高中生物實驗教學中開放式教學方法的應用研究

張娟妮

摘 要：生物是一門與實驗掛鉤的學科，很多生物知識、現(xiàn)象需要學生實踐動手、實驗操作才能感悟和理解，同時也是提升學生綜合素養(yǎng)的重要課程。高中生物教學中，教師要重視生物實驗的開展，盡可能給予學生自由討論、合作探究、實踐探索的時間和空間，有效提高學生的生物學習質量。本文以高中生物實驗教學為研究對象闡述了開放式教學方法的應用，意在落實以生為本的教學理念，全面實踐學生的主觀能動性，為高中生綜合能力和核心素養(yǎng)發(fā)展奠定基礎。

關鍵詞：高中生物；實驗教學；開放式教學方法；應用

《普通高中生物學課程標準》（2017年版2020年修訂）在基本理念中強調，教學過程中實踐，即高度關注學生學習過程中的實踐經歷，強調學生學習過程是主動參與的過程，引導他們積極參與動手、動腦活動，通過探究性學習活動或完成工程學任務，加深對生物學概念的理解，提高運用知識的能力。以上這些充分說明高中生物實驗教學中，開放式教學方法的運用是發(fā)揮學生主觀能動性，引導學生積極參與實驗的有效方式。與常規(guī)的實驗教學模式不同，開放式教學的最大優(yōu)點就是開放性，并且在教學理念、教學方式、教學空間以及評價開展等方面都體現(xiàn)著強烈的開放性。同時，這種教學方法充分尊重學生的學習主體地位，也能發(fā)散學生的思維，培養(yǎng)他們的自主意識，引領學生在開放的空間下，主動學習、主動探索，從而促進學生生物核心素養(yǎng)的形成[1]。

一、高中生物實驗教學與開放式教學方法

（一）高中生物實驗教學

生物是整個高中階段教學體系中比較重要的學科之一，學生在課堂所取得的教學效果會直接體現(xiàn)在學生的生物素養(yǎng)、學習能力之上，同時對于學生的綜合發(fā)展也產生決定性作用。然而，從生物學科的特質分析，其作為一門傳統(tǒng)性科目，在強調記憶背誦的同時又兼具了很多人文自然屬性。但是如果從生物學科的實驗教學分析，學生在實踐操作、學習探索的過程中，他們的邏輯思維能力就尤為重要，所以面對這樣的教學情況，在實驗課堂教學中運用開放式教學模式，能給予學生更良好的實驗效果，也能更注重學生思維能力的培養(yǎng)。

（二）開放式教學方法

開放式教學方法源自科恩，這是一個于1969年創(chuàng)建的以題目為中心的課堂討論模型和開發(fā)課堂模型，也是一個人本主義的教學理論模型，上述這些教學理論模型強調學習是學生主動建構內部心理表征的過程，教師角色是學生思想上的催化劑和輔助者，在課程教學中，不應該把精力局限于所教學的內容之上，而是注意學生的心態(tài)變化、情緒變化。高中生物實驗教學中的開放式教學模式，更指代的是學生頭腦開放，也就是所謂的給予學生思考、探索、研究的空間，讓學生在思維引領下，以實踐探索的過程感悟生物現(xiàn)象、理解生物概念[2]。在生物實驗中運用開放式教學方法，教師要更為重視學生的個體學習體驗以及學生在實際實驗過程中靈活性思維和辯證性思維的激發(fā)，這樣才能進一步提升學生邏輯思維強度的開放，也能將教學重點放置在學生的綜合素養(yǎng)提升上，從而引導學生在開放式的環(huán)境中獲得更多的成長、發(fā)展。

二、高中生物實驗開放式教學的應用價值

在上文中已經闡述了開放式教學以及高中生物實驗教學的特征和特點，那么明確高中生物實驗教學中應用開放式教學的價值作用，是教師開展高效教學的關鍵所在，因此對于具體的應用價值可從以下幾點分析：

