新課標(biāo)背景下高中生物實驗教學(xué)的思考

摘 要：在新課標(biāo)背景下，高中生物實驗教學(xué)面臨著前所未有的挑戰(zhàn)與機遇。隨著科技的飛速發(fā)展，生物科學(xué)領(lǐng)域不斷涌現(xiàn)新的理論和技術(shù)，為實驗教學(xué)提供了豐富的素材和手段。然而，如何在有限的課堂時間內(nèi)，讓學(xué)生在實驗中掌握生物知識，培養(yǎng)科學(xué)探究能力，成為擺在教師面前的重要課題。本文將圍繞新課標(biāo)背景下的高中生物實驗教學(xué)，探討如何優(yōu)化實驗內(nèi)容、改進教學(xué)方法，以提升學(xué)生的生物素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

關(guān)鍵詞：新課標(biāo)；高中生物；實驗教學(xué)；“孟德爾的豌豆雜交實驗”

我國教育改革持續(xù)深化，高中生生物實驗教學(xué)方面，新課程標(biāo)準(zhǔn)已提至更高的要求，實施生物實驗教學(xué)，對于培育學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、創(chuàng)新精神和實踐能力，起到了至關(guān)重要的作用。在當(dāng)前的高中生物實驗教學(xué)過程中，存在著如教學(xué)內(nèi)容老化、方法過于單一、評價機制不健全等諸多問題，本研究論文針對特定的議題，以高中生物實驗教學(xué)為討論核心，探討實驗教學(xué)在新課程標(biāo)準(zhǔn)下的教學(xué)思考，旨在為提升教學(xué)效果提供理論依據(jù)。

一、新課標(biāo)背景下對高中生物實驗教學(xué)的要求

（一）強化實驗設(shè)計與操作能力的培養(yǎng)

在依照最新教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的前提下，對于高中生物實驗課程，提升學(xué)生在實驗方案構(gòu)思與實行過程中的能力是必備的教學(xué)目標(biāo)，該要求的目標(biāo)是通過實踐活動實驗，讓學(xué)生不僅學(xué)習(xí)并掌握生物學(xué)的基礎(chǔ)理論，而且提高解決現(xiàn)實問題的技巧。為了達成實驗的目標(biāo)，學(xué)生須選取適當(dāng)?shù)牟牧吓c方法，構(gòu)建既科學(xué)又可行的實驗計劃，為了增強學(xué)生的操作技能，要求其在進行實驗操作時，必須精通實驗設(shè)備的運用，精確地記錄實驗數(shù)據(jù)，并掌握對實驗結(jié)果進行深入分析的技巧，在實驗性教學(xué)中，學(xué)生通過親自動手操作，能夠在實際活動中掌握知識，進而培育出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究精神和科學(xué)態(tài)度[1]。

（二）注重實驗與信息技術(shù)的融合應(yīng)用

在信息技術(shù)迅猛進步的背景下，根據(jù)新的教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，高中生物實驗教學(xué)需要整合信息技術(shù)與實驗課程，此種整合不僅豐富了實驗方法，提升了實驗效率，而且進一步開闊了學(xué)生的知識領(lǐng)域。學(xué)生借助虛擬實驗軟件，在構(gòu)建的虛擬空間里實行操作，此過程打破了物理時間和空間的制約，并有效降低了實驗物料的消耗，教師借助信息技術(shù)監(jiān)控手段，能夠?qū)W(xué)生在實驗過程中的實時動態(tài)進行追蹤，并根據(jù)每位學(xué)生的具體需求提供針對性的引導(dǎo)，將實驗方法與信息技術(shù)相結(jié)合，能顯著提升學(xué)生在生物學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)代技術(shù)解決問題的能力，同時增強其信息素養(yǎng)。

