高中生物实验教学中开放式教学方法的应用研究

张娟妮

摘 要：生物是一门与实验挂钩的学科，很多生物知识、现象需要学生实践动手、实验操作才能感悟和理解，同时也是提升学生综合素养的重要课程。高中生物教学中，教师要重视生物实验的开展，尽可能给予学生自由讨论、合作探究、实践探索的时间和空间，有效提高学生的生物学习质量。本文以高中生物实验教学为研究对象阐述了开放式教学方法的应用，意在落实以生为本的教学理念，全面实践学生的主观能动性，为高中生综合能力和核心素养发展奠定基础。

关键词：高中生物；实验教学；开放式教学方法；应用

《普通高中生物学课程标准》（2017年版2020年修订）在基本理念中强调，教学过程中实践，即高度关注学生学习过程中的实践经历，强调学生学习过程是主动参与的过程，引导他们积极参与动手、动脑活动，通过探究性学习活动或完成工程学任务，加深对生物学概念的理解，提高运用知识的能力。以上这些充分说明高中生物实验教学中，开放式教学方法的运用是发挥学生主观能动性，引导学生积极参与实验的有效方式。与常规的实验教学模式不同，开放式教学的最大优点就是开放性，并且在教学理念、教学方式、教学空间以及评价开展等方面都体现着强烈的开放性。同时，这种教学方法充分尊重学生的学习主体地位，也能发散学生的思维，培养他们的自主意识，引领学生在开放的空间下，主动学习、主动探索，从而促进学生生物核心素养的形成[1]。

一、高中生物实验教学与开放式教学方法

（一）高中生物实验教学

生物是整个高中阶段教学体系中比较重要的学科之一，学生在课堂所取得的教学效果会直接体现在学生的生物素养、学习能力之上，同时对于学生的综合发展也产生决定性作用。然而，从生物学科的特质分析，其作为一门传统性科目，在强调记忆背诵的同时又兼具了很多人文自然属性。但是如果从生物学科的实验教学分析，学生在实践操作、学习探索的过程中，他们的逻辑思维能力就尤为重要，所以面对这样的教学情况，在实验课堂教学中运用开放式教学模式，能给予学生更良好的实验效果，也能更注重学生思维能力的培养。

（二）开放式教学方法

开放式教学方法源自科恩，这是一个于1969年创建的以题目为中心的课堂讨论模型和开发课堂模型，也是一个人本主义的教学理论模型，上述这些教学理论模型强调学习是学生主动建构内部心理表征的过程，教师角色是学生思想上的催化剂和辅助者，在课程教学中，不应该把精力局限于所教学的内容之上，而是注意学生的心态变化、情绪变化。高中生物实验教学中的开放式教学模式，更指代的是学生头脑开放，也就是所谓的给予学生思考、探索、研究的空间，让学生在思维引领下，以实践探索的过程感悟生物现象、理解生物概念[2]。在生物实验中运用开放式教学方法，教师要更为重视学生的个体学习体验以及学生在实际实验过程中灵活性思维和辩证性思维的激发，这样才能进一步提升学生逻辑思维强度的开放，也能将教学重点放置在学生的综合素养提升上，从而引导学生在开放式的环境中获得更多的成长、发展。

二、高中生物实验开放式教学的应用价值

在上文中已经阐述了开放式教学以及高中生物实验教学的特征和特点，那么明确高中生物实验教学中应用开放式教学的价值作用，是教师开展高效教学的关键所在，因此对于具体的应用价值可从以下几点分析：

第一，运用开放式教学模式，能最大限度地激发学生的学习热情，吸引学生的注意力，引导学生主动融入实验教学过程中。与传统的实验教学不同，开放式实验教学的构建更符合高中学生的学习发展需求，以及他们对生物学科的探索欲望，并且在开放式环境中，学生也可以处于主动学习状态，积极从教材入手了解实验整个过程，并且能对结论产生新疑问，以实验的方式获得最终的结果，这不仅能激发学生学习生物的热情，也有助于学生生物素养的培养。

第二，为学生营造民主、自由的学习氛围。良好的学习氛围是学生学习、探索的关键，与其他学科一样，高中生物实验教学也需要一个良性的学习氛围，这样学生才能在实验过程中，展现自我，发挥自身的创造力和实践力。因此在开放式教学方法的应用中，学生在生物实验的参与中有更多展现自我的空间，也能够针对一些问题进行自主探究和分析，并且获得问题答案，不仅能让他们体会到成功的喜悦，也能够从生物入手对自然科学、生物科学产生更深度的探索。

