基于新課標的高中生物學實驗教學改進策略探究

摘 要：觀察和實驗是探究生物學知識的主要方法。在高中生物學教學中，教師要充分認識到實驗教學對學生發展的重要性，通過開展實驗教學培養學生的實踐能力和創新能力，促進學生生物學學科核心素養的發展。當前，高中生物學實驗教學還存在諸多不足，主要體現在學生缺乏實驗興趣、實驗教學設計不佳、實驗現象不夠明顯、學生的實驗參與不足等方面。因此，教師要對生物學實驗教學進行改進與優化，通過聯系現實生活、創設情境、改進實驗器具等方法提高實驗教學的效果。文章分析了在高中生物學教學中開展實驗教學的重要性，闡述了開展實驗教學應遵循的原則，指出了當前高中生物學實驗教學中存在的問題，并提出了相應的改進策略。

關鍵詞：高中生物學；新課標；實驗教學；改進策略

中圖分類號：G427 文獻標識碼：A 文章編號：2097-1737（2024）30-0073-03

《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》）中指出應加強和完善生物學實驗教學。高中生物學教學需關注學生實驗能力、創新能力、探究能力的發展，教師應圍繞實驗教學內容進行多樣化的實驗設計，增強學生對實驗的理解。實驗教學是高中生物學教學的重要組成部分，其質量不僅關系到整個課程的教學效果，還關系到學生生物學學科核心素養的發展。當前，部分高中生物學教師還沒有充分認識到實驗教學對學生綜合能力發展的重要性，在教學中仍以理論知識講解和實驗過程演示為主，忽略了學生的參與和體驗。針對高中生物學實驗教學中存在的不足，教師應積極探索改進之策，以全面優化實驗教學、提高實驗教學效果。

一、在高中生物學教學中開展實驗教學的重要性

基于《課程標準》中的要求，教師應高度重視對學生生物學學科核心素養的培養，著力提升學生的思維品質。學生思維的發展需要經歷質疑、實證、邏輯三個階段，只有在質疑的基礎上展開實證和判斷，才能理解學科知識背后的邏輯，獲得思維的提升。觀察和實驗是學習、研究生物學的基本途徑，實驗教學也是生物學教學的基本形式之一。在實驗過程中，學生會經歷假設、實驗、論證、評價、解釋、總結等學習過程，而這些過程可以培養學生的科學思維，使其在實驗過程中形成生命觀念，掌握科學的實驗探究方法，實現深度學習，最終發展生物學學科核心素養[1]。此外，實驗教學還有利于培養學生對生物學學科的學習興趣。通過參與實驗，學生能成為探究者、發現者，

充分應用各種實驗材料觀察實驗現象，發現生物世界的奧秘，從而提高實踐能力，實現個人的全面發展。

二、高中生物學實驗教學的開展原則

（一）層次性原則

高中生物學實驗教學的開展應遵循層次性原則，教師應根據難度對不同的實驗進行分層，從而科學把握實驗教學節奏。通常情況下，高中生物學實驗可以劃分為三個層次，即觀察實驗、探究實驗和拓展實驗。觀察實驗主要培養學生對實驗現象的觀察能力，教師指導學生先觀察后驗證，讓學生感受開展生物學實驗的思路和方法。在探究實驗中，教師引導學生應用探究式學習方法，根據自己已有的知識和經驗作出更進一步的假設。在拓展實驗中，教師可以設計專題實驗拓展內容，引導學生充分應用所學知識對生物學實驗進行創新和延伸。在生物學實驗教學中，通過劃分實驗層次，教師可以確保實驗教學符合學生的認知發展規律，促使學生逐步實現能力發展。

（二）生活性原則

生物學學科知識大多與現實生活密切相關，學生可以在生活中觀察到許多生物學現象。因此，教師應遵循生活性原則，將教材中的實驗與生活聯系起來，激發學生參與生物學實驗的熱情，使學生感受到生物學學科與現實生活間的聯系[2]。在實驗教學中，教師可以先向學生展示生活中的生物學現象，再以此為切入點引導學生進行觀察和思考，使學生在觀察、假設、驗證的過程中發現生物學知識的本質。