（三）強調(diào)實驗結(jié)果的分析與反思

針對高中生物實驗教學(xué)領(lǐng)域，新課程標(biāo)準(zhǔn)提出了分析與反思實驗結(jié)果的具體要求，該指令促使實驗學(xué)生在完成操作后，對所收集的數(shù)據(jù)進行深入剖析，以便概括出實驗所揭示的規(guī)律，并洞察在實驗進行時可能存在的缺陷，學(xué)生通過反思深化對生物學(xué)領(lǐng)域的理解。同時，其批判性思維技能得到增強，教師需指導(dǎo)學(xué)生，將實踐得到的成果與理論學(xué)習(xí)相融合，深入分析實驗所揭示的生物學(xué)規(guī)律，借此培育其科學(xué)探索精神及創(chuàng)新思維。通過反思和分析，學(xué)生能構(gòu)建科學(xué)的世界觀和方法論，為未來的學(xué)習(xí)和研究奠定堅實基礎(chǔ)。

二、高中生物“孟德爾的豌豆雜交實驗”教學(xué)目標(biāo)

（一）理解孟德爾遺傳定律的基本原理

在教學(xué)過程中，旨在讓學(xué)生掌握孟德爾遺傳規(guī)律的基本概念，孟德爾通過豌豆植物的交配實驗，發(fā)現(xiàn)了生物遺傳中基因的隔離與自由組合原則。學(xué)生通過實驗得知，生物的形態(tài)特征取決于遺傳因子的組合，這些因子在體細胞中配對出現(xiàn)，并在生殖細胞的形成過程中獨立傳遞。學(xué)生們需要理解顯性特征和隱性特征的定義，并掌握基因型、表現(xiàn)型以及等位基因等基礎(chǔ)遺傳學(xué)專業(yè)語言，學(xué)生通過研究孟德爾的遺傳定律，初步構(gòu)建了對生物遺傳現(xiàn)象的理解，為深入學(xué)習(xí)遺傳學(xué)奠定了堅實的基礎(chǔ)[2]。

（二）培養(yǎng)科學(xué)探究能力和實驗操作技能

孟德爾通過豌豆的交配實驗，不僅發(fā)現(xiàn)了遺傳規(guī)律，而且展現(xiàn)了科學(xué)研究的路徑。在教育過程中，設(shè)定目標(biāo)為鍛煉學(xué)生科學(xué)探索及實驗室操作的技巧，參與實驗的學(xué)生們負(fù)責(zé)采集、剖析實驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，進而提煉出其中的規(guī)律性結(jié)論，學(xué)生通過學(xué)習(xí)能夠掌握科學(xué)探索的基本技巧，其中包括觀察、實驗和比較等方法。

（三）樹立正確的科學(xué)態(tài)度和價值觀

孟德爾通過豌豆植物的交配實驗，展示了科學(xué)家追求嚴(yán)謹(jǐn)、勇于進取的風(fēng)范。在教學(xué)過程中，一個重要的目標(biāo)設(shè)定是指導(dǎo)學(xué)生確立正確的科學(xué)觀和價值觀，學(xué)生通過探究孟德爾的實驗及其體現(xiàn)的科學(xué)精神，能夠深刻理解科學(xué)研究所需的嚴(yán)格態(tài)度和重要性，進而培育對科學(xué)的崇高敬意。

三、新課標(biāo)背景下高中生物實驗教學(xué)的思考

（一）強化實驗設(shè)計與操作技能的培養(yǎng)

在新課標(biāo)背景下，高中生物實驗教學(xué)應(yīng)著重強化學(xué)生的實驗設(shè)計與操作技能。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生積極參與實驗設(shè)計，從實驗?zāi)康摹⒃怼⒉襟E到預(yù)期結(jié)果進行全面規(guī)劃，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問題解決能力。其次，通過規(guī)范化的實驗操作訓(xùn)練，使學(xué)生掌握基本的實驗技能，如顯微鏡使用、試劑配制、數(shù)據(jù)記錄等，確保實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性[3]。

