高中生物實驗校本課程開發的思考

曹珊珊 左強

摘 要：高中生物實驗是高中生物學科的重要組成部分，通過實驗的設計、操作、分析等過程可以提高學生科學探究能力，同時可以培養學生的創新能力。但由于地區的差異、學校硬件設施、學生情況等的差異，教材中的某些實驗往往不能很好地開展或者滿足學生的需求。新高考改革背景下，對高中生物實驗校本課程進行開發是幫助學生提高生物學科核心素養的有效措施。本文通過分析了校本課程開發的發展和高中生物校本課程開發的意義，提出了高中生物實驗校本課程開發的策略。

關鍵詞：高中;生物實驗;校本課程;開發

實驗是生物學的基礎。高中生物實驗的開展可以激發學生對生物學科的興趣，同時還能培養學生的觀察能力、探究能力。隨著新課程、新教材的實施，教師在進行教學時要注重培養學生的生物學科核心素養。生物學科核心素養由生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任感四個方面構成。要培養學生的生物學科核心素養，實驗是必不可少的手段。但教材中實驗并不足以提升學生多方面的能力，而且某些實驗的開展存在一定的困難。因此，要彌補教材中不能開展的實驗及擴充實驗內容，可以通過對高中生物實驗校本課程進行開發這一途徑來實現。

一、校本課程開發的發展

校本課程是指學校在保證國家和地方課程的基本質量的前提下，學校根據自己的教育理念，通過對學校學生的需求進行系統評估，充分利用當地環境條件和學校的課程資源，通過自行探討研究、設計或與專業研究人員合作等方式編制出的多樣性的、可供學生選擇的課程。[1]

“校本課程開發”這一概念最早是在1973年的愛爾蘭阿爾斯特大學召開的校本課程開發國際研討會上由菲呂馬克（Furumark，A.M）和麥克米倫（Mcmullen，I）提出的。20世紀90年代初，“校本課程”的思想傳入我國，并在90年代后期開始試行國家、地方、學校的三級管理體制。隨著課程改革的推進，校本課程越來越受到學校和教師的關注，許多學校開設了適應自己學校特點和學情的校本課程，形式多種多樣，一些地區還形成了系統的校本課程體系。

雖然目前在培養學生學科素養的前提下對校本課程開發的研究已成為各學校和教師的研究熱點，但針對高中生物實驗的校本課程的開發并不多，這主要與教師的實驗素養、當地環境、硬件設施等有很大關聯。因此，對高中生物實驗校本課程進行開發面臨著一定的困難。

二、高中生物實驗校本課程開發的意義

（一）使高中生物實驗更有效開展

高中生物教材中有些實驗開展起來具有一定難度，即使開展也難以達到效果，主要原因體現在：實驗材料在當地難以找到、實驗現象不明顯、實驗硬件設施不到位等。另一方面，高中生物實驗注重對學生探究能力的培養，而有些實驗是驗證性實驗，并不能培養學生的實驗探究能力。通過以高中生物知識為核心來對高中生物實驗校本課程進行開發，開展符合校情、學情的生物實驗，可以提高生物實驗開展的有效性。

（二）有效促進教師的專業發展

校本課程開發可以促進教師知識儲備的提升。對高中生物實驗校本課程的開發，涉及各實驗的目的、材料、試劑、儀器、步驟等方面的設計和課程實施方法、考核方法等，這就要求教師要對自己的專業知識進行擴充，提高自身實驗能力和素養，同時還要求教師要有較新的教學理念，才能開發出符合新高考背景下的高中生物實驗校本課程。因此，校本課程開發可以實現對教師專業發展的提升。

（三）形成相關校本課程教材

校本課程教材是校本課程開發必不可少的成果。高中生物實驗校本課程教材的形成，可以為教師在將來的實驗教學中提供一定的參考，具有重要的實踐意義。

（四）培養學生科學探究的能力

作為生物學科核心素養的主要內容之一的“科學探究”，是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及對結果的交流與討論的能力。高中生物實驗校本課程的開發，可根據學情、學校條件及學生的需求，開展生物實驗課程，從而培養學生科學探究的能力。

