依托情境提高高中生物学动物实验的教学策略

2023-02-08邱明慧邓祎婕王仁俊

大众标准化 2023年24期

杨一，邱明慧，邓祎婕，王仁俊，赵卓

（吉林师范大学生命科学学院，吉林四平 136000）

1 绪论

生物学作为高中阶段的一门重要课程，是生物产生和发展的基础，也是探索生命活动最基本的方法。生物学实验是高中生物学教学体系的重要组成部分，在于培养学生观察生物学现象、了解生物学原理、运用实验方法、解决生物学问题及探索生命的奥秘。高中生物学动物实验是为了培养中学生了解动物、爱护动物、保护动物、掌握动物实验操作方法等开设的教学环节。在实验课学习过程中，学生既要学会观察教师的演示实验，又要学会制定实验方案、动手操作实验并得出实验结论。学生不能仅靠模仿教师的演示去观察、验证实验，要充分发挥自己的主动性和创新性。高中生物学动物实验课的教学目的不仅在于强化生物知识和提高动手能力，还在于唤起学生保护生物的社会责任意识，进一步提高学生生物核心素养。

情境教学是利用多种方式营造与教学相关的情境氛围，将难以理解、难以操作和难以想象的知识点在情境中表现出来，旨在帮助学生理解知识、培养能力，巩固学生学习的主体地位。多数学校动物实验课由于生物学实验条件简单、动物实验材料获取困难、实验设备缺乏等问题，忽视实验内容、步骤，不能发挥实验课的真正作用。从提高动物学实验的可行性分析来看，充分提高实验教学的情境性，激发学生学习的主观能动性，增加生物学趣味性，对开展实验教学，提高教学效率是非常必要的。

2 高中生物学动物实验课现状与思考

高中生物学是一个基于科学经验和实践的学科。生物学实验课程是培养实践能力、思维能力和科学见解的重要途径，是高中生物学领域重要的学习环节。但是目前生物学实验课程仍然存在学生认知不足、学习兴趣不高、实验目的不明确、实验方式不正确等诸多问题。在与生物学相关的动物实验中，学生往往只重视记录实验的最终结果，而轻视实验操作步骤和实验过程中产生的某些现象。

在高中生物学动物实验课的教学中，教师应该充分利用实验情境增加教学的真实性和趣味性，引发学生积极探索、提高学生学习兴趣、增强学生理解能力和运用能力。第一，可以利用网络、报纸、杂志和其他资料中的资源丰富实验教学情境，从而引起学生兴趣，引发学生自主思考，以提高学生的探究能力。第二，可以组织社会实践活动，带领学生实地去探究生物的形态特征，增加实验教学情境的真实性，使学生更加具体理解和利用生物学知识解决实际问题。第三，可以提高实践课程频率以增加实验情境的连贯性，培养学生掌握一套完整的实验技能，更加有效地提高学生科学探究能力和科学思维。

3 高中生物学实验课教学存在问题

3.1 课程内容安排不合理

高中生物学动物实验是以科学实验和实践为基础，贯穿在生物学课程中以培养学生动手实践能力、思维能力和科学素养为目的的课程。动物实验内容复杂、操作繁琐、技术水平高，在生物学学习中有举足轻重的地位。在生物学教学中，大多数教师将教学重点放在知识和原理讲解方面，对实验教学的重视不够，动物实验所占时间更少。教师应该增加实验实践时间，可将实验穿插到知识和原理的学习情境中，一方面可以减少教师对实验内容的重复讲解，另一方面使学生学习思维保持在实验思维中，维持学习连贯性。

3.2 学生动手操作能力不强

实验课程在高中课程学习中所占比例较小，但所处地位十分重要。处于高中阶段的学生，理论课程安排较多、真实实验操作过程较少导致实验操作能力得不到提升，难以在短时间内快速完成实验内容。尤其是在动物实验中，通常会用到活体材料，部分高中生对活体动物材料存在恐惧心理，帮助学生克服恐惧、鼓励学生大胆尝试是提高学生动手操作能力的关键要点。动物实验操作具有复杂繁琐的特点，一个小的细节步骤就会影响实验结果，及时发现学生错误操作，规范学生实验步骤也是提高学生动手能力的重点。还有部分学生对动物实验认识度不高，出现“学好知识点就行”的想法，改变学生在主观上对动手操作实验不重视，也是改善和提高学生能力的一部分。

