高中生物學實驗教學創新探索

山東省滕州市第二中學新校 高 園

生物學實驗是學生了解生物學與學習生物學的基礎，尤其針對高中生物學抽象、概念性強、需要一定推理與邏輯分析能力的特點，實驗能幫助學生梳理學習思路，通過直觀的實驗設計與反應現象得出實驗結論，有效將抽象轉化為具體，將微觀轉變為宏觀，使學生通過實驗過程有效鞏固基礎理論知識，掌握實驗技能，提升自身學科素養。因此，教師應重視生物學實驗的教學方法與策略，通過有效的組織與引導培養學生實驗設計能力與實踐能力，幫助學生更好地掌握高中生物學的學習方法。

一、當前高中生物學實驗教學中存在的問題

傳統教學模式中，教師對生物學學習的關注只集中于對知識點與考點的講解與灌輸，重視學生考試成績，對學生實驗素養的培養、實驗技能的提升以及生物學學科的核心素養關注度不夠；學生實驗機會少、課時安排不足、缺乏實驗設備與器材，再加上一些教師的生物學實驗素養有待提高，由此可見目前高中生物學實驗教學中存在很多亟待解決的問題。

二、核心素養視角下對實驗教學的要求

（一）關注實驗意識的培養，加強動手操作能力

在傳統的教學模式中，生物學只是一門記憶型與理論型學科。教師在應試教育的壓力下抓緊一切課堂時間，為學生灌輸大量考點與知識點，通過題海戰術不斷追求高分數。因此，學生在理論方面非常扎實，但在實驗技能上較為欠缺。加上教師占據課堂主體地位，學生在生物學學習中的參與度不高，即使是生物學實驗教學也是教師操作，學生觀摩，因此學生普遍對生物學實驗教學沒有興趣，有一定抵觸心理。

核心素養視角下，教師應當關注學生實驗意識的培養，強化學生對實驗的重視程度，幫助學生在完善理論基礎構建的同時關注教材相關實驗的探索與學習，學會利用身邊的學習資源與互聯網信息主動查閱相關知識，將理論轉化為實際操作，鍛煉動手操作能力。

（二）培養生物學實驗的設計思路

在傳統應試教育的生物學實驗教學中，教師多半會讓學生記住科學家的實驗思路與操作步驟，通過不斷重復背誦與鞏固加深印象，但是對學生來講學習效果并不理想，學生仍然沒有實驗思路，只會照搬別人的實驗設計，自己在實驗設計中邁不開步。

教師應當有針對性地進行一些實驗設計思路與設計原則的教學，如生物學實驗中經常用到或涉及的對照性原則、隨機性原則、平行重復原則、單因子變量原則等，在了解實驗目的與實驗原理的基礎上對實驗結果做出假設，通過生物學假設論證方式確定實驗思路，設計實驗步驟，從而通過實驗現象以及數據得出相應結論。因此，教師在教學過程中不但要為學生講解教材中的經典實驗案例與操作步驟，還要為學生講清其設計思路與原理，授人魚且授人以漁，讓學生從根本上明確生物學實驗的要義，充分發散創新思維，用所學知識解決實際問題。

（三）端正生物學實驗態度

很多教師在為學生進行生物學實驗演示時不具備專業扎實的實驗基礎，在教學過程中實驗態度不端正、不嚴謹，不注重對實驗要求與環境的把握，給學生造成了錯誤示范與不良影響，不但容易誤導學生，還由于操作不規范存在安全隱患，導致危險發生。

教師在生物學實驗教學過程中應當注重自身教學態度與學科素養的提升，關注對學生行為與表達的影響，改善傳統教學過程中出現的實驗流程不縝密、實驗操作不規范、實驗演示不專業等問題，讓學生接受到正確的實驗教學，為學生樹立正確示范。

三、高中生物學實驗教學方式的創新型探索

（一）更新實驗教學理念，構建新課程實驗課堂

教師應當在遵循新課程改革要求的基礎上重新構建教學理念與教學思路，加強對學生生物學核心素養的關注與培養，從原來枯燥單一的知識點與考點的講解教學轉變成對實驗思路、實驗設計以及實驗具體操作能力的教學。教學過程中應當關注教學內容的質量而不是只注重數量與時間，通過對課程重難點的安排與循序漸進的引導，幫助學生構建知識框架與思維體系，使學生加強對生物學實驗的重視與關注，從基礎開始完善實驗學習計劃。