（三）獨立性原則

為提高生物學實驗教學的效率，幫助學生深入理解實驗原理，提高學生的實驗操作能力，教師需遵循獨立性原則，創設獨立的生物學實驗教學專題，引導學生圍繞專題開展系統化的實驗研究。在獨立的實驗教學專題下，學生能深入理解實驗的目標、方法、意義，對實驗專題進行深入分析、探索，自主提出假設并制訂實驗計劃進行驗證，而后通過觀察、分析得出實驗結論，最終形成科學的實驗報告，建立完善的知識體系，掌握研究生物學問題的方法，發展創新能力與實驗能力。

三、當前高中生物學實驗教學存在的問題

（一）學生缺乏實驗興趣

在當前的高中生物學實驗教學中，很多學生對實驗提不起興趣，在實驗學習中處于被動狀態，只是一味地模仿操作，沒有理解實驗背后的原理，導致實驗學習效果不佳。這主要是因為部分教師采用的實驗教學方法比較落后，教學氣氛比較嚴肅，片面重視實驗流程與操作的規范性而忽略了實驗的真正目的是幫助學生掌握生物學知識與原理，致使實驗教學的趣味性不足[3]。此外，在實驗教學中，部分教師容易忽略生物學實驗與現實生活間的聯系，導致實驗教學脫離生活實際，這同樣也影響了學生對生物學實驗的興趣。

（二）實驗教學設計不佳

部分教師不重視實驗教學設計，完全按照教材開展教學，實驗材料和流程都是固定的，實驗結論也沒有懸念；還有部分直接照搬其他教師的實驗設計，或直接將從互聯網上搜來的實驗視頻應用到課堂上，使得實驗教學缺乏豐富性和創意性，這無疑會影響到實驗教學的效果。

（三）實驗現象不夠明顯

在高中生物學實驗教學中，觀察實驗現象是重要環節，但受實驗儀器、實驗流程的限制，有些實驗現象呈現得并不明顯，若教師根據不明顯的實驗現象確定實驗結論，就違背了實驗本身的嚴謹性。當前，很多教師忽略了對實驗現象的觀察，不重視實驗本身的科學性、嚴謹性，導致實驗教學無法達成預期目標。

（四）學生的實驗參與不足

在高中生物學實驗教學中，學生的實驗參與感和體驗感非常重要。學生只有親身體驗了實驗過程，才能深入理解實驗原理。當前，部分教師缺乏對實驗教學的拓展延伸，不重視學生在實驗中的參與和探究，導致實驗教學流于表面[4]。

四、基于新課標的高中生物學實驗教學的具體改進策略

在新課標背景下，教師需要改進生物學實驗教學，通過多種方式調動學生對實驗的興趣、豐富生物學實驗教學的內容、放大實驗現象、引導學生在實驗教學中開展探究與合作，從而提高學生的實驗學習效果。

（一）提出生活問題，調動學生興趣

生活化的問題能夠調動學生的學習興趣。在高中生物學實驗教學中，教師可以從生活視角出發提出問題，調動學生的學習積極性。例如，在學習“組成細胞的分子”時，學生需要通過實驗檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質。在實驗開始之前，教師可以提出如下問題：“在生活中，有些孕婦需要控糖，醫生會告訴她要少吃含糖量高的食物。有些健身人士為了提高肌肉含量會注重補充蛋白質，吃含蛋白質較多的食物。這些現象說明了什么？”這樣的問題貼近學生的生活，可以激發學生的探究欲望，學生通過分析得出了

“生活中常見的食物中含有糖類、脂肪、蛋白質等化合物”的觀點。基于此，教師可以提供一些食物，如蘋果、馬鈴薯、動物肝臟、花生等，將這些食物分別制成蘋果勻漿、馬鈴薯勻漿、鮮肝勻漿、花生種子勻漿等，讓學生檢測其生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質的存在。如此，通過提出生活問題，學生可以認識到生物組織中的化合物與人類的飲食健康密切相關，

