新課標下關于高中生物實驗教學的思考

摘 要：在新課程教學標準中，明確指出注重生物核心素養的提高，生物實驗作為其重要組成部分，是學生落實理論與實踐相結合理念的主要途徑，教師優化生物實驗教學模式，從多個角度展開生物實驗相關知識的講解，打造高效的高中生物實驗教學課堂。文章以新課程下關于高中生物實驗教學的思考為主題，從多個方面展開詳細的分析和探討。

關鍵詞：高中課堂;生物實驗;教學模式;實踐能力

在高中生物傳統教學課堂中，教師受到應試教育理念的影響，過于重視理論知識的講解，為了節約課堂教學時間，對實驗教學環節整體呈現出不重視的教學情況，導致學生對生物實驗步驟死記硬背，無法深刻認知實驗原理和操作注意事項，降低學生的生物實驗綜合能力。所以，教師創新生物實驗教學模式，從構成實驗的基本元素出發，促進學生綜合素質和核心能力的發展。

一、 教授生物實驗理論知識

在高中生物實驗教學中，掌握理論知識和器材操作方法是基礎環節，一方面能夠加深學生對生物知識和概念的認知，另一方面推動生物實驗環節的順利開展。所以，教師優化課堂理論知識教學策略，以生物實驗為媒介，展開互動教學環節，充分發揮出學生的主觀能動性，達到事半功倍的學習效果。

在細胞結構的講解中，首先從理論層次闡述，植物細胞和動物細胞結構是學習的重點，教師以對比的方式展開教學環節，便于學生理解和記憶。植物細胞和動物細胞相同的結構有細胞膜、細胞核、線粒體、內質網、核糖體、高爾基體和溶酶體，細胞壁、葉綠體和中央大液泡是植物細胞獨有的細胞結構，動物細胞具有中心體，并不是其特有的，低等植物細胞也有中心體結構。然后，教師向學生提出“如何判斷某個細胞為植物細胞還是動物細胞？”的問題，引發學生自主思考，靈活運用自身所掌握的生物知識，得出以兩者細胞結構的不同作為判斷依據的解決策略，進一步提出“如何能夠觀察到細胞的結構？”僅憑肉眼是無法看到細胞結構的，引入顯微鏡觀察細胞結構的生物實驗，以示范的方式向學生講解顯微鏡各個結構、作用和使用方法，為之后學生自主開展生物實驗夯實基礎。比如，了解顯微鏡的成像特點是放大倒立的虛像，其放大倍數的計算方法是物鏡和目鏡放大倍數的乘積等。同時，教師以示范的方式向學生展示具體的顯微鏡使用步驟和注意事項，如下降鏡筒時，雙眼側視鏡筒，防止鏡頭碰到碎片。最后，教師為學生提供多個動物、植物細胞蓋玻片，引導學生以實踐的方式，仔細觀察細胞的機構，借助理論知識，準確判斷其是動物細胞還是植物細胞，形成完善的生物理論知識教學方案，打造高效的高中生物教學課堂。

二、 感知生物實驗設計理念

在高中生物實驗教學中，學生自主設計實驗步驟是主要的考查內容，體現出學生對理論知識的靈活運用能力、嚴謹的邏輯思維能力和生物實驗設計原則，教師以生物教材內容為中心，分別向學生講解實驗設計遵循的原則，如單一變量原則、對照實驗原則等，推動對學生實驗設計能力的培養。

在具體的教學環節，教師以生物實驗為范例，引領學生深刻感知實驗設計理念。在單一變量原則的教學中，自變量、因變量、無關變量和額外變量是學生所要掌握的生物概念，教師以“唾液淀粉酶實驗”為例，加深學生對相關概念的認知程度，低溫、適溫和高溫是實驗的自變量，是由實驗者操縱的因素和條件，在自變量下酶的活性是因變量，實驗的目標就是驗證自變量和因變量之間的因果關系。在整個生物實驗環節中，試管的干凈程度、唾液的新鮮程度、淀粉濃度等是無關變量，是除自變量影響實驗結果之外的因素，若無關變量存在不等同問題時，就會導致生物實驗現象不同，產生額外變量，其是由無關變量產生的變化結果，促進學生熟練掌握單一變量原則。其次，對照性原則是常用的生物實驗設計理念，其中包含空白對照、條件對照、自身對照和相互對照，教師以具體的事例展開詳細地分析。如在“唾液淀粉酶催化淀粉”的實驗中，實驗組滴加唾液淀粉酶，而對照組只加入等量的蒸餾水，不做任何實驗處理，起到空白對照的作用。在自身對照講解中，以“植物細胞質壁分離和復原”為例，觀察實驗處理前后現象變化的差異，以前后不同的實驗現象作為對照。除此之外，教師從多個角度展開等量原則、科學性原則的分析，促進學生實驗設計能力的提升。

三、 培養生物實驗實踐能力

在高中生物傳統實驗教學過程中，教師通常以示范的形式展開實驗教學，學生并沒有參與到實踐操作中，容易形成學生眼高手低的教學現狀，不符合教育事業改革的方向。所以，教師挑選簡單、易操作的生物實驗，引導學生積極參與其中，鍛煉學生的動手操作能力，但是要注意避免選擇那些過于危險的生物實驗內容，具體需要結合高中生的身心發展條件，從確保他們身心健康出發，優選安全、適宜的生物實驗材料與方案等，保證有效鍛煉他們的生物實驗實踐能力。