三、高中生物實驗校本課程開發的策略

（一）提升教師的專業素養

高中生物實驗校本課程的開發，對教師的專業素養提出了更高的要求。[2]要對高中生物實驗校本課程進行開發，教師首先要對校本課程開發的內涵、策略及意義等有一定的理論基礎。其次，在校本課程開發前，要對校本課程開發的必要性、方向等方面進行調查研究，要求教師要有一定的調查問卷設計能力、數據分析能力和撰寫調查報告的能力，同時還要有建立與校本課程相適應的課程評價機制的能力。最后要有資料整合的能力，將相關素材形成校本教材及配套教學資源。這就要求教師要花大量時間通過文獻研究、行動研究等方法來獲得理論基礎及相關能力，同時還要學會利用多種軟件（如問卷調查軟件、數據分析軟件等）來輔助問卷調查及資料整合。因此，要對高中生物實驗校本課程進行開發，教師必須先提升自身多方面的專業素養。

（二）研究新教材，關注生物學科核心素養

近年來，我國高考政策不斷變化，各省高考改革方案在持續推進，2022年前將全面實施新課程、新教材。

在對高中生物實驗校本課程開發的過程中，教師要對新教材和老教材的變化進行深入研究，關注新高考的動態和方向，使校本課程的開發符合新課程理念。要對新課程標準提出的生物學科核心素養進行學習和分析，通過對生物實驗校本課程的開發與實施，借助實驗教學構建學生正確的生命觀念、培養學生的理性思維和科學探究能力，同時增強學生的社會責任感。

（三）了解學生需求，豐富生物實驗教學內容

校本課程開發主要是適應本地區與學生身心發展的需求，創建具有特色性的教學體系，推動教育行業的發展。[3]學生的需求和興趣是引導學生主動學習的因素。在進行高中生物實驗校本課程開發時，要充分考慮學生自身的學習與發展需求[4]，以此作為確定校本課程方向的依據之一。

高中學生已有一定的生物學基礎，且思維活躍、觀察能力強、動手能力強，具有一定的分析能力，對很多現象的內在原因都有探索的興趣，但往往缺乏具體的理論指導和實驗方案設計的指導。校本教材可為學生的很多探究課題提供幫助和指導，可在研究性學習過程中，同時完成校本課程的實踐。[5]教師可通過問卷調查、與學生交流等方式了解學生感興趣但沒有機會探究的知識、與所學知識有關的社會熱點等，根據現有硬件設施，對探究的可行性進行分析后列入校本課程的備選項。

例如，在實驗《探究影響酶活性的條件》中，有部分學生提出為什么不用淀粉酶探究pH對酶活性的影響？通過教材“與社會的聯系”可知，葡萄糖可以用鹽酸催化淀粉水解的方法來生產的，但生產過程需要在245kPa的高壓和140-150℃的高溫下進行，并且需要耐酸的設備。那么，可以將“探究鹽酸對淀粉水解的影響”列入生物實驗校本課程，引導學生對實驗進行設計、操作，并得出結論。這樣，通過學生自己設計實驗并探究，對知識的理解更深刻，同時也豐富了生物實驗教學內容。

（四）改編教材，擴充校本課程

以高中生物教材為基礎，根據學校硬件設施條件及當地環境條件，對其中某些實驗進行材料、試劑、儀器、方法等方面的改變或對內容進行擴充，也是開發校本課程的一種形式。但要科學地去改編或擴充，要考慮實驗的可行性，同時要以提高學生生物學科核心素養為前提。

例如，在實驗《土壤微生物的分解作用》中，教材中提供的參考案例2《土壤微生物對淀粉的分解作用》，教師可根據學生在高一學過對蛋白質、脂肪、淀粉、還原糖鑒定的情況，對該實驗進行改編擴充，如改編為《校園土壤微生物對蛋白質的分解作用》，并引導學生對原有實驗設計方案進行自主創新設計：通過對校園土壤進行取樣，探究在不同環境（開放環境及密閉環境）下土壤微生物對不同物質（雞蛋清、牛奶、豆漿）中蛋白質的分解作用。學生實驗步驟自主設計案例如下：

