基于“三新”理念下的高中生物實驗教學研究

摘要：隨著“三新”理念在高中教育領域的普及，穩步推進課程教學改革，持續提升課程教學質量勢在必行。實驗教學作為高中生物學教學體系構成的重要部分之一，本身不僅涉及理論知識，同樣涉及實踐操作部分內容，為了提高教學質量，必須推進生物學實驗教學改革進程。在概述“三新”理念的基礎上，明確了高中生物學實驗教學改革的必要性，最后提出一些基于“三新”理念的實驗教學改革的創新策略。

關鍵詞：高中生物學；“三新”理念；實驗教學；教學策略

生物學教學是高中課程教學體系構成的重要組成部分，除了涉及眾多生物學理論知識外，同樣涉及學生動手實操的實踐教學內容。以往生物學實驗教學主要是對照生物學教材中的實驗步驟照本就搬進行操作，整個實驗操作過程枯燥，學生不需要過多思考即可完成整個生物學實驗任務，實驗教學效果不佳。為了順應“三新”理念在高中課程教學中滲透的新形勢，就需要加快革新生物學實驗教學策略，構建全新的生物學實驗教學體系。

1基于“三新”理念的高中生物學實驗教學改革的必要性“三新”理念的提出是對我國基礎教育的一次徹底的革新行動，課程、教材或者高考制度三者都較以往有了較大改變，無論是課程之新，教材之新或高考制度之新，都會連帶著對傳統高中生物學實驗教學的整個“生態”產生重大影響。此時如果在“三新”理念全面貫徹的教育背景下繼續沿用以往舊有的生物學實驗教學內容、方式、標準和要求，那么必然無法適應這種全新的生物學實驗教學形勢，甚至可能會適得其反，同“三新”理念下的生物學實驗教學新要求及規定背道而馳。針對“三新”理念中的“新課程”而言，整個生物學實驗教學的根本任務是要培養高中生的生物學核心素養，讓學生在良好德育品質與關鍵能力方面實現全面發展，做一個德才兼備的學生。以往的生物學實驗教學可能一味地要求學生在生物學實驗教學中只需要按照教材中關于實驗的內容進行逐一操作即可，不需要進行深入思考，只需要結合生物學實驗開展過程中必要的生物學實驗儀器、試劑等逐步操作，這樣的實驗教學方式過程枯燥，乏味，不利于促進學生提升思維能力、動手實操能力等學科關鍵能力，進而無法有效培養高中生生物學核心素養。因此，為了保證高中生物學實驗教學能夠有效貫徹落實“三新”理念，就必須從根本上對生物學實驗教學的標準、要求、方式方法乃至評估機制等進行徹底革新，保證能夠借助全新的生物學實驗教學“生態”來貫徹“三新”理念，促進高中生生物學核心素養能夠在全新教育形勢下順利養成。

2基于“三新”理念的高中生物學實驗教學改革的創新策略2.1樹立以生為本理念，構建全新實驗教學體系

“三新”理念固然對課程、教材及高考制度都提出了一些新要求及規定，但是三者的新變化具有一大共性，那就是革新的根本出發點都是圍繞學生進行，也就是所謂的“以生為本”。以往的生物學實驗教學更多依賴于生物學教師或者生物學教材中的內容，卻沒有考慮學生在整個生物學實驗教學中的主體作用發揮，甚至完全要求學生被動接受教師的指導與點撥，整個實驗教學過程枯燥，無法有效激活高中生在生物學實驗中的主動性思維，也無法充分激發他們自主參與學習的興趣，更不利于促進高中生生物學核心素養的順利養成。為了保證“三新”理念在生物學實驗教學中順利貫徹落實，學生就需要立足新課標全面貫徹落實全新教學，對教師的生物學實驗教學觀念進行徹底革新，將以人為本的實驗教學理念融入整個實驗教學實踐當中，確保能夠在生物學實驗教學中始終發揮學生的主觀能動性，讓他們主動思考，深入探索和研討。這就需要教師基于“三新”理念為導向，對自身的教學理念進行及時更新，保證可以強化學生個體在整個生物學實驗教學中的自學能力，如合作教學法等都可以強化學生在課堂教學中主體作用的發揮。

例如在學習“DNA分子結構”的學科知識點中，為了激發學生主動學習該部分實驗知識點的興趣，引導他們開展深入探索活動，教師可以創新運用小組合作教學模式。在合作學習實踐中，教師可以指導學生對DNA分子的直觀三維結構模型進行觀察，以此輔助他們理解該部分抽象性比較強的生物學知識。但是為了保證整個實驗教學開展的實效性，教師可以采取探究性實驗方式來突出學生在整個教學實踐中的主體地位以及主體作用發揮。例如教師可以引導學生結合DNA分子結構模型來對“DNA鏈條之間存在何種關系？”這一探究性問題進行深入探討，借助這種探究性實驗活動開展可以強化高中生在實驗教學中的主體地位，幫助他們對DNA鏈條之間存在的關系以及堿基配對等方面的實驗知識進行深刻理解，這樣的生物學探究實驗活動可以有效強化高中生的主體學習意識，對輔助學生理解與掌握相關學科知識有很大幫助，非常符合“三新”理念下的新課程教學要求。一旦生物學實驗教學能夠構建圍繞學生為主體的良性“生態”，那么就可以保障后續的實驗教學［1］。

