基于新课改下高中生物实验教学优化策略探究

张传华

随着社会的快速发展变化，如何培养具有优秀综合素养的可持续发展的人才是教育的主要目标。新课程标准的实施是基于现代社会发展下国家对人才的基本要求提出的，因此高中教师要不断提高自身的专业素养，将新课改理念培育有机地融合在生物课堂中，引导学生积极参与课堂，打造学生核心素养培育模式。新课改下高中生物教学具体而言，教师需要通过课堂教学，帮助学生建立学科知识的储备，形成一定的逻辑认知、具备学科分析能力的同时，能够站在学科的角度联系现实，并树立积极正确的世界观、人生观和价值观。新课改下的内容通过生物学科的实验教学方式显然是非常合适的，实验教学充分地应用了生物学科的实践性，能够给教师提供机会将素养培育融入课堂教学过程中，非常有利于高中生的全面发展。让高中生物实验教学的内容与新课程标准相符是教师在授课中需要重点关注的问题。

一、 高中生物实验教学概述

实验课是生物教学过程中必不可少的重要环节，通过实验学生能够亲自体验、领悟相关科学方法，培养动手水平及探究精神。在高中生物实验教学过程中，我们经常发现学生只重视实验结果，不重视分析结果。造成这种现象的原因，主要是学生对实验的根本目的缺乏深刻的理解，不懂得如何分析实验、没有掌握实验分析的一般方法。生物课程实验是培养学生探究能力的良好基础，也是培养学生动手能力的最基本、最有效的方法。

二、 当前高中生物实验教学存在的问题

高中生物教学中存在的一些问题导致部分高中生物课堂的教学效率一直不高，达不到预期的生物教学目标，学生在课堂上一旦听不懂一些原理、变化过程就会导致题目不会做，甚至出现连题干都读不懂的现象，长此以往，学生就会对生物这门学科产生抵触心理，恶性循环下去，高中生物课堂效率永远得不到提高。

(一)教师对开展实验课程认识不足

多数教师认为开展生物实验教学非常有意义，但是，呈现出随着年龄增加觉得生物教学实验开展非常有意义的人数占比下降，教龄长及年龄大的教师会认为开设实验教学意义不大，实际教学中存在生物课时不够，考试多课程紧张，操作难度较大，因此教师选择不做实验而是在生物课堂上讲授实验，而年轻教师普遍认为实验开设意义重大，认为实验能帮助学生应对考试，深化理论知识理解，这种观念与我国应试教育的现状相符。

(二)实验课程教学方式单一

大多数教师在实验课程的教学中注重讲解，强调实验目的、步骤、结果及注意事项，甚至会在讲解的过程中将探究性实验转化为验证性实验，提前告知实验结果和结论，扑灭学生探究性思维的火焰，这种教学模式需要改变。虽然大多数教师使用的是多媒体设备，但他们只是想把自己的实验想法展示给学生，让学生一步一步地操作，很难激发学生动手实验的兴趣。学生积极性不高，不注重学生科学思维和探究能力的培养。总的来说，传统的教学方法占绝大多数，因此要改变传统的教学观念，鼓励学生动手操作，积极思考，自发探索。

(三)教材把握不准确

教师在教学过程中应当准确把握教材编写的内容，然而在传统教学中，教师更注重学生的考试成绩，选择性地只讲考试经常考到的知识点，对一些不常考到的内容只是略过甚至不讲，让学生自己看课本。这对学生掌握生物这门学科是十分不利的，学生不能系统完整地学习生物知识，很多原理只是一知半解，或许短期内成绩是有所提高的，但从长远来看，却是弊大于利。教师应该全面把握教材内容，不但要把教材上的重难点讲清楚、讲明白，还要让学生建立完整的生物体系，从细胞到细胞的分化、从基因到遗传体系等，让学生对教材有全面清晰的认知。

三、 基于新课改的高中生物实验教学优化策略

新课改下，核心素养的发展在当前的教育改革背景下，已经成为各个学校的教学聚焦点。生物学作为一门实践性极强的学科，非常有利于推动高中生在本阶段的创新思维、实践能力及科学认知，对学生未来在跨学科领域探索研究提供了重要的基础。实验教学作为高中生物教学的重要组成部分，可以使学生在核心素养的各个方面得到极大的发展，基于这个优势，教师要遵循教育改革的理念，坚持构建以学生为主体的实验教学课堂。全面了解学生的学习能力和发展诉求，不断进行实验内容和教学方式的创新，积极推动探究性实验课堂的构建，帮助学生发展基于生物学科的核心素养，实现高中生能力、思维和素质的全面提升，最终培育出现代社会需要的素质型人才。