以“孟德爾的豌豆雜交實驗”為例，首先，實驗設(shè)計的參與度需由教師方面著手引導(dǎo)并提升，在教授孟德爾基于豌豆植物進行的遺傳交叉實驗時，教師指導(dǎo)學(xué)生預(yù)先查閱相關(guān)文獻，掌握實驗所追求的目標(biāo)、所應(yīng)用的原理以及具體執(zhí)行的流程，教師有能力提出疑問，引領(lǐng)學(xué)生深入探討實驗設(shè)計的方法，選取豌豆種類的決策過程、雜交方法的實施、結(jié)果的觀察與記錄，均為培養(yǎng)學(xué)生在創(chuàng)新性思維與問題解決方面的關(guān)鍵步驟。規(guī)范化的實驗操作訓(xùn)練使學(xué)生基本掌握實驗技能，在探討孟德爾所進行的豌豆植物交配實驗過程中，教師指導(dǎo)學(xué)生掌握顯微鏡操作、化學(xué)試劑的調(diào)配以及實驗數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄等實際操作技巧，為了觀察豌豆染色體，學(xué)生需準(zhǔn)確操作顯微鏡，并學(xué)會配置雜交試劑及記錄實驗數(shù)據(jù)，如此訓(xùn)練，可讓學(xué)生熟練掌握實驗基本技能，保障實驗結(jié)果的精確與可信。在進行實驗活動時，教師有責(zé)任強調(diào)安全規(guī)程，以此作為教學(xué)的一個重要組成部分，在進行孟德爾豌豆植物的交配實驗教學(xué)過程中，教師需向?qū)W生指出實驗時應(yīng)采取的各種安全措施，諸如預(yù)防交叉污染、避免化學(xué)試劑接觸眼部等，在教育過程中，對于學(xué)生而言，培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣至關(guān)重要，這包括了實驗前后必須洗手以及保持實驗臺的整潔。教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗：問題由教師呈現(xiàn)，圍繞實驗展開構(gòu)思，將學(xué)生劃分為若干小組，進行集體頭腦風(fēng)暴，旨在形成各自獨特的設(shè)計理念，教師針對設(shè)計方案給出評價，以指導(dǎo)學(xué)生進一步優(yōu)化實驗設(shè)計。規(guī)范化實驗操作訓(xùn)練：教師對顯微鏡的操作方法、試劑的配制步驟以及數(shù)據(jù)的記錄技巧進行闡述，并指導(dǎo)學(xué)生進行手動實踐，教師進行移動指導(dǎo)，糾正學(xué)生在操作過程中的偏差。 安全意識教育：實驗過程中，安全問題是教師著重強調(diào)的關(guān)鍵點，學(xué)生需警惕相關(guān)注意事項，在教育過程中，重點培養(yǎng)學(xué)生形成優(yōu)秀的實驗行為模式。實驗實施：在實驗過程中，學(xué)生們依據(jù)預(yù)先制定的方案進行操作，教師則在不同地點進行現(xiàn)場指導(dǎo)，在實驗進行時，學(xué)生們學(xué)會了如何保護自己，并逐步養(yǎng)成了優(yōu)秀的實驗行為模式。數(shù)據(jù)分析：實驗終止后，數(shù)據(jù)整理與結(jié)果解析的工作由學(xué)生完成，在教學(xué)過程中，教師輔導(dǎo)學(xué)生采用統(tǒng)計學(xué)的手段，對實驗數(shù)據(jù)進行匯總和歸納。實驗之后，教師指導(dǎo)學(xué)生沉淀所學(xué)，對實驗的缺陷進行審視，在對實驗設(shè)計進行優(yōu)化過程中，來自學(xué)生的提議起到了積極作用。

（二）注重實驗與理論知識的融合

新課程標(biāo)準(zhǔn)著力于實驗操作與理論概念的融合，以促進學(xué)生深入理解，在開展生物學(xué)實驗課程時，教師需強調(diào)實驗操作與教科書理論的緊密結(jié)合，以便學(xué)生構(gòu)建健全的知識結(jié)構(gòu)。在開展實驗之前，指導(dǎo)學(xué)生預(yù)先學(xué)習(xí)，促使他們復(fù)習(xí)相關(guān)的理論知識點，從而為執(zhí)行實驗操作奠定堅實的理論基礎(chǔ)；在實施實驗的過程中，學(xué)生通過觀察現(xiàn)象、記錄數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，將理論知識應(yīng)用于實際操作中；在實驗階段結(jié)束后，指導(dǎo)學(xué)生們概括實驗成果，并使之反思，借此加深對理論知識的領(lǐng)悟。