3.3 实验准备工作不充分

高中生物学动物实验非常依赖教学条件，经常需要活体动物实验材料和精准的动物实验仪器。大多数动物实验需要在实验仪器齐全的实验室进行，实验条件准备不充分使学生没有机会动手操作实验，无法达到实验教学的效果。实际教学活动中，大部分教师往往会忽略预习准备阶段，会使实验开展具有盲目性，学生会产生得过且过的心理，大大降低实验教学效率。因此正式进行实验之前，学生和教师都要做预习工作。教师要安排好学生预习内容，准备好实验材料和设备，做好实验基础知识的讲解。要求学生掌握实验相关知识、原理及目的意义，预习实验操作的基本流程。预习过后学生对实验内容掌握更全面，实验更能精准、流畅、快速地完成。

4 提高高中生物学动物实验情境教学的策略

4.1 丰富实验情境，合理安排内容

固有的生物学动物实验课教学内容主要是动物实验的基本操作技术，如动物实验材料获取、动物实验材料处理及动物实验材料观察等。掌握动物实验操作过程是对高中生的基本要求，但对实验知识获取和原理理解的要求不止于此。真实的、有意义的实验能够让学生在动手实践的过程中理解生物学本质、在面对实际的问题时应用生物学知识，体验到生物学及生物学实验带来的价值。因此，要丰富实验情境教学内容，不仅仅局限于知识内容和原理的学习，应增加各方面的实验操作内容。

如在“高倍显微镜观察几种细胞”的实验中，可以增加动物细胞装片制作的内容，而不是直接观察准备好的装片。通过学生真实操作创造学习情境，既可以增加实验学习的趣味性，又能强化实验操作和观察。经过真实实验情境的体验，引导学生明确动物细胞结构与功能相适应的观点，为学生以后学习做好知识储备。教师可以充分发挥自己的主体功能，带领学生走进图书馆、动物园、标本室等情境中，多种途径展示实验教学内容，让学生们感受到实验教学的乐趣，有效地进行实验教学。在实验条件不足情况下，可以通过互联网信息技术营造实验室情境，带领学生认识和了解先进的仪器设备，如超净工作台、高压灭菌锅等，以达到开阔学生眼界，提高实验效率的效果。

4.2 创新实验情境，提高学习兴趣

高中生物学动物实验的教学既要得到学生的重视，又能提高学生对于动物实验的兴趣。提高学生对实验课的认识是更好进行学习知识的方式，通过真实实验情境使学生明确实验课的重要性，以此激发学生学习兴趣。作为高中生物学教师应该完善和创新实验教学情境，为学生提供身临其境的实验环境，提供更多观察和操作机会。让学生知道实验课不仅是观看教师演示课程，自己也可以动手操作，亲身体会到动物实验的神奇之处，引起学生对操作实验的兴趣，进一步增加对生物学知识的理解。

例如，在“探究土壤中小动物类群的丰富”这个实验时，为了调动学生学习兴趣，教师可以将实际情境融入实验教学，建立学生实际生活与实验实践的联系。加强学生对实验内容和目的的初步认识后再从操作实验这个环节上推陈出新。实验进行时，教师可以通过多媒体演示创设实验情境，让学生初步了解实验流程方便于学生记忆和操作。通过视频演示向学生介绍取样器取样法和取样器的使用步骤，同时也可以启发学生利用身边的材料比如易拉罐制作取样器，增加生物实验的趣味性，培养学生创新意识和思维。在学生对实验有所了解之后，以小组为单位进行组内共同取样工作，感受合作学习和动手操作的乐趣，调动学生对生物学知识的兴趣。在高中生物学动物实验教学中，教师可以通过设计实验内容、完善教学方式、改革教学模式、拓展教学方法、设计有效方案等多方面创新实验教学情境，选取最便于学生理解的方式进行实验和教学，有助于发展学生创新意识和能力。

4.3 联系媒体情境，丰富教学模式

由于教学条件和环境的限制，传统实验课主要是以教师语言讲解、学生背记为主，不能充分体现实验教学的意义。教师可以通过图片、挂图、多媒体、视频等手段创设实验情境，尽可能多让学生观看动态的图像或实验流程，同时再加上教师的讲解和启发，让学生获得更直观的认识。对于难以获取的动物实验材料和复杂的实验操作步骤，可以通过媒体情境多次反复强化，帮助学生理解记忆。鼓励学生融入实验情境中，积极思考、提出问题，使实验操作过程简单明了，使学生对实验的理解就更加透彻。