第一，運用開放式教學模式，能最大限度地激發(fā)學生的學習熱情，吸引學生的注意力，引導學生主動融入實驗教學過程中。與傳統(tǒng)的實驗教學不同，開放式實驗教學的構建更符合高中學生的學習發(fā)展需求，以及他們對生物學科的探索欲望，并且在開放式環(huán)境中，學生也可以處于主動學習狀態(tài)，積極從教材入手了解實驗整個過程，并且能對結論產生新疑問，以實驗的方式獲得最終的結果，這不僅能激發(fā)學生學習生物的熱情，也有助于學生生物素養(yǎng)的培養(yǎng)。

第二，為學生營造民主、自由的學習氛圍。良好的學習氛圍是學生學習、探索的關鍵，與其他學科一樣，高中生物實驗教學也需要一個良性的學習氛圍，這樣學生才能在實驗過程中，展現(xiàn)自我，發(fā)揮自身的創(chuàng)造力和實踐力。因此在開放式教學方法的應用中，學生在生物實驗的參與中有更多展現(xiàn)自我的空間，也能夠針對一些問題進行自主探究和分析，并且獲得問題答案，不僅能讓他們體會到成功的喜悅，也能夠從生物入手對自然科學、生物科學產生更深度的探索。

第三，落實核心素養(yǎng)發(fā)展的目標，促進學生的全面發(fā)展。在新課程、新教材、新高考的背景下，素質教育也在不斷地深入，同時為了落實培養(yǎng)什么樣的人的教學目標，需要教師從學生實際入手，選用創(chuàng)新型教學模式。而實驗教學中融入開放式教學方法，不僅滿足素質教育的各項要求，也能讓學生在開放性環(huán)境中發(fā)展自身的綜合素質，從而實現(xiàn)全面的提升。作為高中生物教師在開放式教學中，在設計實驗時將理論實踐相結合，讓學生基于生物本身不斷開闊自身的視野，然后在實踐中發(fā)展自己提高學習能力。

三、高中生物實驗開放式教學的應用策略

（一）凸顯學生的主體地位

在高中生物實驗課堂中應用開放式教學，教師要注意讓學生的主觀能動性有一個充分發(fā)揮空間，這不僅能凸顯學生的課堂主體作用，也能幫助學生在實驗過程中掌握更多技能。從高中生物教學的情況分析，很多實踐課程中都具有較強的開放性質，教師也盡可能地給予了學生自由空間，并且將實驗設施、實驗步驟以及具體的實驗方法等都和學生共同探索、研究，學生在進行生物實驗的過程中，充分展現(xiàn)自身的學習主體性，并進行全面思考和理性分析，能讓實驗教學效率有一個良好的提升，也能讓學生在實驗參與過程中獲得思維的發(fā)展、能力的培養(yǎng)[3]。此外，作為高中生物教師在應用開放式教學過程中，不能全權放手，而是充當一個引導者的角色，給學生更多具有價值的引導，這樣不僅能提高學生自主學習自主實驗的效果，也能讓學生在實踐探索中收獲更多有關生物實驗的知識。

例如：“探究植物細胞的吸水和失水”的實驗教學，這是《細胞的物質輸入與輸出》第一節(jié)《被動運輸中》的探究實踐內容，并且為了提高實驗教學的效果，也為了讓學生的實驗過程順利，獲得有效的實驗結果，教材中已經展示了實驗設計思路，以及實驗材料和實驗方法步驟。那么在實驗教學之前，教師可引導學生自己從教材中所展現(xiàn)的實驗內容入手，尋找相應材料，這個設計能讓學生對即將參加的生物實驗有更積極主動的興趣，也能讓學生結合多渠道了解這個實驗的具體原理。

但是學生在尋找材料的過程中發(fā)現(xiàn)了不一樣的材料，這時教師就可以讓學生展示自己的主觀能動性和主體性，從教材中的相關內容入手和其他學生相互討論分析，這在無形之中發(fā)展了學生的思維，能讓學生結合生物實驗有更多構想。同時，教師鼓勵學生將不同材料嘗試實驗操作，這些嘗試都是非常有價值的，能直觀性地體現(xiàn)學生進行生物實驗的具體過程，也能凸顯學生的學習主體性。

