高中生物实验教学方法研究

郑颖莹

（福建省厦门市同安实验中学，福建厦门 361100）

引 言

实验是高中生物教学中不可或缺的一部分，也是培养学生生物探究素养、生命认知能力的关键。但是，由于生物实验具有严谨性、复杂性，因此，教师只有不断优化生物实验教学方法，才能在提高学生学习兴趣的同时，提高生物实验教学的有效性。

一、创新高中生物实验教学基本步骤

传统的高中生物实验教学步骤一般是提出问题、设计实验、实施实验、得出结论。这样的实验教学顺序限制了学生的思维发展，没有从学生学习特点出发，不利于学生创新能力与创造能力的发展。基于此，创新高中生物实验教学步骤就显得十分必要[1]。创新实验教学步骤要充分体现学生的主体地位，摒弃过去以教师为主体的思路，实验教学中要体现学生想学什么、想要如何学习的特性。学生学习是意义建构的过程。因此，教师从过去的主导者变成了引导者，要带领学生推导、分析和探究实验现象，组织学生进行理论引用与结论总结，实验评估要贯穿始终。创新生物实验教学步骤，基本以如下三个问题为依据：（1）学生想学什么？（2）学生现阶段处于怎样的学习位置？（3）学生如何才能够领会到教师的期待？

多媒体作为辅助生物实验教学的技术类型，在实验教学步骤创新中发挥着不可替代的作用。教师可以利用多媒体，将实验步骤改为六个部分：情境—小组—桥梁—任务—展示—反思。生物实验教学过程中可以循环使用这六个部分，并且在这六个部分中融入实验目的、实验原理、实验材料、实验器材、步骤、结论等。随着这六个实验步骤的完成，学生学习目的也将达成。另外，教师要为学生营造积极、安全、和谐的实验氛围。在科学的实验步骤及富有感染力的实验环境中，学生的学习积极性才会更加高涨。

例如，在“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验教学中，教师利用多媒体设备播放图片，为学生创设教学情境，帮助学生结合已有知识、日常积累等快速说出图片中的内容，从而集中学生注意力，完成课堂导入环节。（情境）

接着，教师将学生分为若干小组，组织学生以小组为单位观察图片内容，总结叶绿体、线粒体的特点，以奠定实验教学基础。（小组）

教师利用教学情境，帮助学生复习总结了旧知识，并利用旧知识引发学生知识迁移，引导学生进一步观看多媒体课件，与教师一同学习叶肉细胞中的叶绿体，帮助学生认识到：叶绿体呈绿色，形状为扁平的椭圆形球体或者球体，分散在细胞质中。（桥梁）

完成这部分教学之后，教师鼓励学生以小组为单位使用显微镜观察“叶绿体和线粒体”的形态，并结合观察到的情况，总结出：处于生活状态的线粒体的形态有短棒状、圆球状、线形、哑铃形等。（任务）

各个学习小组完成观察实验、总结结论后，展示结果，与其他小组分享探究学习成果。（展示）

教师与学生一同回顾实验过程，再次强化“用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体”的实验学习成果，帮助学生更好地记忆和理解“叶绿体和线粒体”的形态、特征，并掌握使用高倍显微镜的步骤、方法[2]。（反思）

二、创新高中生物实验教学手段

实验教学手段创新也是高中生物实验教学改革的重要方面。教学手段是传递信息、搭建学生与教师之间桥梁的关键。因此，教师应该不断优化和完善生物实验教学手段。从高中生物教学的发展历程来看，其经历了口头教学、文字书籍、印刷教材、电子视听设备、多媒体网络技术五个发展阶段。现代化教学手段与传统教学手段是相辅相成的，但同时也是相对而言的。传统教学一般包括教科书、粉笔、黑板、挂图等。现代化教学手段则是指各种电教设备，如幻灯片、投影仪、计算机等。这些先进的教学手段将原本复杂的理论知识以更加直观的方式展现出来，整合了声音、光影、图片、文字等内容，有效辅助了生物实验教学，也被称为“电教化教学”或“多媒体教学”。这类实验教学手段能够体现教师的教学意图，凸显学生的学习主体地位和在学习中的价值，促进了时间与空间的交互。现阶段，多媒体教学大部分以PPT 形式呈现，而PPT 则是文字、图形、影像等素材的整合，符合高中生的学习兴趣，可以有效激发学生的实验热情。现阶段，常见的新型实验教学手段包括视频演示、动画模拟、虚拟实验教学平台等。以虚拟实验教学平台为例，这是一种基于现代化教学技术的先进教学手段，借助虚拟现实技术可以为学生构建生动、逼真的学习环境。学生在虚拟环境中感受生物实验内容、理解生物知识，从而加速和巩固学习成果。虚拟实验教学平台依托虚拟现实技术，能够构建各种虚拟实验室，突破了传统实验室教学的桎梏，不仅节约了大量实验成本，还降低了很多实验风险，突破了时间与空间的限制，可以在短短十几分钟或者几十分钟内展示十几年甚至上百年才能够观察到的实验变化过程，大大拓展了高中生物教学的外延和实效[3]。