在影響酶活性條件的探究性實驗中，引導學生明確生物實驗的目標，探索過氧化酶在不同溫度和pH下催化過氧化氫水解的情況，教師引領學生自主思考，如何判斷酶的活性，逐步掌握實驗的原理，“淀粉遇碘時會形成紫藍色復合物，麥芽糖和葡萄糖不會形成紫藍色復合物，但是能夠與斐林試劑發生氧化還原反應，形成磚紅色的沉淀”。然后，讓學生運用自身所掌握的生物實驗設計原則，自主設計具體的生物實驗步驟，促進學生思維能力的發展。比如，在探究pH對酶活性影響的生物實驗中，明確實驗中的自變量，分別向試管中加入蒸餾水、氫氧化鈉、稀鹽酸，再加入等量的淀粉酶和可溶淀粉溶液，震蕩搖晃均勻，處于同一溫度下保持相同時間，再加入等量斐林試劑，觀察具體的實驗現象，發現只有加入蒸餾水的試管液體顏色變藍，進而得出pH偏高或者偏低都會導致酶的活性明顯下降，促進學生生物實驗動手實踐能力的提高。

四、 創新生物實驗教學模式

在高中生物實驗教學課堂上，教師轉變自身的教學觀念，從學生的角度出發設計課堂教學環節，以問題引導的方式拓展學生實驗思維，以小組合作實驗策略增加學生之間的交流和互動，保證課堂實驗教學的效率和質量，同時充分發揮多媒體教學設備的作用，將復雜、操作要求較高的生物實驗以視頻的形式展示出來，并以動手實踐環節鍛煉學生的實驗設計、親手操作能力，逐漸形成完善的生物實驗教學方案，推動高中生物實驗教學模式的創新和改革。此外，除了常規的線下實驗教學模式之外，還可以配合應用多媒體技術、微課等一些新型的線上實驗教學模式，保證可以借助線上生物實驗教學模式來輔助學生深刻理解與掌握整個生物實驗的操作流程及重難點和要點，這樣才能更好地借助多元化的生物實驗教學模式提高生物實驗教學效果。

在具體的教學環節中，興趣和求知欲是推動學生主動參與生物實驗環節的動力，教師以問題引導的方法，讓學生帶著疑問設計生物實驗步驟，加深學生對生物實驗的印象。比如，在“質壁分離與復原”的生物實驗教學中，學生在觀察質壁分離現象時，經常會發現“部分細胞并沒有發生質壁分離現象”，進而向學生提出“是什么原因造成細胞沒有質壁分離？”“濃度過高、過低會產生怎樣的實驗結果？”等引導性問題，拓展生物實驗教學內容，將學生進行分組，以小組合作的方式，設計生物實驗步驟，為學生提供合作交流探討的機會，同時教師積極參與其中，一方面給出建設性意見和想法，推動學生合作完成生物實驗設計，另一方面指出學生在實驗步驟中的不足和缺陷，培養學生實驗邏輯思維能力。最后，教師結合具體的生物實驗內容，為學生準備相應的實驗器材和工具，引導學生參與到生物實驗的操作中，熟練掌握各種器材的操作方法和技巧，同時教師向學生介紹相關的注意事項，從本質上扼殺生物實驗的不安全因素，以及組織學生開展實驗總結環節，詳細匯總出實驗目標、實驗原理、步驟、現象和結果，促進學生靈活運用其中所包含的生物理論知識，整體性地提升生物實驗教學有效性。

五、 豐富生物實驗教學形式

興趣是決定高中生物實驗教學成敗中最為關鍵的一個非智力因素，主要表現在高中生對生物實驗教學內容與形式的感興趣程度。或者說，為了保證最終高中生物實驗教學的效果可以達到預期，必要條件之一是保證所設計生物實驗教學形式可以有效激發學生的學習興趣，引導他們開展有效性思考活動。考慮到高中生普遍不喜歡單一、重復性的教學形式，尤其是機械化的對照生物教材上實驗步驟的實驗教學形式，非常容易影響學生參與高中生物實驗教學的興趣，最終會給生物實驗教學的效果帶來不利影響。為了可以有效解決上述這一高中生物實驗教學弊端，必須要對生物實驗教學的形式進行大膽創新與豐富，保證可以促使高中生積極參與生物實驗教學活動中，如開放式、探究式等都是非常符合高中生思維認知的實驗教學形式。

例如，開放式生物實驗是一種能夠激發初中生參與實驗教學興趣的有效實驗教學形式，所以在平時生物實驗教學中可以轉變以往的生物實驗教學理念，有效地開展開放式生物實驗，借助實驗活動開展來有效地培養和發展他們的創新能力。但是要注意確保開放式實驗形式下生物實驗的過程、材料與結論都要具備多元化和開放式特征，力求對學生的實驗能力進行發展的同時，提高他們的思維能力。比如，在開展植物細胞質和植物細胞壁等方面的生物實驗教學活動期間，可以結合相應生物實驗的基本原理、方法與基本步驟等，組織全體高中生可以自行從現實生活中選擇一些實驗材料，之后在顯微鏡下對不同類型植物的細胞結構進行認真區分。針對細胞液濃度等重難點部分生物實驗內容，教師要注意組織高中生自行從生物教材或者其他課外期刊資料當中搜集和了解相關的資料，期間教師再給予必要的指導點撥與評價分析，保證高中生可以對生物實驗持久保持新鮮感和熱情，這樣才能有效調動高中生自身的主觀能動性，提高他們參與高中生物實驗教學的效果。

總而言之，在高中生物實驗教學環節，教師充分利用多媒體教學設備，以圖畫或者視頻的形式，詳細地講解實驗工具的使用方法，避免出現由于操作失誤而造成的實驗現象不理想。同時，教師將實驗操作環節融入教學中，將其作為生物理論知識理解的途徑，促進學生實驗核心素養的發展。

作者簡介：余海霞，甘肅省定西市，甘肅省臨洮縣文峰中學。