新課標(biāo)下關(guān)于高中生物實驗教學(xué)的思考

摘 要：在新課程教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)中，明確指出注重生物核心素養(yǎng)的提高，生物實驗作為其重要組成部分，是學(xué)生落實理論與實踐相結(jié)合理念的主要途徑，教師優(yōu)化生物實驗教學(xué)模式，從多個角度展開生物實驗相關(guān)知識的講解，打造高效的高中生物實驗教學(xué)課堂。文章以新課程下關(guān)于高中生物實驗教學(xué)的思考為主題，從多個方面展開詳細(xì)的分析和探討。

關(guān)鍵詞：高中課堂;生物實驗;教學(xué)模式;實踐能力

在高中生物傳統(tǒng)教學(xué)課堂中，教師受到應(yīng)試教育理念的影響，過于重視理論知識的講解，為了節(jié)約課堂教學(xué)時間，對實驗教學(xué)環(huán)節(jié)整體呈現(xiàn)出不重視的教學(xué)情況，導(dǎo)致學(xué)生對生物實驗步驟死記硬背，無法深刻認(rèn)知實驗原理和操作注意事項，降低學(xué)生的生物實驗綜合能力。所以，教師創(chuàng)新生物實驗教學(xué)模式，從構(gòu)成實驗的基本元素出發(fā)，促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)和核心能力的發(fā)展。

一、 教授生物實驗理論知識

在高中生物實驗教學(xué)中，掌握理論知識和器材操作方法是基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，一方面能夠加深學(xué)生對生物知識和概念的認(rèn)知，另一方面推動生物實驗環(huán)節(jié)的順利開展。所以，教師優(yōu)化課堂理論知識教學(xué)策略，以生物實驗為媒介，展開互動教學(xué)環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮出學(xué)生的主觀能動性，達(dá)到事半功倍的學(xué)習(xí)效果。

在細(xì)胞結(jié)構(gòu)的講解中，首先從理論層次闡述，植物細(xì)胞和動物細(xì)胞結(jié)構(gòu)是學(xué)習(xí)的重點，教師以對比的方式展開教學(xué)環(huán)節(jié)，便于學(xué)生理解和記憶。植物細(xì)胞和動物細(xì)胞相同的結(jié)構(gòu)有細(xì)胞膜、細(xì)胞核、線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、核糖體、高爾基體和溶酶體，細(xì)胞壁、葉綠體和中央大液泡是植物細(xì)胞獨有的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，動物細(xì)胞具有中心體，并不是其特有的，低等植物細(xì)胞也有中心體結(jié)構(gòu)。然后，教師向?qū)W生提出“如何判斷某個細(xì)胞為植物細(xì)胞還是動物細(xì)胞？”的問題，引發(fā)學(xué)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(xì)胞結(jié)構(gòu)的不同作為判斷依據(jù)的解決策略，進(jìn)一步提出“如何能夠觀察到細(xì)胞的結(jié)構(gòu)？”僅憑肉眼是無法看到細(xì)胞結(jié)構(gòu)的，引入顯微鏡觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)的生物實驗，以示范的方式向?qū)W生講解顯微鏡各個結(jié)構(gòu)、作用和使用方法，為之后學(xué)生自主開展生物實驗夯實基礎(chǔ)。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(shù)的計算方法是物鏡和目鏡放大倍數(shù)的乘積等。同時，教師以示范的方式向?qū)W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(cè)視鏡筒，防止鏡頭碰到碎片。最后，教師為學(xué)生提供多個動物、植物細(xì)胞蓋玻片，引導(dǎo)學(xué)生以實踐的方式，仔細(xì)觀察細(xì)胞的機構(gòu)，借助理論知識，準(zhǔn)確判斷其是動物細(xì)胞還是植物細(xì)胞，形成完善的生物理論知識教學(xué)方案，打造高效的高中生物教學(xué)課堂。

