新课程背景下高中生物实验教学存在的问题及应对措施

袁章军

生物实验教学是生物学教学的基本形式之一，是培养学生四种核心素养的重要途径。当前我国高中生物实验教学虽然取得了长足的进步，但与新课程标准和时代发展要求还有较大的差距，存在着实验教学设施设备和时间不足、教师实验教学理念、态度、能力、钻研精神有待转变或提高，学生实验学习态度、相关基础和实验能力需要纠正或提升等问题。针对这些问题我们应该从五个方面进行探究，包括转变教师和学生对实验教学的认识，争取上级领导重视、促进教师加强对实验教学研究，鼓励实验教学创新和经验的积累分享，提高实验教学水平，组织学生开展丰富多彩的课内外实践探究活动，丰富学生的生活常识，提高探索生物奥秘的兴趣和能力，培养实践型和创新型人才。

一、普通高中生物学课程（2017年版）对实验教学的要求

1.加强和完善生物学实验教学

新课程标准所说的“实验教学”是指教师组织学生在生物学实验室和校园内外开展的教学活动，既可以是动手、观察类的实践活动，也可以是以问题解决为特点的探究活动。明确指出实验教学是生物学课程的特点，也是生物学教学的基本形式之一。认为实验教学是促成学生达成生物学学科核心素养的重要支撑。并提出实验教学在新时期还要注意以下几个方面。

（1）实验设计应该多样化。例如，可以采用比较规范的实验仪器设备设计实验，也可以设计低成本、低消耗、低（无）污染的教学实验;可以采用生物材料设计和开展实验，也可以利用电子设备设计、完成模拟性实验;有条件的学校还可以充分利用多媒体、互联网及无线通讯技术进行虚拟实验。应鼓励学生参与设计实验。

（2）在重视定性实验的同时，也应重视定量实验，让学生在量的变化中了解事物的本质。教师应给学生提供机会学习生物学研究中的测量方法，实事求是地记录、整理和分析实验数据，定量表述实验结果等。

（3）要注意实验安全教育。教师应强化安全教育，增强学生自我保护意识。同时，要注意实验室废弃物的妥善处理。

2.提高学生生物实验探究能力

实验探究是高中生物学新课标提出的核心素养之一，要求学生掌握科学探究的思路和方法，形成合作精神，善于从实践的层面探讨或尝试解决现实生活问题，能够针对日常生活和生产中的真实情境，提出清晰的、有价值的、可探究的生命科学问题或生物工程需求，查阅相关资料、设计并实施恰当可行的方案，運用多种方法如实记录，创造性地运用数学方法分析实验结果，并客观分析与评价生物技术产品在生产和生活中的应用所产生的效益和风险;能论证人类的活动对环境产生的影响，阐释生物多样性对生态系统维持、人类生存和发展的重要意义;运用科学术语精确阐明实验结果，善于沟通，开展有效的合作。

二、当今生物实验教学存在的问题

1.实验课程开设存在的问题

（1）普通中学实验室和实验设施设备缺乏或陈旧

在农村普通高中生物实验室不足的现象非常普遍。按2004版新课标实验教材教学要求，普通高中应增设“微生物实验室”，开设“微生物的实验室培养”等实验课，但是由于各种原因，现在大多农村中学没有建设微生物实验室，有关“微生物培养”，“植物组织培养”等实验课都只能纸上谈兵，相关的实验知识只能靠死记硬背，学生动手能力培养无从谈起。除此以外，包括显微镜在内的器材也存在缺乏或陈旧的现象，部分中学甚至连普通的观察类实验和生化类实验课程都不能正常开设。

（2）高一生物课时不足

自2003新课程（实验版）实施以后，生物教学实验的内容增加，而生物课程开设的课时却依然未变，导致教学任务紧张，教师要抓紧时间完成教材理论教学任务，实验教学变成了在课堂上讲实验的纸上谈兵，没有进行实验操作的教学。因此，课时安排不足是高中生物实验教学的主要问题之一。

2.教师在实验教学中存在的问题

（1）教师对学生实验和教师演示实验教学意义认识不足部分教师存在对学生实验和教师演示实验教学能省则省，脱离实验讲实验教学的现象。由于学生实验操作教学，及教师课堂演示实验都必须花大量时间进行准备，且还存在不安全因素，不易维持教学纪律等原因，所以在教师中对实验教学能省则省，用多媒体图片替代实验和生物模型的“视频谈兵”现象普遍，在教学实践中教师演示实验环节越来越少见，很多学生就连DNA模型都没有看过摸过。

（2）教师对实验思想教育价值认识不足

科学探究新课标要求培养的核心素养之一，是培养学生形成实践能力和创新精神的重要途径。部分教师在挖掘生物科学探究教育价值时存在浮于表面，浅尝辄止的现象，对于学生科学探究意识和能力培养大打折扣。如对教材中科学发现历程、科学家的经典实验、课外读等教育价值认识不够，在课堂教学中轻描淡写，一笔带过，或者只要求学生死记硬背。例如，在对学生的问卷调查中发现，很多学生不知道教材中介绍了“DNA指纹技术”，“地质时钟”等知识，也不清楚恩格尔曼在证明光合作用的场所为叶绿体实验中，为什么要选择水绵而不是高等植物作为实验材料等，这说明部分教师没有要求学生认真阅读教材，也没有将实验中充分体现了科学家的智慧的亮点展现出来，对科学家的实验选材、实验设计、结果检测、数据分析等实验环节中的科学方法、精彩设计分析解读不到位，影响了课堂教学效果，降低了生物学科的育人价值。

