淺談高中生生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略

李倩倩

（甘肅省靜寧縣第二中學(xué)，甘肅 靜寧 743400）

在科學(xué)育人觀的大力推進(jìn)下，教師的質(zhì)量意識、效益意識以及價(jià)值訴求開始得到空前的提高，廣大教師自覺開始在生物課堂上積極探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)實(shí)施途徑，主動(dòng)為高中生的生物學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)一個(gè)高效化、主體化、快樂化的認(rèn)知空間。在生物課堂上，實(shí)驗(yàn)教學(xué)直接涉及高中生的知識驗(yàn)證、理論實(shí)踐和技能提升，因此，教師積極踐行新課程改革與科學(xué)育人觀等先進(jìn)理念，以素質(zhì)教育以及核心素養(yǎng)為行動(dòng)指南，努力探討實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展策略，非常有助于高中生的成長。

一、生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

首先，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生借助實(shí)驗(yàn)物品、實(shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)過程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證教材內(nèi)容的主體認(rèn)知過程，因而對于促進(jìn)高中生對于生物知識的活學(xué)活用、觸類旁通、融會(huì)貫通影響巨大，是高中生全面發(fā)展的重要基地。高中生能夠在積極參與、主動(dòng)觀察、自覺思考中深度學(xué)習(xí)、合作探究、整合發(fā)展。

其次，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是教師日常教學(xué)工作的重要組成部分，是檢驗(yàn)教師教學(xué)智慧、教學(xué)方法與教學(xué)能力的試金石，也是與高中生一起認(rèn)知、共同探究、友好交流、互助成長的生命樂園。因此，教師要精心準(zhǔn)備、科學(xué)布設(shè)、翔實(shí)安排，切實(shí)幫助高中生獲得一個(gè)按部就班、循序漸進(jìn)的知識積累和能力發(fā)展的提升途徑。

最后，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是新課程改革對生物課堂的實(shí)施要求，旨在促進(jìn)高中生的實(shí)驗(yàn)操作能力和主體核心素養(yǎng)，真正踐行素質(zhì)教育。因此，教師作為教書育人、培育英才的時(shí)代擔(dān)當(dāng)，自覺優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，采取一系列切實(shí)可行的好方法科學(xué)引導(dǎo)高中生進(jìn)行生物認(rèn)知和實(shí)驗(yàn)探究，真正提升高中生的主體素養(yǎng)。

二、生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施原則

第一，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要有組織性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一個(gè)內(nèi)容煩瑣、過程復(fù)雜、組織困難的教學(xué)活動(dòng)，需要教師與高中生付出非常多的準(zhǔn)備工作，才能夠?qū)崿F(xiàn)高效開展。因此，教師要在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中科學(xué)組織、精密安排、全面準(zhǔn)備，爭取利用最低的實(shí)驗(yàn)成本獲得最大的實(shí)驗(yàn)收益，以此提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

第二，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要有目的性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅需要科學(xué)周密的組織活動(dòng)，還要明確實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開展目的與教學(xué)任務(wù)，有針對性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程與探究內(nèi)容。因此，教師要明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的性，以開展目的為導(dǎo)引積極開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂效果的提升成為可能。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)教學(xué)的目的性與實(shí)效性關(guān)聯(lián)密切。

第三，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要有實(shí)效性。實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的性能夠切實(shí)提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性，教師還需要以教學(xué)大綱和課程標(biāo)準(zhǔn)為活動(dòng)依據(jù)，借助具體的教學(xué)任務(wù)和教學(xué)內(nèi)容科學(xué)界定高中生的認(rèn)知內(nèi)容、探究過程和成長目標(biāo)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系龐大，準(zhǔn)備工作非常煩瑣，自然對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)效性提出嚴(yán)苛的要求。

三、生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效開展策略

對于高中生而言，實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有非常高的趣味性、新奇性和探究性，因而具有非常高的認(rèn)知積極性，這也恰好為實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了源源不斷的生命活力。

（一）借助文本信息進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生將課文內(nèi)容應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)探究的實(shí)踐過程，因而教師在設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)要組織高中生先對文本信息進(jìn)行主體認(rèn)知。只有高中生全面掌握生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)理論知識以后，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)才會(huì)擁有強(qiáng)大的主體能力基礎(chǔ)和知識基礎(chǔ)，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的科學(xué)實(shí)施才會(huì)成為可能。因此，教師要精心策劃生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的起點(diǎn)活動(dòng)，讓高中生保質(zhì)保量地完成對文本信息的主體感知過程，擁有關(guān)于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的堅(jiān)實(shí)知識基礎(chǔ)以及理論信息儲(chǔ)備，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為可能。