二、 感知生物實驗設(shè)計理念

在高中生物實驗教學(xué)中，學(xué)生自主設(shè)計實驗步驟是主要的考查內(nèi)容，體現(xiàn)出學(xué)生對理論知識的靈活運用能力、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力和生物實驗設(shè)計原則，教師以生物教材內(nèi)容為中心，分別向?qū)W生講解實驗設(shè)計遵循的原則，如單一變量原則、對照實驗原則等，推動對學(xué)生實驗設(shè)計能力的培養(yǎng)。

在具體的教學(xué)環(huán)節(jié)，教師以生物實驗為范例，引領(lǐng)學(xué)生深刻感知實驗設(shè)計理念。在單一變量原則的教學(xué)中，自變量、因變量、無關(guān)變量和額外變量是學(xué)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(xué)生對相關(guān)概念的認(rèn)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(biāo)就是驗證自變量和因變量之間的因果關(guān)系。在整個生物實驗環(huán)節(jié)中，試管的干凈程度、唾液的新鮮程度、淀粉濃度等是無關(guān)變量，是除自變量影響實驗結(jié)果之外的因素，若無關(guān)變量存在不等同問題時，就會導(dǎo)致生物實驗現(xiàn)象不同，產(chǎn)生額外變量，其是由無關(guān)變量產(chǎn)生的變化結(jié)果，促進(jìn)學(xué)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(shè)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(xì)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(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原”為例，觀察實驗處理前后現(xiàn)象變化的差異，以前后不同的實驗現(xiàn)象作為對照。除此之外，教師從多個角度展開等量原則、科學(xué)性原則的分析，促進(jìn)學(xué)生實驗設(shè)計能力的提升。

三、 培養(yǎng)生物實驗實踐能力

在高中生物傳統(tǒng)實驗教學(xué)過程中，教師通常以示范的形式展開實驗教學(xué)，學(xué)生并沒有參與到實踐操作中，容易形成學(xué)生眼高手低的教學(xué)現(xiàn)狀，不符合教育事業(yè)改革的方向。所以，教師挑選簡單、易操作的生物實驗，引導(dǎo)學(xué)生積極參與其中，鍛煉學(xué)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(nèi)容，具體需要結(jié)合高中生的身心發(fā)展條件，從確保他們身心健康出發(fā)，優(yōu)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(dǎo)學(xué)生明確生物實驗的目標(biāo)，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(lǐng)學(xué)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(lán)色復(fù)合物，麥芽糖和葡萄糖不會形成紫藍(lán)色復(fù)合物，但是能夠與斐林試劑發(fā)生氧化還原反應(yīng)，形成磚紅色的沉淀”。然后，讓學(xué)生運用自身所掌握的生物實驗設(shè)計原則，自主設(shè)計具體的生物實驗步驟，促進(jìn)學(xué)生思維能力的發(fā)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(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)只有加入蒸餾水的試管液體顏色變藍(lán)，進(jìn)而得出pH偏高或者偏低都會導(dǎo)致酶的活性明顯下降，促進(jìn)學(xué)生生物實驗動手實踐能力的提高。

四、 創(chuàng)新生物實驗教學(xué)模式

在高中生物實驗教學(xué)課堂上，教師轉(zhuǎn)變自身的教學(xué)觀念，從學(xué)生的角度出發(fā)設(shè)計課堂教學(xué)環(huán)節(jié)，以問題引導(dǎo)的方式拓展學(xué)生實驗思維，以小組合作實驗策略增加學(xué)生之間的交流和互動，保證課堂實驗教學(xué)的效率和質(zhì)量，同時充分發(fā)揮多媒體教學(xué)設(shè)備的作用，將復(fù)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(huán)節(jié)鍛煉學(xué)生的實驗設(shè)計、親手操作能力，逐漸形成完善的生物實驗教學(xué)方案，推動高中生物實驗教學(xué)模式的創(chuàng)新和改革。此外，除了常規(guī)的線下實驗教學(xué)模式之外，還可以配合應(yīng)用多媒體技術(shù)、微課等一些新型的線上實驗教學(xué)模式，保證可以借助線上生物實驗教學(xué)模式來輔助學(xué)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(xué)模式提高生物實驗教學(xué)效果。

