基于學科核心素養的高中生物學實驗教學策略

陜西省西安市八一民族中學 馮 飛

普通高中生物學是一門以實驗為基礎的學科，學生通過實驗課程可以深入理解生物學的基礎概念，獲取生物學知識。隨著新課改的逐步推行，實驗課的教學面臨更高的要求。然而，多數學校的高中生物學實驗教學存在一定的局限性，很多教師忽略了實驗教學的重要性，只注重講解理論知識，使實驗教學形同虛設。因此，為了改變傳統的實驗課堂，激發學生學習生物學的興趣，提高學生的實驗能力，需要從根本上改變教師以往的教學理念，將學生從“看實驗、聽實驗”轉變為“做實驗、探究實驗”，將“靜態預設的課堂”轉變為“動態生成的課堂”，為學生生物學學科素養的提升奠定基礎。

一、高中生物學實驗教學現狀和存在的問題

（一）實驗室建設步伐緩慢

高中生物學教材中有不少具有趣味性的實驗內容，以此增加學生對生物學實驗的興趣，但在實際教學中，有部分學校并沒有非常齊全的實驗設備和試劑等耗材，導致很多實驗無法正常開展，學生的實驗興趣也因此大大降低。在新課標的要求下，高中生物學教材中也加大了生物實驗的數量和內容，增加了很多探究性實驗以及研究性學習等內容，對實驗室儀器設備及實驗室管理提出了更多新的要求。然而，很多學校相應的儀器設備沒有及時跟進，阻礙了學生探究實驗的順利進行。

（二）教師教學理念落后

受傳統教學模式的影響，部分高中生物教師還沒有意識到新課程改革對學生學習和能力培養影響的重要性，沒有認識到實驗技能對學生創新能力和探究能力培養的重要影響。因此，這部分教師對實驗教學的態度不夠重視，只是對實驗目的、實驗原理和實驗步驟進行簡單講解，沒有讓學生親身體驗和深入討論。學生只是知道了實驗現象和實驗結果，但沒有從中獲取更多的知識，沒有深入理解每個實驗步驟的意義，沒有充分理解每種試劑的重要作用，更無法從中提升各種能力，從而使學生產生了應付實驗教學的想法，最終導致學生對生物學基礎知識的理解不夠深入，沒有充分發揮學生的創造性思維。這種教授實驗的方式，形式單一，忽略了對學生學習興趣的培養，忽略了學生的自主學習，沒有充分展現學生學習的主體作用。

（三）對生物實驗教師的系統培訓較少

新課標對實驗教學提出了更高的教學目標和教學要求，但在實際教學中，從學校領導至實驗教師，對實驗教師的理解還停留在簡單準備實驗材料、收拾實驗室衛生、維持實驗室正常秩序等層面，很少舉辦面向廣大生物實驗教師的培訓，即使有這樣的培訓機會，也會以沒有經費、教師教學任務繁重、沒有時間參加等理由而拒絕，導致教師缺少參與系統培訓的機會。

二、高中生物實驗教學的改進策略

（一）及時添置配套儀器設備，加強硬件設施建設

教師要完成實驗教學，實驗設備是必備的條件，可以為學生提供良好的實驗操作平臺。因此，學校要及時申請增加資金投入，加強實驗室硬件設施建設，保證提供足夠完善的實驗設備，讓學生在良好的實驗環境和親臨實驗的過程中加深對知識的認識，探尋生物學的奧妙。

（二）保障實驗課時安排和實驗時間，保證實驗課程順利開展

高中生物課程標準實驗教科書（人教版，2003）必修模塊中包含25 個實驗，實驗課時比例約占23%。然而，在實際教學中，因課時數量有限、實驗儀器設備缺乏，許多實驗基本無法開設。例如，高中生物必修1 中“葉綠素的提取”，由于課時限制，教師教學時沒有讓學生親自動手操作，只是通過觀看實驗視頻和課本上的插圖進行理解和記憶。此外，一些探究性實驗，例如“探究酵母菌的呼吸方式”，由于實驗需要持續觀察，耗費大量時間，很少有學生做過此類實驗。因此，在課時數量和時間緊迫的情況下，學校應該合理安排教學時間，適當增加實踐活動，或者是利用假期讓學生進行實驗，讓學生通過親身體驗實驗過程，體會生物學的樂趣，增加獲取知識的方法，提高學生的動手操作能力和觀察能力，培養學生的科學思維。

