基因的形成將會對生物的生存產生哪些影響。生物教師利用實驗視頻開展教學活動，不僅可以把抽象的生物學知識直觀展現在學生面前，降低他們理解的難度，還能提高學生主動探索、自主分析的興趣，進而有效提升其實驗學習的效果。

3.開展多樣化探究性生物實驗。

生物教師若想啟發班級學生的生物學思維，增強其自主探索的意識，提升他們自主性探究生物學知識的能力，則需要開展多樣化生物探究實驗活動。并且，在實驗過程中，教師還需要鼓勵學生自主發現問題、提出問題、解決問題，以此來強化他們獨立研究、自主學習的能力。

以《光合作用與能量轉化》課程為例，此節課要求學生知道綠葉中色素的種類及作用，了解葉綠體的結構和功能，知道光合作用原理，并探究影響光合作用強度的環境因素。對此，教師需要先引導學生自主進行“分離綠葉中的色素”實驗活動。在實驗過程中，學生需要把濾紙條按照標準插入到層析液中，再用培養皿蓋住小燒杯，然后等待濾紙條逐漸形成色素帶。之后，學生再將一滴色素提取液滴入濾紙中央，同時滴入一滴層析液，通過觀察色素擴散的變化過程，可以發現此濾紙條上逐漸出現了四個色素圈，最后，學生再對這四種色素顏色進行辨識，從而探索出綠葉中的色素元素及其具體顏色。

之后，教師再引導學生進行“光照強度對光合作用的影響”生物實驗活動。例如，學生需要先根據實驗內容提出假設性結論，如“在一定范圍內，光照強度越強，光合作用越強”。然后，學生再針對這一假設進行生物實驗。在實驗環節，學生需要先把大小相同的多個圓形小葉片中的空氣抽出，讓它們下沉到裝有清水的燒杯底部，然后再把一個盛水的玻璃柱放在臺燈與小燒杯中間，并用臺燈對燒杯進行持續照射，同時，觀察小葉片浮上水面的時間和速度。根據這一實驗結論，學生既可以加強對光合作用的認識，又能進一步確定假設性結論的準確性。生物教師通過開展自主探究性實驗活動，不僅強化了高中生獨立探索生物知識的能力，還能有效提高其生物知識探究的水平，提升他們實驗任務完成的質量。

（五）改進高中生物實驗評價教學

新高考背景下，高中生物教師不僅要注重對學生進行生物實驗操作方面的教育，也要重視實驗課程評價環節。教師要從多維角度出發對實驗教學的目標、過程、結果等方面進行客觀評價，在了解班級學生實驗學習效果，考查他們生物知識掌握程度的同時，對實驗教學內容和方法進行合理改進與完善，從而為下一次生物實驗教學打下良好的基礎。另外，教師開展系統化的實驗評價活動，還能促使學生更加注重對生物綜合能力的強化，并且，有意識地提高自身生物綜合素養。

以《生態系統的物質循環》一課為例，此節課要求學生進行“探究土壤微生物的分解作用”生物實驗，而在實驗結束后，教師需要針對實驗結果、實驗過程和實驗效果開展課程評價活動。比如，生物教師可以創建組內評價活動，鼓勵每個實驗小組成員對本組的選材準確性、實驗態度、實驗水平、實驗效率、合作能力等方面進行客觀評價。例如，在選材過程中是否按照要求使用了三種不同特征的土壤、在燒杯中所加水量是否符合標準等；實驗過程中，學生需要評價同組成員是否全部積極參與到實驗活動之中、每個人是否充分發揮出了自身的作用、是否展現出了良好的合作意識等；而在實驗結果方面，各組成員則需要評價本組的實驗結果是否準確、實驗結論是否符合標準、是否通過生物實驗加深了對土壤微生物分解作用的認識、是否找到了土壤中微生物所分解的淀粉物質等。教師通過對實驗評價環節的完善，不僅增強了學生對自身學習能力和學習質量的了解，還能讓他們快速找到在生物實驗操作方面的不足之處，并制定出合理的改進方案，進而真正提高學生生物實驗學習的能力，提升他們實驗操作的效率。

三、結語

綜上所述，新高考背景下，高中生物教師需要更加重視實驗教學活動，并且，能夠根據班級學生的實際學習需求和教學材料中的實驗教學要求開展多樣化生物實驗活動，進而使學生通過自主性、探究性、科技化、信息化實驗操作加深對學科知識的理解。同時，也借此提高他們生物實驗的效率，并使學生得到生物綜合素養的提升。