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高中生物实验教学的优化措施

2021-06-26 110 上传者：管理员

摘要：随着新课改的推进和新高考的到来,更多人开始关注多年的素质教育的实施其成果何在,思考当下的教育是否已经与初衷产生了脱离,在这种背景下,实验教学的价值逐渐得到凸显。尤其是对于生物课程来说,学生的众多能力只有在实验当中才能够得到真正的锻炼,因此如何在新课改的背景下优化目前的高中生物实验教学成为了目前新课程改革的当务之急。本文重点研究了目前高中生物实验教学存在的问题以及相应的解决方法。

关键词：
新课改
生物教学
素质教育
高中生物实验教学
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高中作为我国高等教育之前的衔接教育，需要对学生的学习能力进行有针对性的提高而不是单单为其灌输基础知识，特别是在进入高等教育阶段以后，学生会接触到大量的实验内容，如果学生没能在高中阶段就养成良好的实验习惯和坚实的实验基础，那么在接触到更多更复杂的内容时就会感到手足无措。通过实验的设计和操作可以激发学生对生物的学习兴趣，使学生更加深刻的理解实验背后的原理和规律，更重要的在于引导学生对于实验中发现的新问题，运用所学知识去设计实验自主探究，才能真正提升学生的生物科学素养。

一、高中生物实验教学面临的困难

生物学是一门以实验为基础的自然科学，各种生物概念的形成和完善都离不开众多科学家的实验论证，因此生物实验的教学具有十分重要的意义。通过生物实验教学不仅能激发学生的学习兴趣，帮助学生理解生物学知识，而且有助于培养学生的科学思维和探究能力，进而提高学生的科学素养。不仅新课程标准对生物实验教学提出了具体且明确的要求，而且新高考的考查方向也进一步印证了生物实验教学的重要性。但是具体落实到一线教师教学中时，由于各种主客观因素的影响生物实验教学所占据的比重相当有限。

(一)实验课时压缩，根本源于重视程度不够

在我国目前的教育体系当中，高考仍然是最为主要的评价标准。换而言之，学生想要获得优秀的评价就必须花费大量的精力来学习考试技巧和巩固基础知识。然而这样的思想却导致教学上变得更加急功近利，最明显的表现就是许多学校不断削减生物实验和相关教学资源投入。众所周知，任何实验都需要预先进行大量的准备工作，具体实验过程的实施也要教师与学生协同完成，实验完成以后还要专门进行试验评价工作，需要花费大量的时间。因此，在没有充足课时保证的情况下，教材中的生物实验形同虚设，导致生物实验的实际教学效果与预期存在较大的差距。在种种因素的影响下，不少老师则选择通过讲授以及通过多媒体演示的方式来模拟实验操作，企图利用大量的习题训练来应对试卷中有关实验的考查，殊不知，这些纸上谈兵所得到的短期记忆是无法与学生亲身操作所获得的宝贵经验相提并论的。从长远的角度来看，这是一种舍本逐末的行为，只能让学生对所学内容停留在表面的认识，而获得深层次的理解。

(二)实验员短缺，缺乏系统的专业培训

生物教学与生物实验教学并不是完全相同的两种东西，换句话说，并不能理所当然的认为一个优秀的生物教师就完全能够胜任实验员的任务。许多学校并没有分清楚这二者之间的差别，而是将其混淆看待，让生物教师兼任实验员，有的甚至会让其他非生物专业的教师来临时充任。一般普通高中一个年级至少十几个班级，仅靠一个实验员是肯定不能满足所有实验正常开设的需求。同时若实验员缺乏专业素养会导致前期实验的准备不充分，进而使一些探究性实验沦为简单的程序化操作，学生只能凭借有限的实验器材进行机械性的重复，既无益于实验原理和方法的真正内化，也失去了科学思维培养的良好机会。其客观上是因为相关的实验人才培养缺乏专门的体系，纵观国内，有过系统的生物实验学习的人员大多都会走上生产研发岗位，而不会选择进行生物实验教学，导致学校难以寻找合适的教师人选。主观上则是许多学校本身编制比较紧张实验员则能省就省，也没有为实验员提供进修的机会，自然无法提高实验员的专业水平。