第三，落实核心素养发展的目标，促进学生的全面发展。在新课程、新教材、新高考的背景下，素质教育也在不断地深入，同时为了落实培养什么样的人的教学目标，需要教师从学生实际入手，选用创新型教学模式。而实验教学中融入开放式教学方法，不仅满足素质教育的各项要求，也能让学生在开放性环境中发展自身的综合素质，从而实现全面的提升。作为高中生物教师在开放式教学中，在设计实验时将理论实践相结合，让学生基于生物本身不断开阔自身的视野，然后在实践中发展自己提高学习能力。

三、高中生物实验开放式教学的应用策略

（一）凸显学生的主体地位

在高中生物实验课堂中应用开放式教学，教师要注意让学生的主观能动性有一个充分发挥空间，这不仅能凸显学生的课堂主体作用，也能帮助学生在实验过程中掌握更多技能。从高中生物教学的情况分析，很多实践课程中都具有较强的开放性质，教师也尽可能地给予了学生自由空间，并且将实验设施、实验步骤以及具体的实验方法等都和学生共同探索、研究，学生在进行生物实验的过程中，充分展现自身的学习主体性，并进行全面思考和理性分析，能让实验教学效率有一个良好的提升，也能让学生在实验参与过程中获得思维的发展、能力的培养[3]。此外，作为高中生物教师在应用开放式教学过程中，不能全权放手，而是充当一个引导者的角色，给学生更多具有价值的引导，这样不仅能提高学生自主学习自主实验的效果，也能让学生在实践探索中收获更多有关生物实验的知识。

例如：“探究植物细胞的吸水和失水”的实验教学，这是《细胞的物质输入与输出》第一节《被动运输中》的探究实践内容，并且为了提高实验教学的效果，也为了让学生的实验过程顺利，获得有效的实验结果，教材中已经展示了实验设计思路，以及实验材料和实验方法步骤。那么在实验教学之前，教师可引导学生自己从教材中所展现的实验内容入手，寻找相应材料，这个设计能让学生对即将参加的生物实验有更积极主动的兴趣，也能让学生结合多渠道了解这个实验的具体原理。

但是学生在寻找材料的过程中发现了不一样的材料，这时教师就可以让学生展示自己的主观能动性和主体性，从教材中的相关内容入手和其他学生相互讨论分析，这在无形之中发展了学生的思维，能让学生结合生物实验有更多构想。同时，教师鼓励学生将不同材料尝试实验操作，这些尝试都是非常有价值的，能直观性地体现学生进行生物实验的具体过程，也能凸显学生的学习主体性。

（二）展现学生的实验思维

对于高中阶段的学生而言，生物学习是一个探索、实践的过程，既需要对理论知识研究和掌握，也要能在实验中探索更多的生物现象。同时，高中学生的思想在这一阶段也逐渐趋向成熟，其自身的思维也逐步发展完善，在这样的教育背景下，结合高中学生的学习需求、思维特征等外在因素，教师在组织生物实验过程中，要注意将课堂更多地交还给学生，在实验过程中，才能发挥学生自身的实验思维，引导他们主动思考，最终带动学生思维成长，促进学生自身的发展。

以“细胞的生物历程”中“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”的实验教学为例，在相关知识的介绍中，教师可引导学生从自己生活中经历的事情以及生活中的实际物品入手，以问题互动回答的方式引发学生思考，带动学生实验思维的成长。“同学们，在前期的学习中，我们已经了解了与细胞相关的知识，今天在这个实验的开始之前，老师想问大家一个问题，在我们日常的生活之中，你见过的根丝最多的植物有哪些呢？”这个问题会让学生联系生活实际展开讨论和分析，也会提出不同的植物种类。针对不同学生给出的答案，教师要引导学生去思考、去探索，在分析植物的过程中，能让学生进一步了解植物有关的知识。

由于教材中所展示的实验材料是洋葱，但是洋葱本身不容易生根，并且即使生根，根系的数量也并不多，所以教师引导学生从自己所提出的植物入手，结合小麦苗和蒜苗完成有丝分裂的实验。这个实验需要一定时间，在三到四天之后，教师从学生的情况入手，以组间同质原则将学生分为小组，然后让每个小组完成有关小麦、蒜的研究，最后在每个小组完成实验之后，让学生以小组为单位展开讨论，看一看，同样的实验材料是否最终观察到的结果都一致。这种方式不仅给予学生开放性的实验空间，也增强了学生思维的发散性，有助于学生思维能力的提高。

（三）设计多元化实验问题

在高中生物教学中，为了获得良好的实验结果，也为了培养学生实验能力，发展学生的思维，教师往往会要求学生要熟记实验步骤、实验器材，但是没有关注学生的思维发展，学生很少有思考探索的时间，因此整个实验课堂的气氛比较枯燥、压抑，学生参与生物实验的积极性也不高涨。而开放式教学方法在实验课堂的运用，更好地激发学生的实验热情，也能在开放性环境中获得预期的实验成果。那么作为引导者的教师应当注意实验问题的设计，一方面给予学生自主预习、自主探索的机会，一方面通过启发性问题发展学生的思维，引发学生思考，加深学生对实验结论的认知。