從而可以激發學生對生物學實驗的興趣。

（二）優化實驗設計，創新實驗教學

在生物學實驗教學中，實驗設計往往會直接影響實驗教學的效果。因此，在新課標背景下，教師應擺脫以往模式化的教學流程，精心進行實驗教學設計[5]。

例如，在學習“走近細胞”時，學生需要使用高倍顯微鏡觀察不同的細胞，這要求學生不僅掌握實驗流程，還能熟練操作高倍顯微鏡。此前，學生學習過如何使用低倍顯微鏡觀察細胞，但低倍顯微鏡只能觀察到細胞壁、細胞質和細胞核，要想看到更多復雜的細胞結構需要依靠高倍顯微鏡。針對此，部分教師會按照以下模式展開教學：先向學生講述高倍顯微鏡的使用方法、高倍鏡與低倍鏡的應用區別、臨時裝片的制作方法等，再進行實驗演示，然后讓學生模仿操作。但如此得到的教學效果往往不佳。因此，教師應優化實驗設計，創新實驗教學模式。教師可以在向學生講解高倍顯微鏡的用法后，鼓勵學生選取感興趣的觀察樣本，制作成臨時裝片展開實驗，同時教師還要引導學生將自己的實驗過程、觀察到的現象記錄下來。這樣的實驗教學打破了傳統模式，突出了學生的主體性，學生選擇了自己感興趣的觀察材料，經過猜想、假設、實驗、觀察、總結等實驗過程，切實體會到了生物學實驗的樂趣。

（三）改進實驗器具，放大實驗現象

在當前的高中生物學實驗教學中，由于實驗器具落后、實驗過程不嚴謹，因此可能會出現實驗現象呈現不明顯的情況，學生無法充分觀察到實驗材料的變化，無法深刻理解實驗原理。例如，在學習“酶的作用和本質”時，學生需要通過實驗比較過氧化氫在不同條件下的分解情況。在以往的實驗教學中，教師用普通試管完成實驗，學生用肉眼觀察產生的氣泡量，并由此判斷氧氣的生成量。但試管是開放的容器，實驗過程中產生的氣體會從試管口流失，很容易出現誤判。針對此，教師可以對實驗器具進行改進，選用具支試管，將試管口密封起來，將小氣球套在試管具支部分，

用小氣球收集產生的氣體，這樣通過觀察氣球的膨脹程度就可以更直觀、準確地觀察到氧氣的生成量。此外，有些生物學實驗的現象是比較細微的，為了讓學生更好地觀察到實驗現象，教師可以引入現代信息技術，將細微的實驗現象投影到大屏幕上，從而優化學生的實驗體驗感，提高實驗教學效果。

（四）組織實驗探究，強化學生參與

大部分高中階段的學生已經具備了一定的實驗探究能力，能主動借助實驗材料對問題進行探究，并通過實驗來驗證自己的猜想。因此，在基于新課標的生物學實驗教學中，教師可在全面了解學生的認知水平、學習興趣的基礎上，結合教學內容組織學生開展小組實驗探究，讓學生廣泛參與到實驗分析與操作中，通過科學探究和推理論證來達到實驗目的[6]。例如，在學習

“捕獲光能的色素和結構”時，學生需要通過實驗的方法提取和分離綠葉中的色素。在實驗開始前，教師可以提出如下探究性問題：“可以用什么方法提取綠葉中的色素？”“怎樣通過不同的方式實施層析？”。在問題的引導下，學生通過小組討論與探究，對傳統的實驗方法進行了創新：在提取色素方面，可以不直接對綠葉進行研磨，而是先將葉片烘干、粉碎，再加入無水乙醇，制作成溶液，把裝有此溶液的試管放到燒杯中，再水浴加熱；在層析方面，可以使用圓形濾紙完成層析。高中生物學教材中有大量的驗證性實驗，教師在開展實驗教學時可以將驗證性實驗轉化為探究性實驗，提出探究性問題，強化學生的實驗參與感，從而提升學生的創新與實踐能力。

五、結束語

綜上所述，在基于新課標的高中生物學實驗教學中，教師需要充分認識到實驗教學對學生個人能力發展的重要價值，遵循層次性、生活性、獨立性原則，結合當前生物學實驗教學中存在的不足，反思實驗設計、實驗器具、實驗方法等，從而有針對性地改進實驗教學，提高實驗教學效果。在今后的高中生物學實驗教學中，教師應從生活視角出發提出問題，優化實驗設計、改進實驗器具，關注學生的實驗參與和體驗感，使學生在參與實驗的過程中發展生物學學科核心素養。

參考文獻

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方磊.新課改背景下的高中生物實驗教學改進策略探究[J].中國多媒體與網絡教學學報，2019（11）：

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作者簡介：孫鳳榮（1990.7-），女，安徽亳州人，

任教于亳州市第二完全中學，一級教師，本科學歷。