(一)注重丰富实验探究的目的和内容

新课改背景下对实验活动探究不能仅仅立足于是否能够落实这一方面，而是应该更多地去考虑，在实验探究活动当中应该通过哪些方法促进学生创新能力、科学精神、自主能力等多样化能力的培养。因此优化高中实验探究活动的目的和内容，是培养学生核心素养的关键手段。比如说在教师引导学生开展“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”这一生物实验的时候，主要目的是让学生初步学会探索酶催化特定化学反应的方法、探索淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。落实实验活动，确保每一个学生在实验开展的过程当中，都能够亲身操作和实践。然后还要更多地去思考，如何让学生在实验操作的过程当中培养科学精神。比如，日常生活当中含有淀粉的物质非常多，那么教师就可以向学生设置这样的问题：你能够想到哪些物质来提取淀粉?这样学生所思考的问题就不仅仅是如何落实这一个实验操作，而扩展到了如何结合自己的实际生活来进行一些实验物质的获取。为了培养学生的独立意识，教师在学生开展实验的时候，发现学生的实验走入了误区，出现的现象和实验本身不符的时候，不要立刻给予学生帮助，而是可以叫停其他学生的实验，让学生共同展开讨论分析错误学生存在的主要问题，然后再引导这些学生去进行逐步解决。通过这样的方法就能够进一步优化高中实验探究活动的内容，更多地去培养学生多元化的能力，真正落实学生生物核心素养培养的目的。

(二)实施开放性授课方式，激发学生创新思维

在中国基础教育飞速发展的大环境下，传统式的生物授课方式因为死板性强、课堂活跃度低已经不能吸引学生的目光，所以转换授课方式、紧紧抓住学生学习积极性是缓解现阶段生物课堂教学情况的必要条件，当中应用开放性的授课方式是笔者在探索生物教学环节中发现的一个非常切实可行的教学策略。开放性授课方式指的是老师的课堂教学场地并不单单只是拘泥于老师，课程内容与授课方式也并不受教材内容的局限，反而是以一类动态化的、开放式的教学策略将生物知识以不一样的形式教授给学生，让学生得到从不一样的视角来体会生物学习的风采。例如，在学习苏教版高中生物必修三第三章中《生物群落的构成》具体内容时，因为各种生物相互间存在着的个体差异是非常大的，而大自然中的生物千千万万，假如只规定学生对大自然中的某些生物开展仔细观察，那学生所学习的知识层面又过度狭小，不过假如一味地给学生安排很多的生物观测作业，学生又难以有效地成功完成，在这个前提下教师便可以借助开放性的授课方式，让学生依据自己的现实条件来进行仔细观察，可以是生活中处处触碰的生物，还可以是自己非常喜爱或有兴趣的生物，如此开放式的学习课题不仅可以极大地提高学生的学习积极性，并且还能大大提高学生的学习主动性，使学生可以携带极度的热忱加入生物课程实践中，为了使学生可以更好地懂得如何正确地观测生物，教师可以找时间亲自携带学生到生态公园等这些植被覆盖率较高的地区，挑一两种较为传统的生物进行观测，引导学生合理地观测流程和记载观测结论，如此学生便能学习到观测生物的合理方式，由此为将来实现教师安排下来的观测作业确立较好的根基。

(三)转变教学观念，强化学生参与程度

在实验教学课堂中要实现核心素养的培育及拓展，高中生物教师一定要坚持以学生为教学主体，始终站在高中生的角度进行课堂建构，积极创新教学方法，摒弃传统课堂无效的教学手段。目前许多教师仍然无法完全适应自己在新课程标准要求下应该扮演的角色，在授课过程中过分注重知识的传授，忽视了对学习过程和学习方法的交流和探讨。为此教师在开展生物实验教学的过程中，应努力尝试不从学生实验的结果评价与看待学生的成绩，而是引导学生重视整个实验过程，从实验器材的安装与准备、实验过程中的各类注意事项、实验结果等多个角度评价学生在整个生物实验过程中的表现，引导学生以更加积极的态度参与到生物实验教学环节当中，在不断的尝试和积累经验的过程中让学生自主掌握实验方法，实现自主学习，提升学生的参与感，提高学生对知识的理解能力，实现提升其核心素养的目标。

