新課標背景下高中生物實驗教學的思考

摘 要：實驗教學對于提升學生的生物學素質、培育創新思維以及增強操作技能具有重要作用。本文聚焦于新課程標準下，對高中生物學實踐教學進行了深度的反思與討論，分析了目前的教學現狀、意義，并提出了相應的改善建議，旨在提高高中生物的教學品質。

關鍵詞：高中生物；新課標；教學實踐

在教育改革持續深化的過程中，以新課程標準為背景，高中生物實驗教學的重要性日漸突出。實踐教學模式對于學生生物科學素質的提升、創新思維的激發以及操作技能的增強具有顯著作用。在當前的高中生物實驗教學中，存在眾多挑戰，例如教育資源匱乏、師資實踐技能不足等問題。本研究論文的目的在于對新課程標準下的高中生物學實踐教學情況、存在的難題以及改善方案進行深入分析，期望為高中生物學實踐教學的有效發展提供有價值的借鑒。

一、高中生物實驗教學存在的不足

（一）實驗設備與材料不足，影響實驗效果

在開展高中生物學實驗課程時，常面臨實驗器械及耗材的缺失，這一狀況廣泛存在，并對教學活動造成了影響。在一些學校中，受制于財政預算的約束，實驗用具的購置數量不足，致使學生在開展實驗活動時不得不采取共享的方式，這種做法不僅讓實驗的流暢性和效率大打折扣，而且因為頻繁使用，還可能縮短設備的正常使用周期。在實驗過程中，所使用的物料品質不一，某些可能已受污染或發生質量變化，此類問題會對實驗所得數據的精確度產生直接影響，在實驗指導手冊中，所列出的物質消耗常常缺乏精確度，這使得實驗者在操作過程中難以準確操控變量，進而對實驗成果產生了不利的影響，高中生物實驗教學的質量受到關鍵限制，源于所配備的實驗器材及其所需物資的短缺。

（二）實驗教學與理論教學脫節，學生實踐能力培養不足

在目前針對高中生物的課程施教過程中，實踐操作的課程與理論學習課程常常分離，在講授理論概念的過程中，教師往往過分強調理論框架的完備性，卻較少將理論與實踐操作相結合的教學活動聯系起來。在學習理論知識的過程中，學生往往難以將抽象概念與實驗現象相結合，從而影響了學習的興趣和成效。在實驗教學過程中，教師主要關注操作步驟的教授，卻忘了向學生闡述實驗原理及科學方法，這使得學生對實驗現象缺乏深入理解與分析，在實際問題面前，學生往往無法有效利用所學知識進行解決，這反映了他們在實踐能力培養方面的不足，而這種能力的缺乏，又與學習中存在的脫節現象密切相關。

（三）實驗教學評價體系不完善，難以激發學生積極性

目前的狀況是，針對高中生物實驗教學的評價機制存在缺陷，其不健全性主要體現在若干關鍵領域。在教育評價中，單一的衡量準則是實驗技能的執行度和得到結果的精確度，卻忽略了解決問題和創新思考能力的培養，采用此種評價機制，學生傾向于忽略實驗探索與思維訓練，單純追求成績上的卓越，在當前的評價模式中，過度依賴教師進行的主觀評價，導致客觀性與公正性的缺失。評價的反饋機制若未能及時提供，將使學生無法洞察自身的缺陷，進而干擾其學習的連續性和改進過程，在實驗教學的評價體系存在缺陷的情況下，難以喚起學生的主動參與意愿，這對他們科學素質的提高及實際操作技能的發展均不利[1]。

二、新課標背景下優化高中生物實驗教學的意義

（一）提升學生的實踐操作能力

在遵循新課程標準的前提下，對高中生物實驗課程進行教學優化，首要任務是增強學生實驗技能的實際操作水平，學生通過實驗方式，實現了生物學理論認識與實踐技能的融合，極大地深化了對于生物學概念的理解深度。在實驗課上，學生通過親自操縱儀器，檢驗各種條件下的結果，進而鍛煉實踐技能，同時增強了對實驗現象的觀察及問題分析技能。

（二）促進學科知識的綜合運用

在高中階段，對生物學實驗教學進行優化，可以有效推動學生對學科知識進行綜合運用。在實驗教學過程中，學生需運用生物學領域的知識來處理具體問題，這促使他們把零散的知識點有機結合，構建起一套完整的知識結構。在探索光合作用的過程中，學生需借助相關領域如植物生理學及化學的基本原理，實施跨越不同學科邊界的實驗方案，能助力學生構建全面思維框架，并提升其多方面技能的應用水平，學生通過解決遇到的問題，有效提升了創新思考與實際操作的能力。

（三）強化學生的科學素養與探究精神

在遵循新課程標準的前提下，對高中生物實驗教學進行改進，這對于提升學生的科學素質和加強其探究意識具有至關重要的作用。在實驗教學過程中，學生須遵循科學方法，對待實驗流程必須嚴謹，此種方式有利于培育他們嚴謹的科學態度及治學精神，在開展實驗活動的過程中，學生遭遇了眾多不確定性與挑戰，他們必須持續地進行深入探索、勇于試驗以及優化改進，此種對真理的追尋態度，乃是科研工作的靈魂。