（3）教师对实验教学研究不够

在教学实际中发现，部分教师实验教学的知识和能力有待提高。某些教师对实验设计中，自变量如何处理和因变量测定指标的确定这些实验常识都存在认识偏差;对于同位素标记，荧光分子标记等生物学基本实验方法也存在原理不清的问题，例如梅塞尔松和斯塔尔证明DNA的半保留复制实验中，使用了15N示踪后能否用自显影检测？鲁宾和卡门在证明光合作用产生的O2全部来自水实验中，为什么要使用质谱仪检测生成的18O2？这是因为15N和18O都是无放射性的同位素，不能使用放射性检测，一些教师钻研不深，讲述不透，影响学生对实验设计的学习效果。2017年高考全国卷Ⅰ的第29题是一道实验设计题，湖南省考生平均得分2.1分（满分10），其他省得分情况也差异不大，这反映出实验教学中存在着较大问题。

3.学生在实验过程中存在的问题

（1）学生严重缺乏生产生活常识

由于家庭社会学校等多方面原因，教育部要求的社会实践活动教学，劳技教学效果不佳，包括部分农村中学在内的中学生中出现了较严重的“五谷不分”现象，很多学生不清楚水稻、小麦、玉米、棉花等常见农作物的基本形态，成为了生活常识严重缺乏的“外星人”，严重影响实验学习的兴趣和效果。

（2）不重视生物实验的学习，尤其是文科志向的学生

部分学生不重视实验，觉得生物实验做与不做意义不大，有的则兴趣不浓，觉得自己做的实验结果还不如图片或录像中清晰，尤其是文科志向学生，他们更喜欢接受现成的结论，而不是通过实验去探索得出的结论。

（3）部分学生实验的知识技能基础差

缺乏生产生活常识，对基本的实验器材使用不熟练，对实验原理理解不透彻，导致学生实验时耗时长，效果差，而且还容易产生学习效果和学习兴趣之间的恶性循环，甚至一些在课堂中表现积极，思维能力较强的学生，在实验室动手操作能力还不及学习成绩较差的学生。

4.教材实验内容存在的问题

2004版新课标（实验）生物教材中实验内容已经进行了较大的改进，丰富了调查类实验，模型类实验等，对实验教学也起到了一定的促进作用，但生物实验还是与其它实验学科如物理、化学，缺少必要的渗透和联系;实验内容还是与学生生活实际的结合不够紧密，如果能使实验内容更贴近真实的生产生活实际，将更容易激发学生学习兴趣，也更符合学生认知规律，更利于促进学生运用多个学科知识对生产生活现象进行综合分析探究;再有，实验教学内容的选择，以及在实验教学评价中，还应该进一步考虑如何提高学生的创新精神和实践能力，培养更多创新人才。

三、应对措施

1.结合新课标和新高考的要求，转变实驗教学理念，端正实验教学的态度。

随着新课程理念在高考中的体现和落实，实验教学存在的问题暴露得越来越突出，近年来高考中加大了对学生实验探究能力的考查，2016年和2017年全国卷Ⅰ的29题都是对学生实验分析或设计能力的考查，尤其是2017年的29题难度大，学生和教师都还不太适应这种新的变化，正是这一种不适应才会促进学校和教师对实验教学的反思，引起教育部门和教师对实验教学进一步重视，从而将生物教学回归到实验学科教学的本真。学校和生物教研组可利用新课程和高考的契机，开展实验教学的教研，让每一位生物教师明确实验教学重要性，尽可能带领学生走进实验室，走出校园，开展学生实验，在课堂教学中更多利用演示实验或教学模型进行直观教学，让学生形成生动深刻的印象。

2.争取上级重视，改进实验硬件，并在高一增设实验活动课。

加强实验教学的比重和力度，是时代的呼唤，是新课程和新高考的要求。改善实验条件、增设实验室、增大实验教学课时是生物教学的发展方向。我们要利用各种机会向上级反映这一情况，尽快解决制约生物实验教学的场地和时间问题。

3.加强实验教学素材的挖掘积累，交流分享实验教学经验。

成功的实验教学不仅仅是培养学生动手实验能力，更是要求学生掌握科学探究的思路和方法，形成合作精神，善于从实践的层面探讨或尝试解决现实生活问题。这就要求实验教学必须渗透到每个生物课堂，引导学生观察生活，养成观察习惯，培养发现问题，分析问题，解决实际问题的能力，所以教师要达到良好实验教学效果，必须加强实验教学素材的挖掘积累，从大量课内外的教材和文献、最新的生物科学发展中搜集实验教学素材，并且交流分享。

4.加强实验创新，加强跨学科实验教学整合，提升教师实验教学水平和实验教学效率。

新课程要求学生能够从生活中发现问题，找出规律，并解决问题。日新月异的生活中产生的问题有些也是崭新的，而且生活实际中问题往往不是只涉及某一学科。例如：“细胞癌变发病率增大的原因调查”，“新型洗涤剂对人体健康和环境影响的研究”等，都既是新出现的问题又是需要综合多学科知识才能分析解决的问题。所以加强实验创新，加强跨学科实验研究，尤其是与物理、化学、自然地理相结合，既是解决生活实际问题的现实需要，也是培养学生科学系统的实验思想，完成新时期实验教学新任务的需要。

5.组织学生开展课外实验小组活动。

科学知识都是源于生产、生活、科研实践，最终目的也是运用于生产生活实际，组织成立学科兴趣小组，利用学校科协、社团等平台，开展科学实验、生活现象观察分析、动植物调查、疾病调查、生态调查等活动，能密切学生与生产生活联系，激发学生进行实验的兴趣，培养正确的实验学习观，使学习更生动。认真组织学生开展课外兴趣活动，对于帮助学生构建生动深刻知识体系，提高解决生活实际问题能力，培养创新精神和实践能力都具有重要作用。

（作者单位：浏阳市第一中学）