2.2重排生物學實驗內容，革新生物學實驗開展形式

在“三新”背景下，新教材使得生物學實驗教學相較于以往有了重大改變，具體差異體現在全新教材內容有利于更好地促進學生生物學核心素養養成。高中生本身已經在自學能力、思維能力等方面有了長足進步，在理解自然界方面能夠形成淺層次認知，可以厘清教材中的一些生物學知識同現實生活之間的緊密聯系。為了更好地保障“三新”背景下生物學教學質量，教師就需要在課前組織全體高中生開展預習活動，或者為高中生提供必要的輔導性學習資料，如有關生物學實驗方面的網站、推文或圖文視頻等多樣化的學習資料，保證可以讓學生在課前對自己所要接觸和操作的生物學知識有一個較為深刻的認知，并且能夠結合這些生物學實驗內容來提出一些自己的猜想或者疑問，甚至可以結合有關生物學實驗內容來自主設計生物學實驗方案。在正式開展生物學實驗課堂授課階段，教師可以隨機從班級中挑選出不同學習小組中的代表來對本組設計的生物學實驗方案進行合理設計，最終由教師進行集中總結和評價，但是要注意之后預留足夠的時間來讓學生開展自主思考與實驗。這樣的生物學實驗教學內容重新排列方式可以解決以往生物學實驗教學進度過快的問題，學生往往無法認真掌握生物學實驗方案的整個實施要點和注意事項等方面知識。通過開展課前準備活動，教師也可以強化學生自主學習能力培養，保證充分發揮他們自身主觀能動性來開展在實驗教學中的深度學習活動。

例如“三新”背景下高中生物學教材較以往有了極大改變，其中許多生物學實驗項目涉及不同的側重點，如糖類、蛋白質與生物學組織糖類的檢測等側重驗證性的生物學實驗項目，需要保障實驗中所涉及有關概念的準確性。這種類型的生物學實驗本身是對各種生物學概念進行驗證，整個過程較為簡便，學生也更容易理解與記憶。但是在對過氧化氫在不同條件下分解進行的研究實驗中，由于這部分生物學實驗內容同高中生所處現實生活之間相距較遠，大多數學生很難接觸這部分生物學實驗知識。在這種情況開展生物學探究實驗，教師則可以結合生物學實驗活動來對其中涉及的生物學概念進行建構。教師只有及時解決高中生在生物學實驗中所存在的各種疑問，才能夠幫助他們深刻理解其中涉及的生物學改良。作為生物學實驗教學的組織者，生物學教師需要對不同類型生物學實驗項目本身的開展形式進行明確，以此可對實驗教學中的重難點進行準確把控，之后可以結合實際學習情況來對這些課堂教學難點進行逐個突破。通過立足宏觀層面重排生物學實驗教學內容，可以在生物學實驗開展方式下輔助高中生高效理解所學生物學實驗知識。

2.3完善實驗設施建設，以數字化設備支持教學

“三新”理念下高中生物學實驗教學需要始終立足于促進學生生物學核心素養視角，在教學內容、方法及手段等方面都需要同步進行革新，尤其是要注重大膽引入全新的教學方法、教學技術等來支持整個實驗教學方案的個性化與創造性設計。當前處于互聯網時代，信息技術的快速發展在很大程度上支持了生物學等有關基礎學科教學活動的高質量開展。同理，在生物學實驗教學中融入信息技術，也可以借助先進的數字化設備來對以往生物學實驗教學方法及范圍進行改變，保障生物學實驗教學質量及效率能夠持續提升，確保可以幫助他們深刻理解與掌握生物學實驗知識，尤其是可以借助該種數字化設備支持某些無法在生物學課堂中開展的實驗。因為數字化設備本身融入生物學實驗教學中，能夠對以往的實驗教學方式及流程進行徹底革新，同時也能夠豐富生物學實驗在全新背景下開展的方式方法，確保可以借助這種先進教學設備及技術來支持生物學實驗教學質量得到不斷提升。比如數字傳感器等這些數字化設備的有效運用能夠對以往生物學實驗教學中的常規實驗設施及設備進行替代，保證可以滿足不同學習層次高中生對生物學實驗提出的差異化需求，尤其是可以使學生在這種全新的數字化實驗氛圍中持久保持主動做實驗的興趣，實驗教學效果可以得到顯著提升。

