初探提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)有效性策略

摘 要：在高中階段，實(shí)驗(yàn)課程對(duì)于培育學(xué)生的科研文化素養(yǎng)、提升其實(shí)驗(yàn)技能、培養(yǎng)其科學(xué)思維與創(chuàng)造力有重要的作用。教師需要?jiǎng)?chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣。闡述高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，分析目前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題，探討優(yōu)化高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略。

關(guān)鍵詞：高中生物；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；研究策略

作者簡(jiǎn)介：金奎（1978—），男，江蘇省漣水中學(xué)。

在高中階段，實(shí)驗(yàn)教學(xué)非常重要，通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我們不僅能夠讓學(xué)生更好地掌握相應(yīng)的理論知識(shí)，還能鍛煉他們的實(shí)踐操作技巧，培養(yǎng)他們的科學(xué)思維與創(chuàng)造力。然而，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式還存在一些問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一、教學(xué)方法單一等，難以滿足學(xué)生的多樣化需求。因此，我們需要探索和創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，以提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。

一、高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性

（一）激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)能有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)際操作。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是一種有效的教學(xué)方式，它能夠幫助學(xué)生深入理解生物學(xué)的基本原理，激發(fā)他們對(duì)生物學(xué)的興趣。在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，愿意主動(dòng)地進(jìn)行探索。當(dāng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生興趣并積極參與其中時(shí)，他們的學(xué)習(xí)效果會(huì)更好，對(duì)知識(shí)的記憶和理解也會(huì)更加深刻［1］。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實(shí)踐能力

新課改注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新思維，要求學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)運(yùn)用科學(xué)思維和方法的能力［2］。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析，提高他們的科學(xué)素養(yǎng)和批判性思維能力。在生物實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要進(jìn)行實(shí)際操作和實(shí)踐探索，這能培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力和解決問(wèn)題的能力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生能夠從實(shí)踐中學(xué)到知識(shí)，同時(shí)能更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)。

（三）培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)

高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神和創(chuàng)新意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要與同學(xué)合作，共同解決問(wèn)題和完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。通過(guò)團(tuán)隊(duì)合作學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠培養(yǎng)溝通交流、團(tuán)結(jié)協(xié)作的能力。此外，在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生需要思考和解決問(wèn)題，提出創(chuàng)新的實(shí)驗(yàn)方法和解決方案，這能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和解決問(wèn)題的能力，為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。

二、高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問(wèn)題

（一）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一

目前，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一的問(wèn)題。在實(shí)際教學(xué)中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)相同或類似的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，缺乏多樣性和創(chuàng)新性。在這種情況下，學(xué)生容易對(duì)生物學(xué)習(xí)產(chǎn)生厭倦感，對(duì)生物實(shí)驗(yàn)探究失去興趣。同時(shí)，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單一也限制了學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的全面理解，阻礙了學(xué)生知識(shí)應(yīng)用能力的提升。

（二）實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不足

目前，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備不足的問(wèn)題。在一些學(xué)校，實(shí)驗(yàn)室儀器設(shè)備較為老舊或不齊全，無(wú)法滿足學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的需求，導(dǎo)致學(xué)生無(wú)法參與實(shí)驗(yàn)操作，這樣難以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和科學(xué)思維。此外，這一問(wèn)題也影響了相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。

（三）實(shí)驗(yàn)過(guò)程缺乏互動(dòng)和交流

目前，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在實(shí)驗(yàn)過(guò)程缺乏互動(dòng)和交流的問(wèn)題。在一些實(shí)驗(yàn)課堂中，學(xué)生只是按照指示進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，缺乏有效的思考和討論。在這種情況下，學(xué)生的參與度不高，無(wú)法積極地發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，也不能深入理解相關(guān)實(shí)驗(yàn)知識(shí)、認(rèn)識(shí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，這會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力與數(shù)據(jù)處理能力的提升。

三、優(yōu)化高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

（一）豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

優(yōu)化高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略之一是豐富實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。教師可以引入新穎的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)涉及多種生物學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技巧。豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容能夠激發(fā)學(xué)生的興趣，讓他們?cè)趯?shí)驗(yàn)中感受到生物學(xué)的廣度和深度，同時(shí)可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和問(wèn)題解決能力，提高他們的實(shí)踐能力和科學(xué)素養(yǎng)。

