高中生物学新旧教材的实验对比以及运用PBL的优势

华 茜 王 欧

（云南师范大学 云南·昆明 650500）

《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》其中指明生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命规律的一门科学。而飞速发展的社会和科技对高中生物学教学提出了更高的要求。学科核心素养的提出则是对学生在生物课程学习过程中所要培养的价值观念、必备品格与关键能力的具体要求，因此，对学生生物学学科核心素养的培养应贯穿于课程编写和考试评价中。

而生物实验在整个生物学教学中占据了很大的比重，因为实验不仅能够培养学生的动手操作能力还有益于提高学生理解和运用知识的能力，这与新课标对学生的要求是相契合的。但目前对学生生物实验能力的培养与评价的重视程度还远远不够，生物实验不应该只是课堂内容依附，而应该作为一个较为完整和独立的过程，与课堂内容相互印证相互补充，以此来达到更好的教学效果。

1 新旧教材的实验对比与实验教学现状

2017年新课标制定后，相应的教材编写也在做出改变，而实验设计的变化也较为显著。如人教版2019版高中生物学新教材必修1《分子与细胞》（简称新教材）中的“探究植物细胞的吸水和失水”这一实验，与人教版2007版高中生物学教材必修1中“植物细胞的吸水和失水”设置的实验内容基本相同，依然采用科学探究的方法，引导学生自主进行实验探究。但在作出假设这一步骤中不再给出参考，而是让学生自行进行假设并验证，并引导学生实验设计思路，通过问题的设置引发学生的思考，结论部分也不再仅限于对一个问题做出解答。这样的设计更加有益于学生进行独立思考与实验设计，这与新课标对学生科学思维和科学探究能力的培养要求是高度契合的。

而且新教材还删除了以观察和体验为目的的实验，如“观察DNA和RNA在细胞中的分布”“体验细胞膜的制备方法”等，新教材将原本的验证性实验都改为了探究性实验，不再仅仅是依托教材，只要求学生进行简单实验步骤的模仿，而是给出一个范例，然后启发学生，让学生自主设计实验，更加有利于对学生实验探究能力的培养和对科学思维和科学探究能力的培养。实验探究板块尚且做出了如此之大的改变，更多新的教学内容与要求都在督促教师转变观念，积极探索新的教学思路与方法。

新课改之后，对学生的综合能力提出了更高的要求，但与培养能力相矛盾的是目前高中生物实验教学存在许多问题，因此，想要学生通过实验探究获得更多能力培养，就需要对实验的教学现状进行分析，然后就存在的问题提出可行的解决办法。

首先是学校和教师的重视程度不够。目前，生物实验课程受当前应试教育的影响，部分学校过分强调学业评价的成绩，缺乏对实验操作能力的重视，以至于学校内部忽视实验。

其次是在传统教学中教师往往占据实验操作的主体位置，学生只通过观察来获得实验经验，并且只是对实验过程进行简单的模仿，没有进行深入的思考，难以领会实验的精神，更遑论从中培养科学思维与探究能力。

2 PBL运用于高中生物学实验

PBL教学法运用于高中生物学实验教学中，从已有的经验可得，将该教学法运用于实验前的准备阶段、实验实施阶段、实验后的反思阶段均能够取得较好的教学效果，以新教材64页“探究植物细胞的吸水和失水”实验为例。

2.1 准备阶段

（1）教师行为：布置预习任务：浏览课本P62-65页的内容，观看视频“探究植物细胞的吸水和失水”操作步骤。

（2）学生行为：完成预习任务，初步了解该实验的原理以及操作步骤、注意事项等，记录下不理解或感兴趣的问题。

（3）设计意图：学生初步理解实验原理和操作步骤，为后面的实验设计环节打下一定的知识基础。

2.2 实施阶段

（1）教师行为：列举生活中的现象表明植物细胞也像动物细胞一样会发生吸水或失水现象，然后抛出该实验要验证的核心问题：原生质层是否相当于一层半透膜。请同学们讨论该实验应该怎样设计才能验证这一假设。将学生提出的问题进行归纳，确定好本次实验中要解决的问题，并就学生提出的问题进行分组，提出问题的学生作为组长的角色。分组遵循“组间同质，组内异质”的原则。观察学生分工合作，并记录。监督学生进行实验，规范操作，为学生提供帮助，防止安全事故的发生。记录学生的汇报，有问题及时记录，课下与学生交流。