在開展實驗之前，教師可運用特定方法引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)先前的理論知識，要求學(xué)生事先學(xué)習(xí)孟德爾關(guān)于遺傳的基本法則，涵蓋分離與自由組合兩大定律，并理解豌豆作為遺傳學(xué)研究首選實驗對象的諸多便利條件。在教學(xué)過程中，學(xué)生通過觀看視頻和課堂講授兩種方式，重溫了豌豆的繁殖機制、花紋及其種子形態(tài)，這些生物學(xué)特征的遺傳規(guī)律性。教師提出與實驗相關(guān)的問題，如“豌豆為何成為遺傳實驗的首選材料？”“孟德爾實驗的設(shè)計思路是怎樣的？”等，以此激發(fā)學(xué)生的思考。學(xué)生被引導(dǎo)以記錄豌豆之花色與種子形狀等遺傳特性，學(xué)生通過親自動手，將所學(xué)概念與觀察到的現(xiàn)象相互印證。學(xué)生需親自操作豌豆植物的交配實驗，涉及挑選親本植株、執(zhí)行人工授粉程序，并記錄相關(guān)結(jié)果，從而將學(xué)到的理論知識轉(zhuǎn)化為實際應(yīng)用。學(xué)生需解析實驗所得數(shù)據(jù)，例如計算各種性狀的分離比例，以便理解遺傳法則。在實驗進行時，安排學(xué)生集思廣益，共同審視所遭遇的難題及困境，并探討應(yīng)對策略。借助提問及討論方式，助力學(xué)生對遺傳定律的深入領(lǐng)悟，例如探究其成因及表現(xiàn)形式：在所涉物質(zhì)的分離過程中，比例關(guān)系起著決定性作用。采用特定的教學(xué)方法，能將孟德爾的豌豆植物交配實驗原理與學(xué)術(shù)概念緊密相連。在實驗活動中，學(xué)生們通過實際操作來鞏固遺傳法則的理論知識。借助實驗活動，塑造學(xué)生對科學(xué)探索的思維習(xí)慣和精神風(fēng)貌。在考查實驗產(chǎn)出的過程中，同時致力于提升學(xué)生對問題的深入解析及評價能力。孟德爾借助豌豆植物的交配實驗，使得教師得以將實踐教學(xué)和理論課程相融合，這不僅促進了學(xué)生對知識結(jié)構(gòu)的全面構(gòu)建，提升了其學(xué)習(xí)成果，還鍛煉了他們在科學(xué)探索過程中的好奇心及批判性思考能力。

（三）倡導(dǎo)探究式學(xué)習(xí)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力

在新課程標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)下，提倡學(xué)生通過實驗活動，主動探索知識，從而確立在學(xué)習(xí)中的中心角色，在針對高中生物的實驗教學(xué)過程中，策略的制定應(yīng)當(dāng)促使教師引導(dǎo)學(xué)生展開自主性探索，進而有效提升學(xué)生的自學(xué)能力。開展一項允許學(xué)生主動探索問題的實驗方案，旨在使其能識別疑點并形成假設(shè)，繼而通過實驗來檢驗這些假設(shè)；多樣化的實驗材料和方法的提供，能夠激發(fā)學(xué)生對探索的熱忱；促使學(xué)生參與團隊協(xié)作，以培養(yǎng)其小組內(nèi)的合作能力。在教學(xué)過程中，教師有責(zé)任關(guān)注每位學(xué)生的獨特性，并提供量身定制的輔導(dǎo)方案，以協(xié)助他們在實驗環(huán)節(jié)中克服所面臨的挑戰(zhàn)。借助特定方案，學(xué)生在實踐活動中能夠培養(yǎng)獨立探索的技能，增強解決復(fù)雜問題的本領(lǐng)，從而為將來的知識獲取與生活發(fā)展構(gòu)筑穩(wěn)固的基石。