(三)实验教学理念落后，剥夺了学生的试错机会

生物实验最为重要的核心就在于学生通过自己亲自动手的方式来获得真实可靠的体验，这种体验是其他教学方式无法替代的。然而，部分教师为了节省时间，以及受到传统教学理念的影响，将学生的完整实验过程拆分成若干流水线作业，甚至完全替代学生进行课堂演示。这种做法一是只有部分地理位置优越的学生能清晰观察到实验现象，二是剥夺了学生的动手实践的过程，三是失去了学生自己试错的机会。这也就失去了生物实验课程设计的初衷，不利于学生对于生物实验的兴趣培养，与新课程标准中教学过程重实践的理念背道而驰，更加谈不上对学生生物核心素养的培养。

(四)实验流于形式，忽视了生物实验的评价环节

生物实验不能只关注实验的前期设计和具体流程的安排，而是要将实验的评价环节也纳入到整个实验当中来。有的教师在实验室中简单地介绍完实验过程后，只是负责纠正学生的错误操作，确保实验过程中不发生危险。而在实验完成以后，没有对学生实验过程中的具体表现和实验的结果进行及时评价。这会使得部分学生在今后的实验过程中不按规范操作应付了事，缺乏对实验原理、方法和现象的深层思考，教学效果大打折扣。因此，教师需要提前设定好相应的评价机制，端正学生的学习态度，重视实验的科学性和严谨性，让学生从成功中积累经验，从失败中总结教训，养成良好的科学思维。

二、高中生物实验教学的优化措施

生物学是建立在实验基础上的自然科学，各种现象的解释和规律的总结都离不开科学实验。教师通过课堂知识的传授只能让学生掌握一些已经发现的生命现象和规律，但是无尽的未知等待着他们的探索，只有通过实验，才能够补上学生生物学习能力的最后一块拼图，真正激发学生的潜能。教师要不断提升自身专业素养，不断更新教学理念，尝试用更多创新性的实验教学方法来丰富学生的学习体验。而对于学生而言，则要积极提升自己实验技能，利用直观的实验来加深对于生物抽象概念的理解，同时要不囿于课本敢于实践，激发自己的创新思维。

(一)通过化整为零和化零为整优化实验时间

针对课时不足的问题，首先教师要从思想上转变做好两手准备，一方面要化被动为主动，每学期制定包括所有实验教学在内的详细教学计划，依此向学校申请充足的课时保障；另一方面要课内和课外相结合，适当利用学生的课余或假期时间开展一些自主探究实验。结合具体的实验教学内容将实验课时化整为零。例如果酒、果醋的发酵实验本身其实验结果不会当堂产生，故可拆分成多个时间段来完成，首先课堂上介绍实验的基本原理和操作要点，接着课后布置学生分组讨论设计出本小组的实验方案并进行组间交流和修正，假期各组学生分工准备好相应的实验材料并合作完成实验操作，最后对各组的实验结果进行汇总分析和评价。其优势是大大节约了课堂时间，且充分发挥了学生的主观能动性，但实施过程中需要注意各小组的组长应具备较强的号召力和凝聚力，各组员要分工明确各司其职，教师要不断关注学生的活动进度，避免部分学生在其中滥竽充数。另外，对于材料相同或原理相似的部分实验可以合并成一个个专题来进行教学，从而化零为整节约有限的课时。以酵母菌专题为例，可以将探究酵母细胞呼吸的方式、微生物的实验室培养、酵母细胞的固定化、果酒发酵等实验综合起来优化操作流程。其优势在于将分散的知识串联起来，易于学生对系统知识的融会贯通和整体性把握，比较适合应用于复习课。缺点则是整合度高后实验操作的难度成倍提升，且不同学生操作熟练度不同导致完成实验时间的不统一，故教师要对实验流程进行缜密的安排并给学生留足实验时间，避免非实验因素增加实验失败的风险。