例如，在人教版必修一第一章第一節(jié)《使用顯微鏡觀察細(xì)胞》的課堂教學(xué)過程中，雖然實(shí)驗(yàn)的名稱為“使用顯微鏡觀察細(xì)胞”，其實(shí)本次實(shí)驗(yàn)的主要探究內(nèi)容就是顯微鏡的具體使用方法。因此，教師要組織高中生首先對顯微鏡的使用方法進(jìn)行理論學(xué)習(xí)。例如，第一，怎樣計(jì)算顯微鏡的放大倍數(shù)？第二，怎樣理解顯微鏡放大倍數(shù)的實(shí)質(zhì)？第三，怎樣使用高倍顯微鏡？第四，顯微鏡的使用步驟是什么？第五，怎樣調(diào)節(jié)光圈獲得適宜亮度？第六，怎樣調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋而獲得較清楚的觀察效果？第七，為什么先用低倍鏡觀察物體，且將物體移至視野中心后再使用高倍鏡？高中生就會(huì)在上述實(shí)驗(yàn)操作問題的導(dǎo)引下一點(diǎn)點(diǎn)地進(jìn)行理論知識的積累活動(dòng)，以此幫助高中生先從理論層面掌握“使用顯微鏡觀察細(xì)胞”的主要內(nèi)容，初步掌握“使用顯微鏡觀察細(xì)胞”的大體內(nèi)容，從而幫助高中生擁有了進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)認(rèn)知的良好開端。

因此，文本信息是“理論版”的生物實(shí)驗(yàn)信息，是高中生進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)前必不可少的信息儲(chǔ)備過程，能夠幫助高中生從理論知識的層面預(yù)先了解生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的大體內(nèi)容、具體過程、操作活動(dòng)、注意事項(xiàng)以及知識指向，因而是高中生進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的理論知識積累過程。

（二）借助電子白板掌握實(shí)驗(yàn)過程

高中生掌握有關(guān)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本知識以后，就做好了充足的理論知識與文本信息的儲(chǔ)備活動(dòng)，擁有了初步進(jìn)行實(shí)驗(yàn)認(rèn)知的啟動(dòng)條件。因此，教師可以組織高中生借助電子白板將生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的詳細(xì)過程“盡收眼底”，借助視頻版的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程幫助高中生切實(shí)掌握實(shí)驗(yàn)過程中方方面面的細(xì)小問題。這樣，高中生就借助教師提供的視頻版實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息全面地掌握了淺層次的實(shí)驗(yàn)要領(lǐng)和注意事項(xiàng)，有效推動(dòng)了高中生對實(shí)驗(yàn)教學(xué)的認(rèn)知，在頭腦中初步形成實(shí)驗(yàn)過程。

例如，在人教版必修一第四章第一節(jié)《檢測細(xì)胞膜的流動(dòng)性》的課堂教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)“檢測細(xì)胞膜的流動(dòng)性”具有非常高的操作難度，稍有不慎很容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。因此，教師可以讓高中生先收看視頻版“檢測細(xì)胞膜的流動(dòng)性”的實(shí)驗(yàn)過程，讓高中生先從視頻信息中了解實(shí)驗(yàn)材料的選擇與保存以及實(shí)驗(yàn)用具的具體名稱和擺放位置。高中生還要從視頻信息中清清楚楚地掌握“檢測細(xì)胞膜的流動(dòng)性”實(shí)驗(yàn)的全過程，為將來自己的實(shí)驗(yàn)操作積累足夠多的實(shí)踐信息和操作經(jīng)驗(yàn)。在“檢測細(xì)胞膜的流動(dòng)性”視頻中，高中生要注意如何使用吸管吸取一點(diǎn)紅細(xì)胞稀釋液并制作成臨時(shí)裝片。高中生還要注意在高倍鏡下如何加注一點(diǎn)蒸餾水，然后在蒸餾水的另一側(cè)對應(yīng)位置上用吸水紙進(jìn)行精準(zhǔn)而小心的吸水活動(dòng)。因?yàn)橐坏⒓t細(xì)胞吸走，該實(shí)驗(yàn)就會(huì)造成失敗。高中生更要仔細(xì)觀察紅細(xì)胞的具體變化，因?yàn)榧t細(xì)胞的一邊有水，處于濕潤狀態(tài)，而另一側(cè)沒水，處于干燥狀態(tài)之中。這時(shí)，高中生就會(huì)在視頻中看到紅細(xì)胞開始吸水，吸足水后體積變大，并在干燥沒水的一側(cè)發(fā)生細(xì)胞膜破裂。

