新課標背景下高中生物實驗教學的思考

摘 要：在新課標背景下，高中生物實驗教學面臨著前所未有的挑戰與機遇。隨著科技的飛速發展，生物科學領域不斷涌現新的理論和技術，為實驗教學提供了豐富的素材和手段。然而，如何在有限的課堂時間內，讓學生在實驗中掌握生物知識，培養科學探究能力，成為擺在教師面前的重要課題。本文將圍繞新課標背景下的高中生物實驗教學，探討如何優化實驗內容、改進教學方法，以提升學生的生物素養和創新能力。

關鍵詞：新課標；高中生物；實驗教學；“孟德爾的豌豆雜交實驗”

我國教育改革持續深化，高中生生物實驗教學方面，新課程標準已提至更高的要求，實施生物實驗教學，對于培育學生的科學素養、創新精神和實踐能力，起到了至關重要的作用。在當前的高中生物實驗教學過程中，存在著如教學內容老化、方法過于單一、評價機制不健全等諸多問題，本研究論文針對特定的議題，以高中生物實驗教學為討論核心，探討實驗教學在新課程標準下的教學思考，旨在為提升教學效果提供理論依據。

一、新課標背景下對高中生物實驗教學的要求

（一）強化實驗設計與操作能力的培養

在依照最新教學標準的前提下，對于高中生物實驗課程，提升學生在實驗方案構思與實行過程中的能力是必備的教學目標，該要求的目標是通過實踐活動實驗，讓學生不僅學習并掌握生物學的基礎理論，而且提高解決現實問題的技巧。為了達成實驗的目標，學生須選取適當的材料與方法，構建既科學又可行的實驗計劃，為了增強學生的操作技能，要求其在進行實驗操作時，必須精通實驗設備的運用，精確地記錄實驗數據，并掌握對實驗結果進行深入分析的技巧，在實驗性教學中，學生通過親自動手操作，能夠在實際活動中掌握知識，進而培育出嚴謹的科學探究精神和科學態度[1]。

（二）注重實驗與信息技術的融合應用

在信息技術迅猛進步的背景下，根據新的教學標準，高中生物實驗教學需要整合信息技術與實驗課程，此種整合不僅豐富了實驗方法，提升了實驗效率，而且進一步開闊了學生的知識領域。學生借助虛擬實驗軟件，在構建的虛擬空間里實行操作，此過程打破了物理時間和空間的制約，并有效降低了實驗物料的消耗，教師借助信息技術監控手段，能夠對學生在實驗過程中的實時動態進行追蹤，并根據每位學生的具體需求提供針對性的引導，將實驗方法與信息技術相結合，能顯著提升學生在生物學領域應用現代技術解決問題的能力，同時增強其信息素養。

（三）強調實驗結果的分析與反思

針對高中生物實驗教學領域，新課程標準提出了分析與反思實驗結果的具體要求，該指令促使實驗學生在完成操作后，對所收集的數據進行深入剖析，以便概括出實驗所揭示的規律，并洞察在實驗進行時可能存在的缺陷，學生通過反思深化對生物學領域的理解。同時，其批判性思維技能得到增強，教師需指導學生，將實踐得到的成果與理論學習相融合，深入分析實驗所揭示的生物學規律，借此培育其科學探索精神及創新思維。通過反思和分析，學生能構建科學的世界觀和方法論，為未來的學習和研究奠定堅實基礎。

二、高中生物“孟德爾的豌豆雜交實驗”教學目標

（一）理解孟德爾遺傳定律的基本原理

在教學過程中，旨在讓學生掌握孟德爾遺傳規律的基本概念，孟德爾通過豌豆植物的交配實驗，發現了生物遺傳中基因的隔離與自由組合原則。學生通過實驗得知，生物的形態特征取決于遺傳因子的組合，這些因子在體細胞中配對出現，并在生殖細胞的形成過程中獨立傳遞。學生們需要理解顯性特征和隱性特征的定義，并掌握基因型、表現型以及等位基因等基礎遺傳學專業語言，學生通過研究孟德爾的遺傳定律，初步構建了對生物遺傳現象的理解，為深入學習遺傳學奠定了堅實的基礎[2]。

（二）培養科學探究能力和實驗操作技能

孟德爾通過豌豆的交配實驗，不僅發現了遺傳規律，而且展現了科學研究的路徑。在教育過程中，設定目標為鍛煉學生科學探索及實驗室操作的技巧，參與實驗的學生們負責采集、剖析實驗產生的數據，進而提煉出其中的規律性結論，學生通過學習能夠掌握科學探索的基本技巧，其中包括觀察、實驗和比較等方法。

（三）樹立正確的科學態度和價值觀

孟德爾通過豌豆植物的交配實驗，展示了科學家追求嚴謹、勇于進取的風范。在教學過程中，一個重要的目標設定是指導學生確立正確的科學觀和價值觀，學生通過探究孟德爾的實驗及其體現的科學精神，能夠深刻理解科學研究所需的嚴格態度和重要性，進而培育對科學的崇高敬意。