例如，孟德爾通過其遺傳實驗揭示了基本的遺傳規(guī)律，該方法論為后續(xù)遺傳學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。在教育過程中，致力于提升學(xué)生獨立探索問題并提出及驗證假設(shè)的技能。為了開展實驗，需準(zhǔn)備豌豆的種子、用于觀察的放大儀器以及用于記錄觀察數(shù)據(jù)的表格。將學(xué)生按小組分類，各組針對不同的豌豆種類，執(zhí)行交配實驗的過程。在生物學(xué)課堂上，學(xué)生們對豌豆植物的遺傳特征進行審視，重點關(guān)注其花紋與種子的具體形態(tài)，通過細致地觀察與詳盡地記錄，深化對遺傳學(xué)的初步理解。例如，某位學(xué)生提出了一個關(guān)于遺傳特性的設(shè)想，認(rèn)為顏色鮮明是遺傳特征的顯現(xiàn)形式，而白色則是其隱含狀態(tài)。設(shè)計實驗方案的學(xué)生，他們的工作包括制定雜交組合以及進行觀察記錄等步驟。為了豐富實驗過程，探索問題時需準(zhǔn)備多種類型的材料，并運用創(chuàng)新且不同的手段。不同色澤與形態(tài)的豌豆種子，以及在不同生長條件下所發(fā)育成的豌豆植株。倡導(dǎo)學(xué)生在實驗中探索多樣化的交配技術(shù)，包括但不限于自我交配與傳統(tǒng)雜交等。將個體學(xué)生分配至多個小組，各小組分別承擔(dān)不同的實驗任務(wù)。在團隊中，成員們協(xié)作無間，共同承擔(dān)實驗的策劃、執(zhí)行與數(shù)據(jù)記載工作。在實驗的進行中，成員們開展深入的對話與互動，協(xié)作探求和破解各類難題。在教學(xué)過程中，重視每位學(xué)生的獨特性，提供量身定制的輔導(dǎo)策略。每位教師需審視其所指導(dǎo)學(xué)生的參與熱情及實驗操作能力。依據(jù)不同學(xué)生的具體需求，量身定制指導(dǎo)方案，涵蓋實驗技能訓(xùn)練與數(shù)據(jù)分析教學(xué)。教師概述了孟德爾進行遺傳研究的實驗原委及其所追求的目標(biāo)、相關(guān)理論的知識要點，學(xué)生在課前先行自學(xué)豌豆遺傳規(guī)律的相關(guān)內(nèi)容。實驗學(xué)生依據(jù)既定程序執(zhí)行各項任務(wù)，同時采集相關(guān)數(shù)值信息。教師進行移動指導(dǎo)，針對學(xué)生的疑惑提供解答，以此確保實驗流程的無縫執(zhí)行。學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，驗證假設(shè)，小組討論實驗結(jié)果，總結(jié)遺傳規(guī)律，教師指導(dǎo)學(xué)生回顧實驗步驟，以便提煉出其中的知識與教訓(xùn)。在實驗活動中，觀察對象為學(xué)生們，他們展現(xiàn)出的參與狀況、團隊協(xié)作能力以及實際動手操作的能力。教師對學(xué)生在實驗后的數(shù)據(jù)分析及推論成果進行考核，促使學(xué)生對實驗步驟進行深入思考，并對自身學(xué)習(xí)成效進行客觀評估。學(xué)生通過此種教學(xué)設(shè)計，不僅學(xué)會了孟德爾遺傳實驗的相關(guān)知識，還在實驗過程中提升了自主探索、團隊協(xié)作及問題解決的能力，為未來的學(xué)習(xí)與生活奠定了穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

結(jié)束語

總之，在新課程標(biāo)準(zhǔn)的指導(dǎo)下，對高中生物實驗教學(xué)進行持續(xù)的創(chuàng)新與深刻的變革是必要的，優(yōu)化生物學(xué)實驗的教學(xué)材料，改良授課手段，健全評估機制，能顯著提高生物實驗課的教育品質(zhì)，并培育受教者的科學(xué)研究素質(zhì)。在教學(xué)過程中，教師需重視每位學(xué)生的獨特性，并通過激發(fā)他們對學(xué)習(xí)的熱情，使生物實驗課成為其成長道路上不可或缺的一環(huán)。

參考文獻

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