（三）改變教師思想觀念，提升生物學實驗的重要性

各個學校的領導和教師需要在思想上對生物學實驗教學工作引起足夠的重視，及時加強實驗室硬件設施建設，保證儀器設備、試劑等耗材的及時補充，為生物學實驗教學的順利開展提供良好的物質條件。同時，生物教師要充分認識實驗教學的重要性，幫助學生深入理解實驗中每個試劑和每個實驗步驟的作用，從實驗目的、實驗原理、實驗步驟、實驗現象到實驗結果和結論都能夠充分了解其作用。生物教師還應帶領學生多嘗試探究性實驗，逐步培養學生的探究能力和創新能力，充分體現學生在學習過程中的主體地位。

（四）增加培訓力度，提高教師實驗素養

現代教學理念要求教師終身學習，加強對新課程理念的認識，不斷更新專業知識和技能，更新知識結構體系，提高教師的現代教育信息技術能力。這就要求學校要為教師準備一定的培訓經費，在課時安排和教學時間上給予教師充分的支持，定期舉辦各種業務培訓。例如，教師實驗技能培訓、名校聽課、參觀學習等活動，促進教師之間的積極交流，將外校好的方法進行借鑒，從而不斷提高教師的實驗技能和實驗素養。

（五）優化實驗課程設計，培養學生科學探究精神

新課標要求加大實驗教學力度，培養學生的科學思維，因此要優化實驗課程設計，首先要加強對學生實驗的引導，引導學生積極動腦動手，充分發揮學生的主觀能動性。其次，要加強學生設計實驗的能力，按照探究性實驗的一般思路，即“提出問題→作出假設→制訂計劃→實驗驗證→得出結論→表達交流”的步驟進行實驗設計，培養學生的科學探究精神和創新思維，提高學生的探究能力。例如“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗，讓學生進行探究性實驗，選擇不同的溶液，設置不同的濃度梯度，觀察哪種溶液的哪個濃度最適于觀察植物細胞的質壁分離和復原，從而得出實驗結論。最后，良好的實驗材料是保證實驗順利完成的基礎，因而教師可以引導學生創新實驗材料，選取生活中常見的一些材料進行實驗。例如“觀察減數分裂過程中染色體行為變化”的實驗，課本中用的是橡皮泥，但是橡皮泥干燥后易斷裂，因此實驗中可以選擇用廉價的彩紙，剪出染色體的形狀，再模擬各個時期染色體的行為變化。

（六）強化學生實驗能力培養，提高實驗技能

培養學生良好的實驗能力，首先要讓學生掌握最基本的實驗操作，鼓勵學生多做多練，在練習中不斷提升實驗能力。其次要讓學生明確每個實驗的實驗目的、實驗原理、實驗步驟以及預期得到的實驗結果，只有明確了這些最基本的要素，學生才能有條不紊地進行實驗。最后教師要設法增加實驗的趣味性，讓學生帶著興趣走進實驗，完成實驗探究過程，而不是機械地重復實驗步驟，最終提高實驗技能，達到培養能力的目的。

（七）利用數字化設備，提高實驗教學效率

隨著科學技術的日益發展，高中生物學實驗教學出現了新的數字化設備，改變了以往傳統的實驗課堂，創新了實驗教學方式，增加了學生對實驗的興趣，提高了實驗教學的效率。例如，利用生物傳感器完成“光合作用速率測定”，生物傳感器的應用幫助學生加深了對光合作用這一教學難點的理解，使學生體驗了科學探究的過程，增加了學生對實驗的興趣。此外，也可以利用二氧化碳傳感器完成“環境溫度對酵母菌呼吸的影響”實驗，加深學生對呼吸作用的理解。學生可以利用各種傳感器完成更多的其他探究性實驗，豐富學生的科學知識，提高學生的探究能力。

（八）重視總結與反思，提升學生對生物學知識的認識

實驗具有很多不確定性因素，因此實驗結果可能會出現與預期結果不符的情況。這時，教師要及時指導學生根據觀察到的實驗現象和結果，利用所學知識，結合查閱相關資料，找出出現不同實驗現象和結果的原因，及時改進實驗方法，不斷總結和反思，及時記錄實驗情況，避免在以后的實驗中出現類似問題。學生在實驗過程中不斷提高實驗技能，加深對生物學知識的認識。

總之，在高中生物學實驗教學中，教師要積極更新自己的教學理念，重視學生學習的主體地位。利用先進的數字化實驗教學設備，改革創新實驗課堂，不斷激發學生對生物學實驗教學的興趣，將“讓學生實驗”轉變為“學生要做實驗”。教師在教學中要不斷體現生物學的學科素養，不斷體現新課改的理念，促使學生的實驗技能不斷提升，加深學生對生物學知識的認識和理解，促進學生科學能力和探究能力的發展。