三、新課標背景下高中生物實驗教學的思考

（一）強化實驗設計與操作技能的培養

在新課標背景下，高中生物實驗教學應著重強化學生的實驗設計與操作技能。教師應引導學生積極參與實驗設計，從實驗目的、原理、步驟到預期結果進行全面規劃，培養學生的創新思維和問題解決能力。其次，通過規范化的實驗操作訓練，使學生掌握基本的實驗技能，如顯微鏡使用、試劑配制、數據記錄等，確保實驗結果的準確性和可靠性[3]。

以“孟德爾的豌豆雜交實驗”為例，首先，實驗設計的參與度需由教師方面著手引導并提升，在教授孟德爾基于豌豆植物進行的遺傳交叉實驗時，教師指導學生預先查閱相關文獻，掌握實驗所追求的目標、所應用的原理以及具體執行的流程，教師有能力提出疑問，引領學生深入探討實驗設計的方法，選取豌豆種類的決策過程、雜交方法的實施、結果的觀察與記錄，均為培養學生在創新性思維與問題解決方面的關鍵步驟。規范化的實驗操作訓練使學生基本掌握實驗技能，在探討孟德爾所進行的豌豆植物交配實驗過程中，教師指導學生掌握顯微鏡操作、化學試劑的調配以及實驗數據的準確記錄等實際操作技巧，為了觀察豌豆染色體，學生需準確操作顯微鏡，并學會配置雜交試劑及記錄實驗數據，如此訓練，可讓學生熟練掌握實驗基本技能，保障實驗結果的精確與可信。在進行實驗活動時，教師有責任強調安全規程，以此作為教學的一個重要組成部分，在進行孟德爾豌豆植物的交配實驗教學過程中，教師需向學生指出實驗時應采取的各種安全措施，諸如預防交叉污染、避免化學試劑接觸眼部等，在教育過程中，對于學生而言，培養良好的實驗習慣至關重要，這包括了實驗前后必須洗手以及保持實驗臺的整潔。教師引導學生設計實驗：問題由教師呈現，圍繞實驗展開構思，將學生劃分為若干小組，進行集體頭腦風暴，旨在形成各自獨特的設計理念，教師針對設計方案給出評價，以指導學生進一步優化實驗設計。規范化實驗操作訓練：教師對顯微鏡的操作方法、試劑的配制步驟以及數據的記錄技巧進行闡述，并指導學生進行手動實踐，教師進行移動指導，糾正學生在操作過程中的偏差。 安全意識教育：實驗過程中，安全問題是教師著重強調的關鍵點，學生需警惕相關注意事項，在教育過程中，重點培養學生形成優秀的實驗行為模式。實驗實施：在實驗過程中，學生們依據預先制定的方案進行操作，教師則在不同地點進行現場指導，在實驗進行時，學生們學會了如何保護自己，并逐步養成了優秀的實驗行為模式。數據分析：實驗終止后，數據整理與結果解析的工作由學生完成，在教學過程中，教師輔導學生采用統計學的手段，對實驗數據進行匯總和歸納。實驗之后，教師指導學生沉淀所學，對實驗的缺陷進行審視，在對實驗設計進行優化過程中，來自學生的提議起到了積極作用。

（二）注重實驗與理論知識的融合

新課程標準著力于實驗操作與理論概念的融合，以促進學生深入理解，在開展生物學實驗課程時，教師需強調實驗操作與教科書理論的緊密結合，以便學生構建健全的知識結構。在開展實驗之前，指導學生預先學習，促使他們復習相關的理論知識點，從而為執行實驗操作奠定堅實的理論基礎；在實施實驗的過程中，學生通過觀察現象、記錄數據和分析結果，將理論知識應用于實際操作中；在實驗階段結束后，指導學生們概括實驗成果，并使之反思，借此加深對理論知識的領悟。

在開展實驗之前，教師可運用特定方法引導學生復習先前的理論知識，要求學生事先學習孟德爾關于遺傳的基本法則，涵蓋分離與自由組合兩大定律，并理解豌豆作為遺傳學研究首選實驗對象的諸多便利條件。在教學過程中，學生通過觀看視頻和課堂講授兩種方式，重溫了豌豆的繁殖機制、花紋及其種子形態，這些生物學特征的遺傳規律性。教師提出與實驗相關的問題，如“豌豆為何成為遺傳實驗的首選材料？”“孟德爾實驗的設計思路是怎樣的？”等，以此激發學生的思考。學生被引導以記錄豌豆之花色與種子形狀等遺傳特性，學生通過親自動手，將所學概念與觀察到的現象相互印證。學生需親自操作豌豆植物的交配實驗，涉及挑選親本植株、執行人工授粉程序，并記錄相關結果，從而將學到的理論知識轉化為實際應用。學生需解析實驗所得數據，例如計算各種性狀的分離比例，以便理解遺傳法則。在實驗進行時，安排學生集思廣益，共同審視所遭遇的難題及困境，并探討應對策略。借助提問及討論方式，助力學生對遺傳定律的深入領悟，例如探究其成因及表現形式：在所涉物質的分離過程中，比例關系起著決定性作用。采用特定的教學方法，能將孟德爾的豌豆植物交配實驗原理與學術概念緊密相連。在實驗活動中，學生們通過實際操作來鞏固遺傳法則的理論知識。借助實驗活動，塑造學生對科學探索的思維習慣和精神風貌。在考查實驗產出的過程中，同時致力于提升學生對問題的深入解析及評價能力。孟德爾借助豌豆植物的交配實驗，使得教師得以將實踐教學和理論課程相融合，這不僅促進了學生對知識結構的全面構建，提升了其學習成果，還鍛煉了他們在科學探索過程中的好奇心及批判性思考能力。