在动物实验教学之前中，可根据课程知识相关内容安排预习内容，以微视频的形式为学生们展示科学家探究、操作实验的过程。分析学习内容和学生学习特点灵活运用信息技术手段创设实验情境，将情境贯穿到整个实验教学环节中，让学生亲自体会和独自思考，结合同学间交流讨论完善实验结果、完成实验。以环环相扣的实验情境在学生实验过程中发展学生思维能力、增进学生理解能力。

4.4 设计问题情境，提高实验效率

单纯的实验情境只能让学生熟悉实验操作流程，在引发学生思考和激励学生创新方面还欠缺。教师可以根据实验情境提出具有启发性和目的性的问题，让学生在实验前预习、实验中学习和试验后复习等，各环节都能引发学生求知精神进行有效思考。在预习环节，教师可以向学生提出问题，说明本次实验目的和意义。在学习环节，可以借助问题情境帮助学生推理实验过程，锻炼学生科学思维的发展。在复习环节，通过问题复习学习内容和实验操作基本流程。

如“探究土壤中小动物类群的丰富度”的实验，取样器取样是本次实验的重点之一，教会学生如何制作和使用取样器是教学重要任务。实验过程中涉及到如“何获取符合实验标准的泥土？制作取样器有哪些注意事项？如何采用身边材料制作取样器？取到样本之后应该如何处理？”等一系列问题，教师按照实验教学顺序层层推进问题情境，对学生分析和推理能力都得到良好的锻炼。在此过程中，既要求学生在预习过程对这些问题进行思考，又要监督学生在学习和动手操作过程中解决这些问题。在实验过程中，分别在设计步骤、实验操作、结果预测和结果分析中开展有效提问，激活学生求知欲、增加实验教学效率。

4.5 融合科学情境，增强伦理观念

动物实验本身就是自然科学的一门基础学科，具有很强的科学性，要秉承着科学的态度和意识才能更好地完成动物实验。实验呈现了科学家的探究过程，营造科学情境能让学生体验当时科学家实验时所处情境和所面临的问题，以此激励学生学习科学家刻苦钻研的精神和坚持不懈的品质。在实验教学中，要穿插与实验相关的科学情境，使学生进一步了解动物实验本质，深层次掌握生物学本质。

动物实验涉及对小动物的获取和处理，在此过程中要对学生进行动物伦理道德教育，在进行实验时应遵循Reduction（减少）、Replacement（替代）和Refinement（优化）的3R 三项原则。在实验情境中感受动物为科技和技术进步做出的贡献甚至牺牲，要对实验动物充满尊敬和关爱之心。将道德伦理放在第一位，实验操作放在第二位，尽可能减少对实验动物的损伤。实验中保证实验动物的生活舒适、健康、没有痛苦和疾病，也是获得科学有效的实验数据的有力保障。而教育正是传授知识培养健康个性心理、塑造高尚道德品格的过程。在实验中教师应教导学生懂得生命的可贵并学会尊重和珍爱生命，实验课中学生通过与实验动物直接接触和实验动物伦理学的教育，使他们真正懂得善待动物避免对动物造成伤害。

4.6 利用生活情境，强化学习效果

将生活情境引入动物实验教学更能给学生带来直观的思考和判断。生活情境可以作为连接学生已知和未知的桥梁，真实的情境更能够联系生活实际、吸引学生注意，也更方便检验学生对知识的应用情况。结合与学生生活相关的情境引入动物实验教学，从中培养学生的自信心，鼓励学生动手操作，基于此来进行实验才能保证实验的效果。还可以将自然生活情境融入到实验教学中，培养学生整体自然观，使学生能够将知识与生活结合起来，能够利用学习的实验技能探讨自然经历、解决实际问题，可以极大提高学习效率。还可以将自然生活情境融入到教学中，培养学生整体自然观，使学生能够将知识与生活结合起来，能够利用学习的实验技能探讨自然经历、解决实际问题，可以极大提高学习效率。

如在“研究土壤中小动物类群的丰富度”实验中，教师可以预先提问学生在日常生活中能观察到土壤中有哪些小动物，再为学生展示蚂蚁、蚯蚓、鼠妇、蜈蚣等各种土壤动物生活情境，引导学生进行小动物丰富度的探究。将贴近学生生活的情境融入实验，能够抓住学生的好奇心，拉近学生与实验之间距离，让学生明确土壤中生物的活动能力，选择合适的实验方法进行研究。在相应情境设置下，学生能更好地把握生物实验操作能，有效提高对生物学的认识，强化学习效果。