（二）展現(xiàn)學生的實驗思維

對于高中階段的學生而言，生物學習是一個探索、實踐的過程，既需要對理論知識研究和掌握，也要能在實驗中探索更多的生物現(xiàn)象。同時，高中學生的思想在這一階段也逐漸趨向成熟，其自身的思維也逐步發(fā)展完善，在這樣的教育背景下，結合高中學生的學習需求、思維特征等外在因素，教師在組織生物實驗過程中，要注意將課堂更多地交還給學生，在實驗過程中，才能發(fā)揮學生自身的實驗思維，引導他們主動思考，最終帶動學生思維成長，促進學生自身的發(fā)展。

以“細胞的生物歷程”中“觀察根尖分生區(qū)組織細胞的有絲分裂”的實驗教學為例，在相關知識的介紹中，教師可引導學生從自己生活中經歷的事情以及生活中的實際物品入手，以問題互動回答的方式引發(fā)學生思考，帶動學生實驗思維的成長。“同學們，在前期的學習中，我們已經了解了與細胞相關的知識，今天在這個實驗的開始之前，老師想問大家一個問題，在我們日常的生活之中，你見過的根絲最多的植物有哪些呢？”這個問題會讓學生聯(lián)系生活實際展開討論和分析，也會提出不同的植物種類。針對不同學生給出的答案，教師要引導學生去思考、去探索，在分析植物的過程中，能讓學生進一步了解植物有關的知識。

由于教材中所展示的實驗材料是洋蔥，但是洋蔥本身不容易生根，并且即使生根，根系的數(shù)量也并不多，所以教師引導學生從自己所提出的植物入手，結合小麥苗和蒜苗完成有絲分裂的實驗。這個實驗需要一定時間，在三到四天之后，教師從學生的情況入手，以組間同質原則將學生分為小組，然后讓每個小組完成有關小麥、蒜的研究，最后在每個小組完成實驗之后，讓學生以小組為單位展開討論，看一看，同樣的實驗材料是否最終觀察到的結果都一致。這種方式不僅給予學生開放性的實驗空間，也增強了學生思維的發(fā)散性，有助于學生思維能力的提高。

（三）設計多元化實驗問題

在高中生物教學中，為了獲得良好的實驗結果，也為了培養(yǎng)學生實驗能力，發(fā)展學生的思維，教師往往會要求學生要熟記實驗步驟、實驗器材，但是沒有關注學生的思維發(fā)展，學生很少有思考探索的時間，因此整個實驗課堂的氣氛比較枯燥、壓抑，學生參與生物實驗的積極性也不高漲。而開放式教學方法在實驗課堂的運用，更好地激發(fā)學生的實驗熱情，也能在開放性環(huán)境中獲得預期的實驗成果。那么作為引導者的教師應當注意實驗問題的設計，一方面給予學生自主預習、自主探索的機會，一方面通過啟發(fā)性問題發(fā)展學生的思維，引發(fā)學生思考，加深學生對實驗結論的認知。

例如：“制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品”的實驗教學中，教師要求學生認真地閱讀教材，了解實驗目的、實驗素材，在學生完成實驗之前，教師可提問“發(fā)酵食品在我國居民的生活中很常見，在本次制作傳統(tǒng)發(fā)酵食品的實驗過程中，你覺得哪些因素能夠影響最終的實驗結果？”這個問題能夠讓學生掌握發(fā)酵以及傳統(tǒng)發(fā)酵技術的相關知識，然后結合如何分類實驗用具、實驗環(huán)境等預設實驗結果，并且思考能夠影響實驗結論的因素。在學生成功完成實驗之后，教師可以提出這幾個問題，要求學生思考討論分析：在本次實驗過程中，用水密封泡菜壇子的目的是什么？這個操作說明了泡菜制作需要哪些條件？想一想為什么泡菜壇子里面的水和菜只能盛到八分滿？相互嘗試各自腌制的泡菜，看一看是否成功，口味、色澤是怎樣的？很顯然這幾個問題是對實驗結果的分析和評論，如果學生認真思考和探索，那么很快就能得到問題答案。設計不同的問題的方式能為學生營造一個開放性的實驗環(huán)境，也能讓學生結合問題，更好地完成生物實驗[4]。