以苏教版高中生物必修一第三章中的《细胞的类型和结构》为例，为了帮助学生更好地了解植物细胞、动物细胞以及不同组织细胞的差别，教师可以组织实验，引导学生使用显微镜观察不同种类的细胞，在对比分析的过程中完成本堂课的教学目标。在整个实验过程中，教师可以先对整个实验过程进行简单操作，说明实验步骤，结合当地实际情况，收集合适的实验材料，制作临时装片进行示范性操作。由于学生此前缺少使用显微镜观察细胞的经验，所以在操作过程中容易出现装片制作失败和显微镜观察不清的情况，教师在这一过程中可以适当引导学生思考关键操作要点，在观察中发现解决问题的方案，让学生主动参与到整个实验环节当中解决相关问题，为后续的学习打下良好基础。

(四)结合教学需求，丰富实验内容

在新课程标准下，教师在生物实验教学的过程中应注意到学生的兴趣是推动整个实验教学环节向前迈进的关键要素，为此教师在授课中应对部分难度过高、效果较差、学生投入度较低的实验内容进行删减，将更多具备一定可操作性、探究性和趣味性要素的生物实验加入教学体系当中，提高学生参与实验教学的兴趣，在实验教学中提升学生分析问题、解决问题的能力。

以苏教版高中生物必修一第四章中的《细胞呼吸》为例，为了帮助学生更好地了解细胞的呼吸方式，教师可以带领学生一同进行《酵母菌制酒》这一实验，在实验中教师引导学生参与到学习过程中，带领学生按照蒸制法使用酵母菌酿制米酒，结合酿制过程中每个阶段的酿制细节对学生进行提问，如为什么要在蒸制过程中加入一定量的水，为什么在蒸制过程中需要定时打开蒸具一段时间，为什么米酒的口感风味与酿制时间长短有关等问题，结合这些问题让学生在参与的同时思考实验条件发生的变化，锻炼学生的想象力和思维能力，丰富实验内容，使学生在进行生物实验的过程中得到更好的成长。再例如，笔者在课堂上指引学生构建生物记事本，将生活中许多有意思的生物状况记下来，有兴趣的学生可以申请“研究课题”，经由老师准许后，可以当作课余活动实施。一方面，这可以激励学生实施课余观察分析，不断提高观察分析的能力；另一方面，还能够不断提高学生的探索能力、处理问题的水平。

(五)利用信息技术，创新实验教学方式

伴随着信息技术的发展，信息技术与教学活动之间的结合越发紧密，部分生物实验由于操作流程较为复杂，学生掌握较为困难，或是操作过程所需时间较长，实验效果和教学效果无法得到保证，或是实验本身具备一定危险性，因此在传统生物实验教学过程中这些实验的教学价值往往被忽视，而信息技术的应用能够有效解决上述问题，例如通过视频剪辑的方式省略多余的实验过程，或是直接挑选实验成功的视频片段制作成教学课件，在上课环节中通过播放实验视频的方式保证实验效果，帮助学生在观看视频的过程中了解整个实验过程，为了提高学生的参与程度，教师可以与学生一同对整个实验过程进行审视，查找整个实验流程当中可以改进和提升的环节，进一步提升实验教学的效果，提升学生的综合素养。

以苏教版高中生物必修一第二章中的《细胞中的原子和分子》为例，为了帮助学生了解生物细胞由哪些物质组成，教师可以设计一组验证实验，利用多个不同的实验尝试验证细胞的构成物质，例如用本尼迪特试剂检测实验验证细胞当中存在还原糖、利用苏丹III染液验证细胞当中是否存在脂肪物质、利用双缩脲试剂验证蛋白质是否存在。考虑到课堂环境的限制，为了让班级中的每一个学生都能观察到实验试剂的变化情况，将实验过程的教育价值充分发挥出来，教师可以利用多媒体设备进行画面投屏，将整个实验过程投放在大屏幕当中，让整个实验过程更加直观、细致地展现在学生的眼前，激发学生的思考兴趣，深化学生对生物细胞构成物质的记忆印象，为其今后的发展打下良好基础。

(六)进行合作实验操作，塑造学生团结合作观念

在“以人为中心”为教学理念的新课改大环境中，充分发挥学生的行为主体位置是现代老师所必须拥有的职业素质。依托于此，作为一名新时期下的高中生物老师，可利用合作实验操作，调动学生的课程主体作用，使学生以良好情感加入充斥着民主化气氛的教学实验中，从而实现塑造学生团结合作观念、提高高中生物实验课堂教学效果的目标。