在具體的教學(xué)環(huán)節(jié)中，興趣和求知欲是推動學(xué)生主動參與生物實驗環(huán)節(jié)的動力，教師以問題引導(dǎo)的方法，讓學(xué)生帶著疑問設(shè)計生物實驗步驟，加深學(xué)生對生物實驗的印象。比如，在“質(zhì)壁分離與復(fù)原”的生物實驗教學(xué)中，學(xué)生在觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象時，經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)“部分細(xì)胞并沒有發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象”，進(jìn)而向?qū)W生提出“是什么原因造成細(xì)胞沒有質(zhì)壁分離？”“濃度過高、過低會產(chǎn)生怎樣的實驗結(jié)果？”等引導(dǎo)性問題，拓展生物實驗教學(xué)內(nèi)容，將學(xué)生進(jìn)行分組，以小組合作的方式，設(shè)計生物實驗步驟，為學(xué)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(shè)性意見和想法，推動學(xué)生合作完成生物實驗設(shè)計，另一方面指出學(xué)生在實驗步驟中的不足和缺陷，培養(yǎng)學(xué)生實驗邏輯思維能力。最后，教師結(jié)合具體的生物實驗內(nèi)容，為學(xué)生準(zhǔn)備相應(yīng)的實驗器材和工具，引導(dǎo)學(xué)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?qū)W生介紹相關(guān)的注意事項，從本質(zhì)上扼殺生物實驗的不安全因素，以及組織學(xué)生開展實驗總結(jié)環(huán)節(jié)，詳細(xì)匯總出實驗?zāi)繕?biāo)、實驗原理、步驟、現(xiàn)象和結(jié)果，促進(jìn)學(xué)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(xué)有效性。

五、 豐富生物實驗教學(xué)形式

興趣是決定高中生物實驗教學(xué)成敗中最為關(guān)鍵的一個非智力因素，主要表現(xiàn)在高中生對生物實驗教學(xué)內(nèi)容與形式的感興趣程度?；蛘哒f，為了保證最終高中生物實驗教學(xué)的效果可以達(dá)到預(yù)期，必要條件之一是保證所設(shè)計生物實驗教學(xué)形式可以有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)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(fù)性的教學(xué)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(xué)形式，非常容易影響學(xué)生參與高中生物實驗教學(xué)的興趣，最終會給生物實驗教學(xué)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(xué)弊端，必須要對生物實驗教學(xué)的形式進(jìn)行大膽創(chuàng)新與豐富，保證可以促使高中生積極參與生物實驗教學(xué)活動中，如開放式、探究式等都是非常符合高中生思維認(rèn)知的實驗教學(xué)形式。

例如，開放式生物實驗是一種能夠激發(fā)初中生參與實驗教學(xué)興趣的有效實驗教學(xué)形式，所以在平時生物實驗教學(xué)中可以轉(zhuǎn)變以往的生物實驗教學(xué)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(yǎng)和發(fā)展他們的創(chuàng)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(jié)論都要具備多元化和開放式特征，力求對學(xué)生的實驗?zāi)芰M(jìn)行發(fā)展的同時，提高他們的思維能力。比如，在開展植物細(xì)胞質(zhì)和植物細(xì)胞壁等方面的生物實驗教學(xué)活動期間，可以結(jié)合相應(yīng)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(xiàn)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(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)行認(rèn)真區(qū)分。針對細(xì)胞液濃度等重難點部分生物實驗內(nèi)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(dāng)中搜集和了解相關(guān)的資料，期間教師再給予必要的指導(dǎo)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(diào)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(xué)的效果。

總而言之，在高中生物實驗教學(xué)環(huán)節(jié)，教師充分利用多媒體教學(xué)設(shè)備，以圖畫或者視頻的形式，詳細(xì)地講解實驗工具的使用方法，避免出現(xiàn)由于操作失誤而造成的實驗現(xiàn)象不理想。同時，教師將實驗操作環(huán)節(jié)融入教學(xué)中，將其作為生物理論知識理解的途徑，促進(jìn)學(xué)生實驗核心素養(yǎng)的發(fā)展。

作者簡介：余海霞，甘肅省定西市，甘肅省臨洮縣文峰中學(xué)。