（四）優(yōu)化實驗組織的形式

科學探究是生物實驗教學的有效依托，而科學探究需要學生具備良好的觀察能力，提出問題的能力，以及制定并實施方案的能力，獲取結論收集數(shù)據(jù)的能力，表達交流的能力等。那么在高中生物課堂中應用開放式教學方法，教師不僅要關注學生探究能力的培養(yǎng)，也要考慮學生科學態(tài)度和團結協(xié)作能力的提升。生物對高中學生來說并不陌生，他們在初中階段已學習過相關的生物知識，并且對生物實驗有一定的操作能力，所以為了充分展現(xiàn)開放式教學方法的價值，教師需要優(yōu)化實驗組織的形式。

開放式的教學方法講究給予學生開放性的思維空間和開放性的實驗環(huán)境，因此在實驗教學中，教師可通過小組合作的模式，將學生分為不同的實驗小組，然后利用現(xiàn)有的實驗材料、實驗器材，設計并完成生物實驗。同時每個小組需要有一個實驗介紹人員，他的工作是負責描述本組的實驗設計、實驗過程，以及最終實驗結論等。在全部小組交流介紹完成之后，教師可以引導學生對每個小組的實驗展開討論和分析，并且對本組的實驗設計進行優(yōu)化和改進，繼續(xù)這樣能夠充分展現(xiàn)學生的學習主體性，也能引導學生根據(jù)其他小組的實驗設計，為本組實驗優(yōu)化提供更全面的參考。最后，在全部學生完成本小組的實驗設計優(yōu)化之后，可在小組完成實驗，并且相互分享自己的實驗結論。

（五）實施開放性實驗評價

無論是哪一種教學方法的實施和運用，都離不開教學評價的支撐。評價是一個反思與回顧的環(huán)節(jié)，也是一個優(yōu)化與改進的過程。因此，高中生物實驗教學中開放式教學方法的運用，也需要實施開放性的實驗評價。那么作為高中生物教師要舍棄傳統(tǒng)性評價方法，為學生構建一個開放性評價空間，充分展現(xiàn)學生的評價主體性，從而引導學生在評價中反思實驗過程、總結實驗成果，最終提高學生的生物實踐能力，促進他們生物素養(yǎng)的發(fā)展。

實施開放性的實驗評價，重點在于凸顯學生的評價主體性以及對實驗結果再次呈現(xiàn)。因此，在具體的評價中，可以通過學生自我評價、小組相互評價、師生共同評價的方式，對本次實驗的設計、開展結果做整體性的回顧與反思。學生可以在評價過程中思考自己在實驗中的收獲，對生物知識的理解掌握以及在操作實驗過程中存在的不足，這種開放性的評價環(huán)境能幫助學生樹立實驗探究的信心，也能讓學生積極地體驗實驗探究的樂趣。

結束語

綜上所述，高中生物實驗教學中，開放式教學方法的應用，教師要了解高中生物實驗教學的特征，以及開放性教學方法的內涵，然后，優(yōu)化轉變自身的教學思想，體會開放式教學對生物實驗教學的重要價值。實驗教學中，注意凸顯學生的主體地位，展現(xiàn)學生的實驗思維，設計多元化實驗問題，優(yōu)化實驗組織的形式，實施開放性實驗評價，提高學生對生物知識和生物實驗的興趣，激發(fā)他們的學習自主性，引導學生在生物實驗操作中獲得更多成長。

參考文獻

[1]許艷麗.項目視角下開放式實驗教學的實踐研究[J].長治學院學報，2023，40（5）：43-47.

[2]張歡歡.開放式教學在高中生物實驗中的應用[J].高考，2023（16）：45-47.

[3]陳韻雅.開放式實驗教學在高中生物學課堂中的實踐：以“傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用”專題為例[J].生物學教學，2021，46（2）：54-55.

[4]李山.高中生物開放式實驗教學相關探析[J].考試周刊，2020（32）：109-110.