因此，高中生在電子白板的支持下能夠?qū)ⅰ皺z測細(xì)胞膜的流動(dòng)性”的實(shí)驗(yàn)過程看得清清楚楚、學(xué)得明明白白，因而能夠在視頻信息的幫助下獲得高質(zhì)量的認(rèn)知收獲。實(shí)驗(yàn)視頻雖然無法與真正的實(shí)驗(yàn)教學(xué)媲美，卻擁有自己非常獨(dú)特的教育價(jià)值，能夠?yàn)楦咧猩峁┓浅１憬莞咝?、真?shí)可信、直觀具體的視頻版實(shí)驗(yàn)過程，自然成為教師引領(lǐng)高中生進(jìn)行高效化實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必選活動(dòng)。

（三）借助合作探究整合實(shí)驗(yàn)信息

視頻版生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠幫助高中生借助個(gè)人的主觀能動(dòng)性和生命發(fā)展?jié)撃軐ι飳?shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行了初步感知與主觀想象，教師還需要借助高中生群體的集體智慧和團(tuán)隊(duì)合力再次對于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行課堂討論。高中生能夠在課堂討論中進(jìn)行高頻率、高密度、高質(zhì)量、高效率的信息交流、認(rèn)知交流與實(shí)驗(yàn)交流，在合作探究中將個(gè)人的觀察結(jié)果、推理過程、主觀猜測和知識論證一一表述出來，因而能夠借助高中生的集體智慧與整體實(shí)力為生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)做好最充分的準(zhǔn)備。

例如，在人教版必修一第三章第二節(jié)《使用高倍鏡觀察葉綠體》的課堂教學(xué)過程中，為了確保高中生進(jìn)行“使用高倍鏡觀察葉綠體”這一實(shí)驗(yàn)走向成功，教師可以讓高中生先收看視頻版“使用高倍鏡觀察葉綠體”的實(shí)驗(yàn)過程，然后再讓高中生針對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行再討論、再探究和再完善，以求高中生積累下最全面的實(shí)驗(yàn)信息，為真正的主體實(shí)驗(yàn)走向成功提供強(qiáng)有力的信息保障。為此，教師可以為高中生提供一些課堂討論的重點(diǎn)話題引導(dǎo)高中生的合作探究。如，第一，為什么在實(shí)驗(yàn)中選用苔蘚類的葉片觀察葉綠體，效果較好？第二，為什么臨時(shí)裝片中要始終保持濕潤狀態(tài)？這樣，高中生就會(huì)在預(yù)設(shè)問題的導(dǎo)引下開展針對性較強(qiáng)的合作探究，為“使用高倍鏡觀察葉綠體”實(shí)驗(yàn)積累更多實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

因此，高中生立足課堂討論借助關(guān)于“使用高倍鏡觀察葉綠體”的文本信息以及視頻信息對實(shí)驗(yàn)過程、儀器選擇、操作方法以及基本內(nèi)容進(jìn)行多維探究與合作交流，實(shí)現(xiàn)文本信息、視頻信息、主觀推測、科學(xué)想象的多維融合，也借此立足理論層面有效提升了高中生在信息整合能力、過程設(shè)計(jì)能力、實(shí)際操作能力等方面的信息儲(chǔ)備，從而為生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)做好了最充分的理論儲(chǔ)備。

（四）借助主體操作完成實(shí)驗(yàn)過程

高中生歷經(jīng)理論版實(shí)驗(yàn)、視頻版實(shí)驗(yàn)和討論版實(shí)驗(yàn)的信息整合積累，為高中生的生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)做好了充分的理論準(zhǔn)備，因而真真正正的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)就水到渠成了。因此，教師要科學(xué)引導(dǎo)自信滿滿的高中生實(shí)施生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，而且還是高中生的積極參與、親自動(dòng)手、合作探究的主體實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。由于在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中教師關(guān)注的范圍有限，因而準(zhǔn)備充分的高中生在獲得較少教師關(guān)注與實(shí)時(shí)幫助的情況下也能夠高質(zhì)量地完成生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，體現(xiàn)出實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效性。