例如，在“研究細胞中DNA與RNA的分布情況”實驗教學過程中，教師應當先掌握本實驗的教學目的：1.讓學生掌握實驗原理。2.通過實驗現象區分細胞中DNA與RNA的分布狀況。然后教師通過引導學生思考實驗操作的重點：1.使用顯微鏡觀察實驗結果之前應當怎樣處理觀察對象？2.怎樣操作才能觀察到DNA和RNA？通過解決上述問題，學生了解了基本的實驗原理與操作原則。然后通過分析實驗材料、實驗操作觀察以及描述、解釋、記錄實驗現象，從而根據看到的現象得出實驗結論，最后通過評價實驗方案、歸納實驗方法，讓學生掌握實驗相關知識，通過設問方式發散學生思維，幫助學生構建實驗思路，掌握實驗原理，精準把握實驗教學任務。

（二）發揮學生學習主體地位，滿足學生學習需求

教師應當轉變過去以教師教為主導的教學模式，遵循課堂教學規律，通過符合學生學習規律與認知規律的方式引導學生充分發揮主觀能動性，通過設計有趣的實驗環節與分組合作，提升學生的學習興趣，豐富學生的實踐經驗。由于高中生的學科基礎與掌握程度不盡相同，因此教師可以根據教學班級的學生對生物學實驗的掌握情況進行差異化教學，通過針對性設置問題及實驗目標讓學生在自主學習之中獲得實驗樂趣與成功體驗，從而提升學生的學習積極性。

例如，在“葉綠體色素的提取和分離”實驗教學過程中，教師可以為學生提供一些實驗所需的必要知識，如葉綠體中的色素能溶解在丙酮、酒精等有機試劑當中，因此可以用丙酮提取葉綠素中的色素。不同種類的色素在層析液中的溶解度有所不同，溶解度高的色素分子隨層析液在濾紙條上的擴散速度快，溶解度低的色素分子在濾紙條上的擴散速度較慢，因此可以根據色素的擴散速度差異進行分離。通過對實驗原理及操作根據的講解，幫助學生確立實驗目標，設計實驗步驟，選擇實驗方案，通過自己主動思考與小組分析討論得出結論，并進行驗證。

（三）創新教學方式，開展多元化實驗教學

在信息技術不斷進步的背景下，課堂教學方式也隨之豐富起來。一些生物學實驗在實際情況下操作起來較為困難，實驗儀器較貴重或是存在一些安全隱患，這種情況下教師可以借助信息技術，通過互聯網視頻教學、多媒體輔助、動圖演示或思維導圖等，為學生展現實驗環境、實驗操作以及注意事項，既生動形象，吸引學生的注意力，又能避免安全隱患，保證教學順利進行。教師也可以融合一些情境教學、實踐教學、小組討論、主題活動等形式，豐富高中生物學實驗教學，為學生構建熟悉的生活情境平臺，拉進生物學與學生日常生活之間的距離，讓學生感受到生物學與自己的緊密聯系，從而從根本上注重生物學實驗的學習，構建生物學知識框架，提升生物學學科核心素養。

例如，在“培養液中酵母菌種群數量的變化”的探究實驗教學中，很多學校的實驗室對控制酵母菌的生長環境因素（如溫度、無菌等）有客觀困難，而實驗環境與實驗條件對實驗結果的影響非常大，因此在實驗設施或條件不允許時教師可以通過微課制作，為學生展示實驗設計、實驗流程以及具體操作步驟。通過圖片以及視頻的演示，讓學生產生直觀感受，通過調動視覺和聽覺感受，提升學生的實驗興趣，通過變量條件的嚴格控制，展示實驗過程與實驗結果，根據實驗結果制作柱狀圖與數值曲線，更加直觀地感受環境因素對培養液中酵母菌種群數量的影響，從而得出實驗結論，便于學生歸納總結，找到實驗技巧與規律。

四、結語

高中生物學實驗教學是培養學生生物學學科核心素養、發展學生實驗思維與理性思維的重要方式，在教學過程中教師應當改進傳統教學模式，以教材實驗為基礎，通過對實驗設計、實驗思路以及實驗具體操作的講解，引導學生感受實驗精神與實驗思維，規范實驗操作，讓學生能發揮主觀能動性，積極參與到生物學實驗的學習與探究之中。