例如在學習“光合作用”知識時，以往授課中需要耗費較長的實驗時間來完成“光合作用影響因素探究”實驗，并且相關實驗數據記錄的難度也比較大，所以該部分生物學實驗內容一般不要求學生親自動手進行實驗。如果教師在相應實驗教學中融入數字傳感器等一些數字化設備，可以極大降低該部分實驗操作難度，充分利用數字傳感器來增加實驗操作趣味性，可以將實驗效果直觀地呈現在學生眼前。在該實驗開展期間，教師能夠運用光合作用測量系統來輔助高中生完成相應的實驗操作，這一智能化系統本身能夠對整個實驗開展過程所涉及的二氧化碳濃度、相對空氣濕度等一切同實驗有關的參數數據進行精準測量與計算，極大地縮短了光合作用影響因素探究實驗的開展時間，實驗效果也能夠得到極大提升。同時教師可以借助智能化設備的有效應用來拓展學生在生物學實驗中的眼界，保證他們能夠直觀且精準地體驗生物學實驗整個過程，最終可以極大提高生物學實驗教學質量。同理，針對“光合作用強度受環境因素影響探究”“不同條件下過氧化氫分解的比較”等這些耗時久、操作難度大的生物學實驗項目，教師也都可以借助基于信息技術的數字化實驗教學平臺來指導學生對實驗步驟及流程進行觀察，提高他們的整體觀察效果，降低他們理解這部分知識的難度。

2.4創新實驗教學方法，引導學生開展深度思考

為了滿足“三新”理念貫徹落實下生物學實驗教學的全新要求，助力高中生生物學核心素養的順利養成，促進他們實驗操作能力和探究能力等全面發展，教師就需要站在學生深度思考的視角，對現有的生物學實驗教學方法進行持續性創新。

（1） 基于生活化途徑開展教學。生活是生物學實驗知識的沃土，也是它們最終需要應用的實踐場地。生物學實驗教學離開了現實生活，就會使整個教學失去實用價值。結合生物學實驗教學需求，深入挖掘與利用生活化素材，對構建生活化實驗路徑與體系、提高實驗教學質量有積極意義。現實生活中擁有豐富的實驗素材，如“細胞呼吸作用”的生物學實驗教學能夠運用小麥種子，教師以此為實驗材料探究細胞呼吸方式，能夠增加整個實驗探究活動的趣味性，同時也可以幫助產生高效理解這部分生物學知識。或者教師可以在實驗教學中聯系學生生活化場景來構建生活化實驗情境，如針對“細胞呼吸”實驗知識教學，教師可以聯系學生生活，詢問他們：“冰箱中擱入一盤香蕉，那么是否可以長期保存？香蕉會在多長時間出現變色？”“酸奶發酵是怎么樣的？”等，借助這些生活化問題設計，教師可以促使學生在回到自己家里利用簡單的實驗材料開展自主驗證，并且在記錄相應實驗數據后開展系統化剖析，最終可以完成整個化學實驗探究任務，顯著提高學生的生物學實驗開展效果。

（2） 基于情境化途徑開展教學。情境教學是教師通過創設能夠激發高中生主動參與生物學實驗探究活動興趣的一些情境，讓他們在良好教學情境下開展深度學習活動或者自主探究實驗等一系列學習活動。在生物學實驗情境創設中，教師可以結合高中生的興趣、喜好等實際情況，靈活地創設生活化、問題化、游戲化等不同類型的實驗教學情境，保證促使高中生可以在良好實驗教學情境中積極思考和自主探索，并樂于主動參與整個生物學實驗教學活動。例如在學習“植物細胞有絲分裂”知識中，教師為了輔助學生在整個實驗教學中對實驗結果進行準確分析，需要學生對整個生物學實驗的過程進行有效控制，如需要在溫暖環境氛圍下放置裝有實驗用洋蔥根尖的裝置或設備，并且需要定期進行換水。在整個實驗開展過程中，教師為了啟發學生主動思考和探索，可以針對性采取問題化實驗情境創設的手段，引發學生思考“為什么要進行定期換水？”“解離根本目的是什么？”“為什么洋蔥薄片只有經過漂洗處理后方可進行變色？”“為什么無法長時間進行染色？”“根尖分生區是否能夠觀察到動態分裂過程？”“到底是分裂間期還是分裂期的細胞多一些？”等，借助上述這一系列有關實驗操作的啟發性問題設計，教師可以對整個實驗過程及方案進行持續優化，保證全體高中生帶著問題對整個實驗過程進行認真分析并完成整個實驗操作，保證最終所設計實驗方案的科學性與合理性，最終可以使學生在主動探索這些實驗問題的過程中積極思考，大膽創新，主動質疑以及自主解決。這樣的生物學實驗教學方式無疑可以很好激發學生主動參與生物學實驗教學興趣，降低了他們的理解難度，不斷提高他們的實驗探究能力、思維能力和問題求解能力等關鍵能力［2］。

3結語

“三新”理念對高中生物學實驗教學提出了新要求，變革以往化學實驗教學“生態”是提高高中生物學實驗教學質量、培養學生生物學核心素養的一個有效路徑。在基于“三新”理念開展高中生物學實驗教學，可以樹立以生為本理念，構建全新實驗教學體系，注重設計生物學實驗內容，革新生物學實驗開展形式，加大數字化設備建設以及其他先進實驗設施建設，創新實驗教學方法，引導學生開展深度思考，全面提高生物學實驗教學質量。

參考文獻：

［1］趙婷.高中生物學實驗教學的生活化途徑［J］.數理化解題研究，2023，42（23）：131132.

［2］黃永勝.高中生物學實驗教學優化策略研究［J］.西部素質教育，2020，6（11）：189190.