三、新課標背景下高中生物實驗教學的策略

（一）強化實驗設計與操作技能的培養

在新課程標準的指導下，針對高中生物學實驗，一種具體的教學方法是重點加強學生實驗方案的設計與實施技巧訓練，教師需指導學生深入解析實驗之根本原理，詳述實驗的目標、原理、程序及留心事宜，令學生把握實驗之基礎學問。為了喚起對生命科學探究的熱情，我們規劃了多種實驗方案，這些方案覆蓋了包括細胞學、遺傳學、生態學在內的多個生物學分支領域，規范化地訓練學生在實驗中的操作，借助模擬與分組實驗等多種方式，提升他們實際的實驗能力，促使學生獨立擬定實驗計劃，借此塑造創新思維以及問題解決技巧，學生通過這些方法不僅學會生物實驗的基礎操作，而且在實驗活動中培育出嚴格科學探究精神和團隊合作意識[2]。

例如：在“溫度如何影響酶的活性”實驗教學中，教師應促使學習者深刻把握實驗的基本原理，在探究“溫度”對“酶活性”作用的過程中，教師將深入剖析“酶”的本質及“酶促反應”的特性，并解釋“溫度”是如何具體影響“酶活性”的，在對實驗的目的、基本原理、操作步驟以及相關的注意事項進行詳盡闡釋的基礎上，學生將能夠理解酶活性是如何受到溫度變化的顯著影響——不論是溫度過高還是過低，均會引發酶活性的降低。實驗目的：研究溫度如何作用于淀粉酶催化活性，對理解酶動力學至關重要。實驗原理：催化淀粉分解的酶，其活性受溫度變化所影響，在指定溫度區間內，溫度上升導致酶的活性作用得以提升；在超過酶最適工作溫度之后，其活性將逐步降低，最終可能導致完全失去活性。實驗步驟：1.分別制備若干具有不同溫度條件的水浴環境，具體溫度設定為0攝氏度、25攝氏度、37攝氏度、50攝氏度以及70攝氏度。2.將相同濃度的淀粉懸濁液，在差異性的加熱環境中分別進行處理。3.在各種溫度條件下，觀察記錄淀粉酶分解淀粉所需的時間長度。4.分析數據，得出溫度與酶活性的關系。進行實驗方案的創制，涵蓋多種類別的研究試驗，在探索溫度對酶活性影響的研究實驗里，通過設定一系列溫度梯度，如0℃、10℃至70℃，引導學生觀察并記錄酶活性隨溫度變化的規律，此舉旨在激發他們從事科學實驗的熱情。規范化實驗操作的訓練，是重點關注的內容，學生通過參與模擬實驗，能夠熟悉如何操作實驗器材；通過實驗分組，學生在實際操作中增強了對實驗技巧的掌握，在開展實驗活動的過程中，教師角色是指出若干重點注意事項：精確控制水浴溫度，避免誤差，在實驗過程中，精確控制淀粉酶的用量是確保得到精確實驗數據的關鍵。進行實驗時，對實驗數據進行詳盡的觀察與記錄，以保證實驗所得結果具有高度可靠性。促使自主性強的學生主動構思實驗計劃，例如：研究者可以通過調整諸如pH值、底物濃度等實驗條件，來研究這些條件對酶活性的作用，借助此種設計方案，得以塑造學生創新性思維模式，并提升其面對問題時的解決技巧。

（二）融合信息技術，提升實驗教學效果

在遵循新課程標準的前提下，將信息技術手段整合進高中生物實驗課程，能夠顯著增強教學的成效，采用多媒體手段，例如視頻和動畫，使得生物學中的抽象現象和過程變得具體，從而促進學生對生物學知識的高效掌握，構建網絡實驗平臺，打造仿真實驗空間，突破時間和空間的限制，使學生能夠進行實驗操作，從而提升實驗活動的吸引力及互動交流的可能性，借助信息技術手段，學生得以在全程參與的過程中獲取生物學知識，從而提升了實驗教學的直觀性與吸引力，實驗教學通過融合應用信息技術，不僅提升了教學效果，同時也培育了學生的信息素養與創新能力[3]。