例如：“制作传统发酵食品”的实验教学中，教师要求学生认真地阅读教材，了解实验目的、实验素材，在学生完成实验之前，教师可提问“发酵食品在我国居民的生活中很常见，在本次制作传统发酵食品的实验过程中，你觉得哪些因素能够影响最终的实验结果？”这个问题能够让学生掌握发酵以及传统发酵技术的相关知识，然后结合如何分类实验用具、实验环境等预设实验结果，并且思考能够影响实验结论的因素。在学生成功完成实验之后，教师可以提出这几个问题，要求学生思考讨论分析：在本次实验过程中，用水密封泡菜坛子的目的是什么？这个操作说明了泡菜制作需要哪些条件？想一想为什么泡菜坛子里面的水和菜只能盛到八分满？相互尝试各自腌制的泡菜，看一看是否成功，口味、色泽是怎样的？很显然这几个问题是对实验结果的分析和评论，如果学生认真思考和探索，那么很快就能得到问题答案。设计不同的问题的方式能为学生营造一个开放性的实验环境，也能让学生结合问题，更好地完成生物实验[4]。

（四）优化实验组织的形式

科学探究是生物实验教学的有效依托，而科学探究需要学生具备良好的观察能力，提出问题的能力，以及制定并实施方案的能力，获取结论收集数据的能力，表达交流的能力等。那么在高中生物课堂中应用开放式教学方法，教师不仅要关注学生探究能力的培养，也要考虑学生科学态度和团结协作能力的提升。生物对高中学生来说并不陌生，他们在初中阶段已学习过相关的生物知识，并且对生物实验有一定的操作能力，所以为了充分展现开放式教学方法的价值，教师需要优化实验组织的形式。

开放式的教学方法讲究给予学生开放性的思维空间和开放性的实验环境，因此在实验教学中，教师可通过小组合作的模式，将学生分为不同的实验小组，然后利用现有的实验材料、实验器材，设计并完成生物实验。同时每个小组需要有一个实验介绍人员，他的工作是负责描述本组的实验设计、实验过程，以及最终实验结论等。在全部小组交流介绍完成之后，教师可以引导学生对每个小组的实验展开讨论和分析，并且对本组的实验设计进行优化和改进，继续这样能够充分展现学生的学习主体性，也能引导学生根据其他小组的实验设计，为本组实验优化提供更全面的参考。最后，在全部学生完成本小组的实验设计优化之后，可在小组完成实验，并且相互分享自己的实验结论。

（五）实施开放性实验评价

无论是哪一种教学方法的实施和运用，都离不开教学评价的支撑。评价是一个反思与回顾的环节，也是一个优化与改进的过程。因此，高中生物实验教学中开放式教学方法的运用，也需要实施开放性的实验评价。那么作为高中生物教师要舍弃传统性评价方法，为学生构建一个开放性评价空间，充分展现学生的评价主体性，从而引导学生在评价中反思实验过程、总结实验成果，最终提高学生的生物实践能力，促进他们生物素养的发展。

实施开放性的实验评价，重点在于凸显学生的评价主体性以及对实验结果再次呈现。因此，在具体的评价中，可以通过学生自我评价、小组相互评价、师生共同评价的方式，对本次实验的设计、开展结果做整体性的回顾与反思。学生可以在评价过程中思考自己在实验中的收获，对生物知识的理解掌握以及在操作实验过程中存在的不足，这种开放性的评价环境能帮助学生树立实验探究的信心，也能让学生积极地体验实验探究的乐趣。

结束语

综上所述，高中生物实验教学中，开放式教学方法的应用，教师要了解高中生物实验教学的特征，以及开放性教学方法的内涵，然后，优化转变自身的教学思想，体会开放式教学对生物实验教学的重要价值。实验教学中，注意凸显学生的主体地位，展现学生的实验思维，设计多元化实验问题，优化实验组织的形式，实施开放性实验评价，提高学生对生物知识和生物实验的兴趣，激发他们的学习自主性，引导学生在生物实验操作中获得更多成长。

参考文献

[1]许艳丽.项目视角下开放式实验教学的实践研究[J].长治学院学报，2023，40（5）：43-47.

[2]张欢欢.开放式教学在高中生物实验中的应用[J].高考，2023（16）：45-47.

[3]陈韵雅.开放式实验教学在高中生物学课堂中的实践：以“传统发酵技术的应用”专题为例[J].生物学教学，2021，46（2）：54-55.

[4]李山.高中生物开放式实验教学相关探析[J].考试周刊，2020（32）：109-110.