例如，在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验教学中，为了能够更好地强化学生对实验过程、实验结论的认知和记忆，教师可以在虚拟实验平台将完整的实验过程展示出来，并进行同步讲解。针对学生没有观察清楚的内容，教师可以反复播放。虚拟实验教学平台可以随意播放任意一个实验步骤，重复进行实验讲解和分析，这大大提升了生物实验教学的实效。

完成实验演示之后，教师提出问题：通过观察实验过程，大家发现了什么？得出了什么结论？在教师的讲解、引导，以及直观虚拟演示的基础上，学生可以总结出：土豆中含有淀粉，但是苹果中不含有淀粉；苹果中含有还原糖，但是土豆中没有还原糖。在这个基础上，教师再对糖类鉴定的注意事项、反应原理、实验现象进行详细讲解。

虚拟实验教学平台直观进行演示实验，大大提高了实验教学的趣味性和生物实验教学的现代化水平，同时也避免了各种实验试剂、实验用品的消耗及实验失败等问题，有效提高了学生学习效果与实验教学质量。

三、改革高中生物实验学习方法

生物实验学习方法是学生为了学习目标、学习任务采用的方式和手段的总称[4]。现代化教学时代背景下，高中生物实验学习方法要全面体现学生学习的主体性及个体的差异性，能够将实验教学面向全体学生，并促进学生个性学习的实现。现阶段，有效的高中生物实验学习创新方法，包括自主学习、合作学习、体验学习、探究学习等。

自主学习是学生独立完成学习过程，并能够有意识地进行学习规划、监控与评估[5]。自主学习的核心是提高学生独立发现问题、解决问题的能力，其原则是全面发挥出学生学习的主动性，培养学生的创新精神。

合作学习一般以小组为单位，充分调动一切积极因素，实现学生之间的团结互助、合作学习，凸显团体成绩，其目的是增强学生合作、自主、积极的学习意识，培养学生互助、团结的品质，提高学生个人的责任感，促进学生创新意识与创新能力的发展。

体验学习的关键在于“体验”。教师以学生为中心，通过创设生动的教学情境、构建虚拟教学场景等方式强化学生的实验体验，实现“做中教、做中学、做中求发展”，在体验中提高学生的理解能力、逻辑能力、分析能力、情感思维等。体验学习遵循注重体验、寓教于乐、贴近生活的基本原则，能够大大提高生物实验的教学实效。

探究学习以培养学生的科学探究精神、实践能力、逻辑分析能力为目的。学生结合已有知识发现问题、探究问题、解决问题，最终形成科学观念，掌握科学研究生物实验的方法，大大提高学生的学习能力与实验素养。

例如，教师在给学生讲解“植物细胞的结构与功能”时，为了让学生更好地理解细胞的内容，印象更加深刻，可以组织学生进行实验探究，通过让学生亲自操作实验，探究实验中的问题和现象，强化学生对生物知识的理解和记忆。

教师可将实验步骤及实验中需要注意的事项一一讲述出来，并提出问题：通过实验，如何探究“植物细胞的结构”。

学生要自主进行问题探究与总结[6]。学生先切割一块洋葱表皮，将其放到载玻片上，然后在上面滴入清水，之后盖上盖玻片，将显微镜的目镜和物镜进行调节，其精度都调节无误之后，再将载玻片放到观察台，然后根据情况调整光圈，进行细胞的观察。这样，学生直观地看到植物细胞的结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和细胞核等部分。教师可以顺势指出，细胞膜、细胞质和细胞核总称为原生质体。

通过教师的指导及学生的自主探究，学生对实验过程、实验结论的记忆更加深刻，并且通过亲自操作探究，对细胞的结构和形态会有更好的理解。生物教学中开展实验探究，不仅增强了学生的实践能力，还能够大大提升课堂教学效果。

结 语

生物科学具有一定的抽象性，且生物实验过程中学生学习往往会存在一定困难。高中生物教学改革与优化是现阶段提高生物实验教学质量的关键[7]。教师要结合学生的学习特点和教学目标制订科学的教学计划，并从教学手段、实验教学步骤、学习方法等几个方面进行改革和创新，最大限度发挥出网络信息技术的优势，提高生物实验教学的趣味性，激发学生的学习兴趣，促使学生自主学习探究，回归学生的学习主体地位，最终达到提高实验教学质量、培养学生生物综合素养的目的。