(二)改革实验教学方式激发学生的创新思维

生物实验教学要充分发挥学生的主体地位，通过实验设计来培养学生的科学思维，通过动手操作来训练学生的实验技能，通过结果分析和实验拓展来提高学生的创新能力。首先教师在实验准备阶段不用拘泥于教材，鼓励学生可以自己准备感兴趣的实验材料。如学生可以选用食堂的饭菜来进行有关化合物的鉴定；用显微镜观察校园里采集到的实验材料等。其次教师可以在保证实验安全的前提下允许学生去尝试一些错误的操作。如蛋白质鉴定实验中可以分别用斐林试剂和双缩脲试剂来进行实验比较结果的差异；色素提取实验在研磨过程中故意不加碳酸钙、不加二氧化硅或不加无水乙醇比较所获得的色素提取液的差异等。第三教师可以结合实验内容为学生提出一些颇具思考性的问题，让学生在问题的指引下发散思维，从而自主设计验证实验。如洋葱的鳞片叶能否进行光合作用；洋葱的根尖分生区细胞能否发生质壁分离；如何提取红色枫叶中的色素等。第四教师可以利用校园中的常见生物材料有针对性地拓展一些校本实验，让学生真正学会思考主动探究。如指导学生利用学校池塘的锦鲤来研究鱼的信息传递，探究鱼究竟是通过哪种类型的信息来感知食物的投喂；指导学生利用校园的小猫来研究条件反射的建立和消退等。通过这些教学方式的转变，其最终目的是让学生意识到他们对世界的探索离不开实验，要积极利用所学知识主动去发现问题，用实验这把钥匙去打开未知的大门。

(三)巧用多元化评价方式提高实验的实效性

实验教学的目的并不仅仅是为了让学生掌握实验原理和获得实验结果，而更重要的是为了使学生学会去发现问题和解决问题，激发学生的创新潜能。以往单一的评价方式已经不适合新课程标准的要求，因此不仅要评价实验的结果，也要评价实验的过程；不仅要评价个体的表现，也要评价小组的合作；不仅要评价操作的规范性，也要评价思维的发散性。一节实验课前不仅需要教师进行实验器材和教学策略的准备，也需要学生对相关实验进行一定的预习准备，所以不能忽视对学生课前的学习经历的客观评价。课前评价的具体方式可采用预习学案的形式呈现，以此来检查学生是否做好该实验的理论知识储备，端正学生对待实验的科学态度。课堂上教师可通过实验评价量表对学生进行评价，评价的内容主要有实验操作的规范性、实验组别的科学性、实验现象的正确性和实验结论的准确性等，具体评价的环节可包括学生的自我评价、小组的综合评价、组内互评和组间互评等，教师则需着重于评价小组的整体合作水平和学生在小组交流中的具体表现。课后评价主要集中在两个方面，一是学生能否利用已有知识解决实验中出现的异常现象，甚至产生新的有价值的质疑；二是学生能否学以致用探索生活实践中的相关问题，拓展自己的思维空间。多元化的评价不仅可以提高学生实验学习的有效性，而且有利于教师不断改进实验教学的方式方法。

三、结束语

综合来说，随着新课程改革的推进和新高考模式的转变，生物实验教学的重要性越来越凸显。常规课堂教学所看重的基础知识传授和解题训练容易让学生对生物学习失去兴趣，培养出的学生只善于做题和考试，很难培养出学生良好的科学探究能力和合作创新精神。因此，生物实验教学的优化改革势在必行，刻不容缓，作为一线教师应更新自身的教学理念，去克服课时、器材等不利因素的限制，不断优化教学和评价方式拓展实验课堂，为学生提供更加丰富的学习体验，为学生更好的成长和发展提供帮助。

参考文献：

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文章来源：高明.基于新课改的高中生物实验教学优化对策[J].高考,2021(15):53-54.