例如：在“觀察植物細胞有絲分裂”教學中，采用多媒體技術，能將復雜的有絲分裂過程具體化、形象化，便于理解和教學，借助動畫與視頻媒介，學生能形象地把握有絲分裂進程中的前期、中期、后期以及末期等各個階段，通過形象化的手段，學生能對有絲分裂的原理及其過程擁有更加深刻的認識。構建以互聯網為基礎的實驗平臺，打造一個具備虛擬實驗空間的系統環境，例如：在某個操作平臺上，學生得以開展諸如制作臨時裝片、觀察細胞有絲分裂等虛擬實驗操作，學生能夠在不受時間和空間束縛的虛擬實驗環境中，隨時開展實驗操作，從而提升實驗的趣味性和互動性。在搭建的虛擬實驗環境中，學生得以模擬制備臨時裝片的完整流程，涵蓋了解離、漂洗、染色以及制片等環節，在構建實驗的環節中，學生能夠即時監控細胞變異的過程，洞察有絲分裂的各個時期，實驗數據可通過該平臺進行深度分析與對比，助力學生全面理解實驗成果。信息技術被再次融入，使得學生在全身心投入的體驗過程中，能夠獲取生物學領域的知識，采用增強現實技術，將虛構的細胞圖像與現實環境融為一體，使學生在觀察植物細胞有絲分裂過程中，能夠體驗到細胞分裂的動態變化，此種體驗能顯著增強實驗的圖像呈現與娛樂性。在實施實驗時，教師指導學生運用如手機或平板電腦等便攜式電子設備，通過增強現實技術來觀察細胞分裂的現象，學生得以利用手持的數字化設備，將攝像機對焦于顯微鏡內的細胞，從而能夠即時監控細胞分裂過程的不同階段，采用互動式的學習模式，能夠有效點燃學生的求知欲，進而顯著增進實驗課的教學成效。最終，借助信息技術的整合運用，能夠培育學生對于信息的素質和創新的技能，在實施實驗的環節中，學生須利用信息技術手段，完成數據的采集、解析與加工，此舉對于提升其信息處理能力大有幫助，在虛擬環境里，學生設計了具有創新性的實驗，此過程有效地鍛煉了他們的創新能力。

（三）注重實驗評價與反思，促進教學相長

在針對高中生物的實驗教學活動中，強調對實驗結果的評價與深入反思，是推動教與學互動增長的關鍵手段，首先，構建包含實驗操作過程、實驗結果報告以及實驗創新成果等多個維度的評價架構，以此對學生的實驗技能進行全面評定，在實驗終了之后，指導學生進行深入思考，對其在實驗中的有效方法與待改善環節進行梳理，進而提升實驗操作的技巧。定期組織學生開展實驗交流活動，旨在共享實驗體會，實現互學互進，在實驗過程中，學生通過反思改進實驗技巧，從而提升實驗成果。

例如：在“高倍顯微鏡的使用和觀察葉綠體”實驗教學中，首先，構建一個包含多種元素的評估實驗系統，在實驗操作過程中，考查學生對于高倍顯微鏡的正確運用，諸如焦距的調整和光圈的改變等，在實驗報告的撰寫中，考查學生是否詳盡地記載了實驗過程、觀測到的結果以及所進行的數據解析，在探究成果的評價上，需判斷學生是否精確地觀察并認知了葉綠體的外形、散布狀況及其數量。在評價學生進行實驗操作的過程中，教師能夠監視其在高倍顯微鏡使用過程中的動作規范性，諸如焦距的準確調節與光圈的恰當調整等，在評價實驗報告的過程中，教師能夠審視學生是否遵循實驗程序準確記錄，并詳細闡述所觀察到的葉綠體的形態、分布以及數量，在實驗成果評價過程中，教師能夠判斷學生是否精確地觀察到了葉綠體的各項特征，這包括其形狀、大小以及顏色等方面。在實驗階段結束后，促使學生進行自我思考與回顧，實驗參與者需歸納實驗成果與欠缺，借此提升實驗操作能力。實驗結束后，教師得以指導學生對既定問題進行深入思考：在實驗活動中，學生面臨何種挑戰？他們采取了哪些策略來克服這些挑戰？實驗的最終成效是否達到預定目標？若未達到，是什么因素導致了差異？通過深入反思，學生能夠辨識出自己在實驗執行、現象觀察以及數據處理方面的短板，并據此在未來提升實驗技能。教師需定期安排學生進行實驗成果的互動討論，以此作為知識共享和學習互助的平臺。在實驗成果展示和心得分享這一環節中，教師指導和激勵學生參與，以促進學術交流和個人感悟的傳達，一位學者在審視葉片結構時，注意到其中葉綠體在葉肉細胞中的分布呈現出不均衡狀態，據此提出了獨到觀點，學生可以開始深入交換意見，共同研究葉綠體在細胞中分布不均勻的原因。學生通過實驗的評價與反思，能夠持續地對實驗方法進行改進，從而提升實驗的成效，教師在教學過程中，能依據學生的反饋對教學方法進行調整，進而促進教與學的相互促進。

結束語

總之，在遵循新課程標準的前提下，對于高中生物課程而言，實踐活動教學是提升學生全面素質的關鍵環節。針對實踐教學過程中所暴露的若干問題，須著力于教學資源的配置優化，教師實際操作技能的提高，以及教學方法的革新，以實現與新課程標準的有機融合，進而推進實踐教學的發展，為了達到高中生物教學品質的整體提高，需重視對學生實際操作技能的塑造與評價體系的完善。

參考文獻

[1]武玉寶.高中生物實驗項目化學習對學生科學思維培養的影響[J].高考，2024（25）：121-124.

[2]歐孟萍.高中生物教學中培養學生高階思維能力的實踐[J].高考，2024（23）：118-120.

[3]王輝.基于學科核心素養的高中生物實驗教學探究[J].安徽教育科研，2024（23）：20-22.