例如，在指引学生学习“应用高倍显微镜观测几种细胞”这个实验操作时，第一，教师将学生区划成实验操作小队，需要学生小组合作讲出电子显微镜的根基结构名字，从而提升了学生小组合作的水平，为后面学生实际操作实验确立了根基。第二，教师为学生演示怎样正确应用电子显微镜，对学生进行爱惜电子显微镜的教育，从而确定实验操作的目的，对学生进行有关显微镜结构的发问，提升了学生自己动手实际操作电子显微镜的水平，在这个环节中对学生进行了有倾向性的引导，从而与学生一起剖析了实验操作结论。第三，教师指引学生累积电子显微镜的正确操作步骤，安排学生在小队中讨论学习收获。如此，教师利用合作实验操作，充分发挥了学生的课程主体作用，塑造了学生的团结合作观念，提高了学生的讨论水平，最后在融洽的课程气氛下使学生拥有了应用高倍显微镜观测到清楚的细胞影像的能力，从而达成了提高高中生物实验课堂教学效果的目标。

(七)注重生物实验报告的编辑

实验报告是高中生物实验教学中的关键环节之一，对学生掌握生物知识具有一定的促进作用。一个实验报告包括了整个实验步骤，里面有学生自己总结的实验方法、结果、经验等。高中生物是一门具有很强实验性的学科，实验过程中学生可能会面临许多的困境甚至是失败。实验报告就是一次次实验总结，能够帮助学生从失败中分析问题，总结实验经验，从而避免后续实验错误的发生，具有一定的借鉴作用。在实验报告编辑过程中，学生可以锻炼自己在生物问题方面的分析能力，从实验经验中收获更多知识。比如在“还原糖、蛋白质的鉴定”实验教学中，学生可以对本次实验过程进行总结，将自己得到的实验结果记录下来，分析实验过程中遇到的一些难点问题和解决思路，总结经验教训。通过实验过程记录和实验现象分析，结合实验结果编辑实验报告，能够进一步加深学生对高中生物知识的理解和记忆，为今后生物知识学习奠定良好的基础。

学生通过实验，得到了以下几点心得：①在使用蛋清材料的时候首先需要稀释处理一下，以免蛋清黏在试管壁上面。②葡萄等含糖量较多的材料在使用前也需要稀释处理，避免影响到最终实验结果。③在使用双缩脲试剂B液鉴定蛋白质的时候，需要控制用量。④桃子、沙果和苹果等材料处理比较麻烦，不如葡萄方便。⑤生猪肉本身就带有颜色，在实验过程中可能会影响到颜色。

(八)课外实验教学，联系生活实际

生物知识的学习最终是为了应用，而且生物学科本身与生命安全、医疗和环境保护等领域息息相关。因此，教师在教学过程中，应该积极设计联动议题，将课堂所学与现实生活中的实践内容联系，有意识地培养学生的社会责任感。对社会责任意识的培养其实相对比较主观，因为这需要教师引导并带领学生结合内容去感受，去形成自己的认知。因此，教师要注意先加强自身对专业领域内容和社会热点的关注，然后在教学中将现实生活内容与高中生物实验教学进行融合。例如，教师在带领高中生完成“酒精与酸性重铬酸钾的反应实验”时，可以借此机会引入酒后驾驶这一高频社会问题的讨论。一方面，通过理论知识与现实生活热点的联系，帮助学生进一步理解学科知识；另一方面，通过导入知识概念，达到素养培育的效果。教师运用这种方法，通过实验教学途径引入素养理念，教育学生拒绝酒驾、珍惜生命。这样与生物学科联系紧密的例子在生活中是非常多的，教师加强理论联系实际，除了可以丰富课堂内容，重点是引导学生通过对生物知识的实践，理解其背后的原理，在现实生活中运用学科知识解决社会问题，进而培养学生的社会责任感。

四、 结语

在新课程改革大环境下的生物实验愈发关注学生综合能力的塑造，生物老师要做的就是转换过去的教学实验意识，为学生革新教学实验方法，并以学生为实验操作行为主体实施实验操作的谈论和探索，予以学生充足的支配权，指引学生利用实验操作探索生物知识，加强学生对生物基础知识的了解和掌控，由此达到实验操作高效化进行的目标，进而提高生物学科的教学效果。