（2）学生行为：与同学讨论该实验中，教材上提供的方法步骤的设计思路。如，从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液的目的是什么，还有其他方法能够实现这一目的吗？分组解决自己感兴趣的问题，如除了洋葱鳞片叶之外，还有哪些植物材料适用于观察细胞的吸水和失水；蔗糖溶液的浓度如果不是0.3g/ml会对实验产生什么样的影响呢；哪些现象能够表明细胞发生了吸水和失水……组内分工合作，通过查阅资料、观看视频等方式，找到解决本组问题的方法，或是问题无法解决的理由。将找到的解决方法进行实验，验证是否能够解决提出的问题，并且能否解决随之产生的其他问题。总结实验现象，并通过汇报的形式，向其他小组展示本组成员提出的问题、如何解决的、得到的结果等。小组之间进行积极交流。

（3）设计意图：引导学生打破思维定式，从实验原理出发，发散思维，不同的角度来思考实验操作步骤，为设计实验做铺垫。学生针对实验材料、试剂浓度、实验现象等提出感兴趣的点，并就提出的问题进行分组，以便后续开展分工合作。以问题为导向，以解决问题为目的，在解决问题的过程中，涉猎新知识。学生动手操作，亲身试验验证方法可行与否，在实验中培养学生观察、思考和实践等能力。提高探究能力并乐于探究。通过对实验过程中存在的问题、解决方案、结果等的分享与交流，总结自己小组的优势与欠缺。

2.3 反思阶段

（1）教师行为：发表观察到的特点，表扬积极参与的学生，鼓励其他学生。请学生发表对于这种教学模式的意见，对是否喜欢这样的方式、能否从中学到东西、与他人合作的态度有没有改变、是否会继续对感兴趣的问题进行探究等问题进行回答。从而从侧面了解学生对于PBL教学模式的态度，以及PBL教学模式是否在生物学实验中发挥作用。

（2）学生行为：小组成员之间进行自评与互评，互相学习对方的优点。发表自己关于这样的教学模式的态度，提出自己的意见和看法，以及改进措施等。

（3）设计意图：成员之间进行自评和相互评价，提高团队凝聚力，乐于并善于团队合作。得出学生关于此种教学模式的意见与建议，及时改进，为后续PBL教学模式提供参考。

3 PBL教学法的优势

PBL（Problem-Based Learning）教学法也称基于问题的教学法，PBL强调以问题为基础、以问题为引导。真实存在的问题更能够调动学生学习的积极性，问题贯穿整个实验探究的过程，且PBL强调以学生为中心，学生是学习的主体。通过启发学生主动发现问题并分组讨论解决问题，最终使问题得以解决，并在问题的解决过程中，培养相应的能力，使得学生学习的主体地位得以体现，实现从传授知识到培养能力的转变。

PBL教学法所期望培养学生的能力与素质与新课改后生物学科对于学生核心素养的培养要求是高度契合的，分析近两年的考题也可以发现，对于学生科学思维和探究能力的考查已经远远超过对于知识点的记忆，因此，在教学目的即为培养学生实验探究能力的高中生物实验中，运用PBL教学法至关重要。新的教学目标运用传统的教学方法无法达成，这必然会使更多的教师重视这一教学方法的应用，在教学中也存在许多需要思考和解决的问题。

教材的改革以及目前生物学实验的教学现状都在启示我们，新的教学策略的引入已经刻不容缓了，而PBL教学法作为一种已经得到广泛认可的教学方法，具备众多的优势，恰当运用于生物学实验的教学中不仅能够避免许多问题出现，还能够促进学生核心素养的发展，更加契合时代的发展。