（三）倡導探究式學習，培養自主學習能力

在新課程標準引領下，提倡學生通過實驗活動，主動探索知識，從而確立在學習中的中心角色，在針對高中生物的實驗教學過程中，策略的制定應當促使教師引導學生展開自主性探索，進而有效提升學生的自學能力。開展一項允許學生主動探索問題的實驗方案，旨在使其能識別疑點并形成假設，繼而通過實驗來檢驗這些假設；多樣化的實驗材料和方法的提供，能夠激發學生對探索的熱忱；促使學生參與團隊協作，以培養其小組內的合作能力。在教學過程中，教師有責任關注每位學生的獨特性，并提供量身定制的輔導方案，以協助他們在實驗環節中克服所面臨的挑戰。借助特定方案，學生在實踐活動中能夠培養獨立探索的技能，增強解決復雜問題的本領，從而為將來的知識獲取與生活發展構筑穩固的基石。

例如，孟德爾通過其遺傳實驗揭示了基本的遺傳規律，該方法論為后續遺傳學研究奠定了基礎。在教育過程中，致力于提升學生獨立探索問題并提出及驗證假設的技能。為了開展實驗，需準備豌豆的種子、用于觀察的放大儀器以及用于記錄觀察數據的表格。將學生按小組分類，各組針對不同的豌豆種類，執行交配實驗的過程。在生物學課堂上，學生們對豌豆植物的遺傳特征進行審視，重點關注其花紋與種子的具體形態，通過細致地觀察與詳盡地記錄，深化對遺傳學的初步理解。例如，某位學生提出了一個關于遺傳特性的設想，認為顏色鮮明是遺傳特征的顯現形式，而白色則是其隱含狀態。設計實驗方案的學生，他們的工作包括制定雜交組合以及進行觀察記錄等步驟。為了豐富實驗過程，探索問題時需準備多種類型的材料，并運用創新且不同的手段。不同色澤與形態的豌豆種子，以及在不同生長條件下所發育成的豌豆植株。倡導學生在實驗中探索多樣化的交配技術，包括但不限于自我交配與傳統雜交等。將個體學生分配至多個小組，各小組分別承擔不同的實驗任務。在團隊中，成員們協作無間，共同承擔實驗的策劃、執行與數據記載工作。在實驗的進行中，成員們開展深入的對話與互動，協作探求和破解各類難題。在教學過程中，重視每位學生的獨特性，提供量身定制的輔導策略。每位教師需審視其所指導學生的參與熱情及實驗操作能力。依據不同學生的具體需求，量身定制指導方案，涵蓋實驗技能訓練與數據分析教學。教師概述了孟德爾進行遺傳研究的實驗原委及其所追求的目標、相關理論的知識要點，學生在課前先行自學豌豆遺傳規律的相關內容。實驗學生依據既定程序執行各項任務，同時采集相關數值信息。教師進行移動指導，針對學生的疑惑提供解答，以此確保實驗流程的無縫執行。學生分析實驗數據，驗證假設，小組討論實驗結果，總結遺傳規律，教師指導學生回顧實驗步驟，以便提煉出其中的知識與教訓。在實驗活動中，觀察對象為學生們，他們展現出的參與狀況、團隊協作能力以及實際動手操作的能力。教師對學生在實驗后的數據分析及推論成果進行考核，促使學生對實驗步驟進行深入思考，并對自身學習成效進行客觀評估。學生通過此種教學設計，不僅學會了孟德爾遺傳實驗的相關知識，還在實驗過程中提升了自主探索、團隊協作及問題解決的能力，為未來的學習與生活奠定了穩固的基礎。

結束語

總之，在新課程標準的指導下，對高中生物實驗教學進行持續的創新與深刻的變革是必要的，優化生物學實驗的教學材料，改良授課手段，健全評估機制，能顯著提高生物實驗課的教育品質，并培育受教者的科學研究素質。在教學過程中，教師需重視每位學生的獨特性，并通過激發他們對學習的熱情，使生物實驗課成為其成長道路上不可或缺的一環。

參考文獻

[1]陳彩娟.新課標下以高中生物信息化教學提升學生自主學習能力的研究[J].求知導刊，2024（15）：20-22.

[2]李欣榮.新課標背景下在高中生物教學中培養學生生命觀念的策略[J].學周刊，2024（16）：139-142.

[3]唐婷婷.新課程標準背景下高中生物學實驗教學優化策略[J].中學課程輔導，2023（35）：45-47.