例如，在人教版必修一第四章第三節(jié)《觀察植物細(xì)胞吸水和失水》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，當(dāng)高中生完成了顯微鏡的理論學(xué)習(xí)以后，再讓高中生收看了視頻版的“觀察植物細(xì)胞吸水和脫水”實(shí)驗(yàn)過程，然后又讓高中生針對實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)進(jìn)行課堂討論，又一次借助高中生之間的合作探究重新認(rèn)識了實(shí)驗(yàn)過程。因此，當(dāng)高中生真正動(dòng)手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，他們就會(huì)很容易地明白自己的核心任務(wù)就是要觀察液體的不同濃度對“植物細(xì)胞”產(chǎn)生的直接影響，以此深度探究植物細(xì)胞中滲透系統(tǒng)的有機(jī)組成結(jié)構(gòu)和實(shí)際運(yùn)用。這樣，高中生在循序漸進(jìn)的精心準(zhǔn)備后能夠得心應(yīng)手地完成實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。如，高中生需要在顯微鏡下確定植物細(xì)胞中“液泡”的位置，并觀察“液泡”的大小以及顏色，然后，在“液泡”的一側(cè)進(jìn)行加注清水實(shí)驗(yàn)，觀察“液泡”在清水滋潤下的體積是否變大。再如，高中生將兩三粒精鹽輕輕地撒在“液泡”上，不要弄破“液泡”，然后觀察“液泡”在精鹽的刺激下體積方面是否有變化。

因此，高中生能夠在“觀察植物細(xì)胞吸水和失水”的主體操作中親自感知了顯微鏡的使用方法、細(xì)胞標(biāo)本的制作方法以及實(shí)驗(yàn)過程中的注意事項(xiàng)等，因而能夠親眼看到植物細(xì)胞對于周圍液體環(huán)境中不同濃度的“吸水過程”或“失水過程”，能夠更好地理解教材內(nèi)容中的文本信息與知識脈絡(luò)。

（五）借助操作報(bào)告完成實(shí)驗(yàn)總結(jié)

教師設(shè)計(jì)、組織與完成生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是一個(gè)非常煩瑣的體系工程，因而教師不僅要讓高中生做好充足的理論儲(chǔ)備與信息積累活動(dòng)，為主體實(shí)驗(yàn)活動(dòng)做好最全面的準(zhǔn)備工作，還要在主體實(shí)驗(yàn)以后進(jìn)行操作報(bào)告活動(dòng)。高中生能夠在實(shí)驗(yàn)操作報(bào)告中將個(gè)人的所見、所感、所想、所得都一一整理成文字材料，并在課堂交流過程中與教師、同學(xué)一起交流、再次探究、深度學(xué)習(xí)。因此，實(shí)驗(yàn)操作報(bào)告活動(dòng)能夠有效強(qiáng)化高中生對實(shí)驗(yàn)過程的再探究，切實(shí)提升高中生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)效果。

例如，在人教版必修一第二章第四節(jié)《檢測細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，高中生能夠?qū)⒆约涸趯?shí)驗(yàn)過程中的認(rèn)知收獲一一記錄下來，并進(jìn)行班級交流或小組交流，以此達(dá)到高中生群體內(nèi)的信息整合與互助成長。如，高中生可以將斐林試劑鑒定“糖”時(shí)的顏色變化記錄下來，由藍(lán)色變?yōu)楹稚?，最后是磚紅色。再如，高中生可以將自己在40 度左右用蘇丹染料對“脂肪”的染色效果情況記錄下來，并與教師、同學(xué)在課堂上進(jìn)行交流以及再探究。

四、結(jié)束語

教師是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究者、設(shè)計(jì)者和實(shí)施者。因此，教師以生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)為教科研內(nèi)容，積極探索生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效策略，并借助文本信息進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、借助電子白板掌握實(shí)驗(yàn)過程、借助合作探究整合實(shí)驗(yàn)信息、借助主體操作完成實(shí)驗(yàn)過程、借助操作報(bào)告完成實(shí)驗(yàn)總結(jié)等五大方法進(jìn)行有益嘗試，力求為高中生的知識積累和能力發(fā)展創(chuàng)設(shè)一個(gè)有條不紊、循序漸進(jìn)的科學(xué)發(fā)展過程，切實(shí)提升高中生的理論儲(chǔ)備與實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)，助力高中生的早日成才。