“檢測(cè)海洋生物組織中的糖類、油脂和蛋白質(zhì)”課程主要探討三種重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：糖類、脂肪、蛋白質(zhì)。學(xué)生充分了解這三種重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的相關(guān)知識(shí)，能在實(shí)驗(yàn)中更好地理解相關(guān)的實(shí)驗(yàn)原理以及檢測(cè)這些物質(zhì)的意義。在教學(xué)中，教師可以設(shè)計(jì)豐富的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，具體如下。首先，教師可以設(shè)計(jì)檢測(cè)生物組織中糖類的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解生物組織中糖類的分布情況及含量。此外，學(xué)生還可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較，深入研究不同生物組織中糖類的分布特征。其次，教師可以設(shè)計(jì)檢測(cè)生物組織中脂肪的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)比色法或熒光法來(lái)檢測(cè)生物組織中的脂肪。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以了解到不同生物組織中脂肪分布的差異，探究脂肪的功能和作用。最后，教師可以設(shè)計(jì)檢測(cè)生物組織中蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生使用相應(yīng)的試劑提取蛋白質(zhì)，然后通過(guò)比色法或電泳法等檢測(cè)生物組織中的蛋白質(zhì)。學(xué)生可以在實(shí)驗(yàn)中比較不同生物組織中蛋白質(zhì)的含量和種類，了解蛋白質(zhì)在生物體中的重要作用。通過(guò)多樣化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)生可以更加深入地了解和應(yīng)用糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的相關(guān)知識(shí)。多樣化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)參與度，優(yōu)化高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

（二）增加或更新實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

學(xué)校和教師應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的更新和維護(hù)，確保儀器設(shè)備的正常運(yùn)行。充足和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備能夠提供更好的實(shí)驗(yàn)條件，讓學(xué)生充分參與到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，獲得更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過(guò)實(shí)際操作，學(xué)生可以更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)踐能力和科學(xué)思維［3］。

“植物細(xì)胞的吸水和失水”課程主要探討植物細(xì)胞吸水和失水的過(guò)程與原理。教師可以設(shè)計(jì)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生探究植物細(xì)胞的吸水和失水過(guò)程。具體實(shí)驗(yàn)如下：首先，將馬鈴薯切成薄片，并稱量它們的質(zhì)量；然后，將馬鈴薯薄片分別放置在水和濃鹽溶液中，觀察一段時(shí)間后再次稱量它們的質(zhì)量。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，我們雖然可以使用傳統(tǒng)的天平來(lái)稱量馬鈴薯薄片的質(zhì)量，但是如果我們用電子天平來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么我們就能獲得更精確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，也能更好地觀察和記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。此外，學(xué)生還可以使用顯微鏡來(lái)觀察實(shí)驗(yàn)中細(xì)胞的變化。通過(guò)顯微鏡，學(xué)生可以更清晰地觀察到馬鈴薯薄片中細(xì)胞的形態(tài)和結(jié)構(gòu)的變化。這種觀察可以幫助學(xué)生更好地理解植物細(xì)胞的吸水和失水過(guò)程。通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備，學(xué)生可以更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)記錄。高精度的電子天平可以提供準(zhǔn)確的質(zhì)量數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生觀察和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果；顯微鏡可以讓學(xué)生更清晰地觀察圖像，使學(xué)生直觀地了解細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化。這些實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備可以為學(xué)生提供更準(zhǔn)確、更可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提升他們的數(shù)據(jù)分析能力。

（三）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)也是優(yōu)化高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略。除了關(guān)注實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，教師還應(yīng)該注重對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的表現(xiàn)及其實(shí)驗(yàn)思維進(jìn)行評(píng)價(jià)。教師應(yīng)從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性、數(shù)據(jù)的分析能力、問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和解決能力等方面對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行綜合評(píng)估，教師可以更準(zhǔn)確地了解他們的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)思維能力。

以“綠葉中色素的提取和分離”實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，在理論知識(shí)方面，學(xué)生應(yīng)該熟悉綠葉中色素的類型、功能和提取方法。教師可以通過(guò)課堂講解和實(shí)驗(yàn)講解相結(jié)合的方式，向?qū)W生介紹葉綠素、類胡蘿卜素等色素的作用，并解釋提取色素的原理和方法，從而讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的原理和意義。在實(shí)驗(yàn)操作方面，學(xué)生應(yīng)該熟練掌握色素的提取和分離方法。教師可以提供詳細(xì)的操作步驟和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生正確使用提取液、萃取物、溶劑等實(shí)驗(yàn)材料，進(jìn)行樣品的準(zhǔn)備、攪拌、過(guò)濾、冷卻等操作。同時(shí)，教師還應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生注意對(duì)溫度、pH值等實(shí)驗(yàn)條件的控制。通過(guò)實(shí)際操作，學(xué)生可以體驗(yàn)提取色素的過(guò)程，加深對(duì)實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)的理解。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)方面，教師應(yīng)該從多個(gè)維度綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)，對(duì)其進(jìn)行全面的評(píng)估。此外，教師還可以讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和討論，比較不同實(shí)驗(yàn)條件下色素的提取效果，并提出改進(jìn)的建議。這樣一來(lái)，學(xué)生便能結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論知識(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖表繪制，準(zhǔn)確地呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，闡述相應(yīng)的科學(xué)依據(jù)。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中，學(xué)生要根據(jù)理論知識(shí)，解釋不同顏色的提取液中含有的色素種類和濃度差異，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制出“吸光度—波長(zhǎng)曲線圖”，定性和定量地分析色素的組成和含量，同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論，比較不同提取方法的效果，提出優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案的建議。教師通過(guò)這樣系統(tǒng)的課程教學(xué)，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)價(jià)，不僅能讓學(xué)生掌握基本的理論知識(shí)，還能讓他們熟練掌握實(shí)驗(yàn)操作技能，提升他們的科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)他們的科學(xué)思維，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造力。