（1）土壤浸出液的制備

將取自校園的土壤放入里面墊有后紗布的燒杯中，加水攪拌，然后將浸出液靜置一段時間備用。

（2）開放環境下土壤微生物對雞蛋清、牛奶和豆漿的分解作用

①取6個容量相同的小燒杯，每2個分為1大組，共三大組，編號分別為A、B、C。

②A組2個燒杯再編號為：A1、A2，2個燒杯中加入等量雞蛋清稀釋液，在A1的燒杯中再加入30ml土壤浸出液，A2的燒杯中再加入30ml蒸餾水。

③B組2個燒杯再編號為：B1、B2，2個燒杯中加入等量牛奶，在B1的燒杯中再加入30ml土壤浸出液，B2的燒杯中再加入30ml蒸餾水。

④C組2個燒杯再編號為：C1、C2，2個燒杯中加入等量豆漿，在C1的燒杯中再加入30ml土壤浸出液，C2的燒杯中再加入30ml蒸餾水。

⑤6個小燒杯在室溫下放置7天后，分別取各燒杯中的溶液2mL，各放入6支試管中，試管編號要與對應燒杯相同。

⑥在各試管中分別加入質量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液1mL，搖勻，再向各試管中滴加4滴質量濃度為0.01g/mL的硫酸銅溶液，搖勻。

⑦觀察和比較各組試管中出現的顏色變化，得出結論。

（3）密閉環境下土壤微生物對雞蛋清、牛奶和豆漿的分解作用

①取6個容量相同的錐形瓶，每2個分為1大組，共三大組，編號分別為D、E、F。

②D組的2個錐形瓶再編號為：D1、D2，2個錐形瓶中加入等量雞蛋清稀釋液，在D1的錐形瓶中再加入30ml土壤浸出液，D2的錐形瓶中再加入30ml蒸餾水。

③E組的2個錐形瓶再編號為：E1、E2，2個錐形瓶中加入等量牛奶，在E1的錐形瓶中再加入30ml土壤浸出液，E2的錐形瓶中再加入30ml蒸餾水。

④F組的2個錐形瓶再編號為：F1、F2，2個錐形瓶中加入等量豆漿，在F1的錐形瓶中再加入30ml土壤浸出液，F2的錐形瓶中再加入30ml蒸餾水。

⑤將6個錐形瓶密封并在室溫下放置7天后，分別取各錐形瓶中的溶液2mL，各放入6支試管中，試管編號要與對應錐形瓶相同。

⑥在各試管中分別加入質量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液1mL，搖勻，再向各試管中滴加4滴質量濃度為0.01g/mL的硫酸銅溶液，搖勻。

⑦觀察和比較各組試管中出現的顏色變化，得出結論。

從以上案例可以看出，根據教材的改編擴充生物實驗校本課程，不僅可以激發學生學習興趣，還可以有效地提高學生實驗設計和科學探究的能力。

高中生物實驗校本課程的開發可以促進教師的專業素養的提升、培養學生的學科核心素養，因此具有十分重要的意義。在開發的過程中要以學生的需求和提高學生解決問題的能力為前提，根據學校設施和當地環境情況來豐富高中生物實驗教學內容，教師更要根據新高考改革更新教育觀念，從而有效開發出高中生物實驗校本課程。

參考文獻

[1]白瓊.高中“外來生物入侵與防控”校本課程開發研究[D].江西：江西師范大學，2020.

[2]謝彩娜.高中生物校本課程開發的實踐與思考[J].人生十六七，2017，（9）：46.

[3]王博文.高中生物校本課程的開發策略[J].試題與研究，2019，（12）：79.

[4]李盼.新課標下高中生物校本課程的開發與應用[J].課程教育研究，2019，（1）：158-159.

[5]尹永元、王大慶等.校本課程實驗的開發與案例分析[J].中學生物學，2016，41（4）：63-67.