（四）提供實(shí)驗(yàn)拓展課題

教師可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和能力，提供相關(guān)的實(shí)驗(yàn)拓展活動(dòng)或課題。通過(guò)實(shí)驗(yàn)拓展活動(dòng)或課題，學(xué)生可以進(jìn)一步探索和研究相關(guān)的生物學(xué)問(wèn)題，開闊知識(shí)視野，培養(yǎng)批判性思維和自主探索能力，為自身未來(lái)的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

在“酵母菌細(xì)胞呼吸方式”的課堂上，學(xué)生要深入了解酵母菌的呼吸機(jī)制，掌握相應(yīng)的原理。在本課中，學(xué)生要進(jìn)行一系列的實(shí)驗(yàn)，如研究酵母菌在各種環(huán)境中的呼吸行為，分析它們進(jìn)行的是有氧呼吸還是無(wú)氧呼吸等。有氧呼吸是指在氧氣充足的條件下，細(xì)胞經(jīng)過(guò)三步反應(yīng)將葡萄糖完全氧化分解產(chǎn)生能量的過(guò)程；而無(wú)氧呼吸是指在氧氣不足的條件下，葡萄糖不完全氧化分解產(chǎn)生能量的過(guò)程。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，學(xué)生可以深入分析酵母菌細(xì)胞呼吸的特點(diǎn)和影響因素。例如，學(xué)生可以比較在正常氧氣濃度和低氧氣濃度下酵母菌細(xì)胞的呼吸狀態(tài)，并觀察對(duì)比實(shí)驗(yàn)中的發(fā)酵作用。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中學(xué)生可以發(fā)現(xiàn)，酵母菌在正常氧氣濃度下呼吸活性較高，而在低氧氣濃度下呼吸活性較低，并且會(huì)出現(xiàn)明顯的發(fā)酵作用。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生便能認(rèn)識(shí)到氧氣是酵母菌進(jìn)行細(xì)胞呼吸的重要物質(zhì)，同時(shí)明白酵母菌呼吸方式的轉(zhuǎn)變是一種適應(yīng)環(huán)境變化的生存方式。在進(jìn)一步學(xué)習(xí)理論知識(shí)后，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究酵母菌細(xì)胞呼吸的機(jī)制和調(diào)控因素，探索酵母菌有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的過(guò)程，了解兩種呼吸方式的特點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以在不同氧氣濃度中培養(yǎng)酵母菌，并測(cè)量不同條件下酵母菌的呼吸活性和酵母菌的生長(zhǎng)情況。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生可以進(jìn)一步探討為什么酵母菌會(huì)運(yùn)用不同的呼吸方式，并解釋發(fā)酵作用在低氧條件下的生理意義。在上述教學(xué)中，教師為學(xué)生提供了實(shí)驗(yàn)拓展課題，讓學(xué)生深入研究了酵母菌的呼吸行為，這不僅能幫助學(xué)生更好地掌握相關(guān)的實(shí)驗(yàn)操作技巧，還能讓他們更加全面地了解相應(yīng)的原理，培養(yǎng)他們的科研意識(shí)與綜合素質(zhì)。

結(jié)語(yǔ)

優(yōu)化高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展有重要意義，能提升學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技巧，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神，激發(fā)他們對(duì)生物學(xué)知識(shí)的探究興趣，為他們未來(lái)的學(xué)習(xí)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。為了更好地培養(yǎng)學(xué)生，高中生物教師必須不斷豐富實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，完善實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，運(yùn)用多樣的教學(xué)方法，從而有效激發(fā)學(xué)生的探究興趣，培養(yǎng)他們的探究能力、科研素養(yǎng)和創(chuàng)造精神。

［參考文獻(xiàn)］

郭晶，易國(guó)棟.5E教學(xué)模式，推動(dòng)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)［J］.課堂內(nèi)外（高中版），2023（23）：72-73.

梅崇天.聚焦新高考背景的高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新［J］.中學(xué)科技，2023（11）：35-37.

吳綠芙.高中生物教學(xué)中學(xué)生思維能力的培養(yǎng)［J］.學(xué)園，2023，16（36）：75-77.