新课标下关于高中生物实验教学的思考
摘 要：在新课程教学标准中，明确指出注重生物核心素养的提高，生物实验作为其重要组成部分，是学生落实理论与实践相结合理念的主要途径，教师优化生物实验教学模式，从多个角度展开生物实验相关知识的讲解，打造高效的高中生物实验教学课堂。文章以新课程下关于高中生物实验教学的思考为主题，从多个方面展开详细的分析和探讨。
关键词：高中课堂;生物实验;教学模式;实践能力
在高中生物传统教学课堂中，教师受到应试教育理念的影响，过于重视理论知识的讲解，为了节约课堂教学时间，对实验教学环节整体呈现出不重视的教学情况，导致学生对生物实验步骤死记硬背，无法深刻认知实验原理和操作注意事项，降低学生的生物实验综合能力。所以，教师创新生物实验教学模式，从构成实验的基本元素出发，促进学生综合素质和核心能力的发展。
一、 教授生物实验理论知识
在高中生物实验教学中，掌握理论知识和器材操作方法是基础环节，一方面能够加深学生对生物知识和概念的认知，另一方面推动生物实验环节的顺利开展。所以，教师优化课堂理论知识教学策略，以生物实验为媒介，展开互动教学环节，充分发挥出学生的主观能动性，达到事半功倍的学习效果。
在细胞结构的讲解中，首先从理论层次阐述，植物细胞和动物细胞结构是学习的重点，教师以对比的方式展开教学环节，便于学生理解和记忆。植物细胞和动物细胞相同的结构有细胞膜、细胞核、线粒体、内质网、核糖体、高尔基体和溶酶体，细胞壁、叶绿体和中央大液泡是植物细胞独有的细胞结构，动物细胞具有中心体，并不是其特有的，低等植物细胞也有中心体结构。然后，教师向学生提出“如何判断某个细胞为植物细胞还是动物细胞？”的问题，引发学生自主思考，灵活运用自身所掌握的生物知识，得出以两者细胞结构的不同作为判断依据的解决策略，进一步提出“如何能够观察到细胞的结构？”仅凭肉眼是无法看到细胞结构的，引入显微镜观察细胞结构的生物实验，以示范的方式向學生讲解显微镜各个结构、作用和使用方法，为之后学生自主开展生物实验夯实基础。比如，了解显微镜的成像特点是放大倒立的虚像，其放大倍数的计算方法是物镜和目镜放大倍数的乘积等。同时，教师以示范的方式向学生展示具体的显微镜使用步骤和注意事项，如下降镜筒时，双眼侧视镜筒，防止镜头碰到碎片。最后，教师为学生提供多个动物、植物细胞盖玻片，引导学生以实践的方式，仔细观察细胞的机构，借助理论知识，准确判断其是动物细胞还是植物细胞，形成完善的生物理论知识教学方案，打造高效的高中生物教学课堂。
二、 感知生物实验设计理念
在高中生物实验教学中，学生自主设计实验步骤是主要的考查内容，体现出学生对理论知识的灵活运用能力、严谨的逻辑思维能力和生物实验设计原则，教师以生物教材内容为中心，分别向学生讲解实验设计遵循的原则，如单一变量原则、对照实验原则等，推动对学生实验设计能力的培养。
在具体的教学环节，教师以生物实验为范例，引领学生深刻感知实验设计理念。在单一变量原则的教学中，自变量、因变量、无关变量和额外变量是学生所要掌握的生物概念，教师以“唾液淀粉酶实验”为例，加深学生对相关概念的认知程度，低温、适温和高温是实验的自变量，是由实验者操纵的因素和条件，在自变量下酶的活性是因变量，实验的目标就是验证自变量和因变量之间的因果关系。在整个生物实验环节中，试管的干净程度、唾液的新鲜程度、淀粉浓度等是无关变量，是除自变量影响实验结果之外的因素，若无关变量存在不等同问题时，就会导致生物实验现象不同，产生额外变量，其是由无关变量产生的变化结果，促进学生熟练掌握单一变量原则。其次，对照性原则是常用的生物实验设计理念，其中包含空白对照、条件对照、自身对照和相互对照，教师以具体的事例展开详细地分析。如在“唾液淀粉酶催化淀粉”的实验中，实验组滴加唾液淀粉酶，而对照组只加入等量的蒸馏水，不做任何实验处理，起到空白对照的作用。在自身对照讲解中，以“植物细胞质壁分离和复原”为例，观察实验处理前后现象变化的差异，以前后不同的实验现象作为对照。除此之外，教师从多个角度展开等量原则、科学性原则的分析，促进学生实验设计能力的提升。
三、 培养生物实验实践能力
在高中生物传统实验教学过程中，教师通常以示范的形式展开实验教学，学生并没有参与到实践操作中，容易形成学生眼高手低的教学现状，不符合教育事业改革的方向。所以，教师挑选简单、易操作的生物实验，引导学生积极参与其中，锻炼学生的动手操作能力，但是要注意避免选择那些过于危险的生物实验内容，具体需要结合高中生的身心发展条件，从确保他们身心健康出发，优选安全、适宜的生物实验材料与方案等，保证有效锻炼他们的生物实验实践能力。
在影响酶活性条件的探究性实验中，引导学生明确生物实验的目标，探索过氧化酶在不同温度和pH下催化过氧化氢水解的情况，教师引领学生自主思考，如何判断酶的活性，逐步掌握实验的原理，“淀粉遇碘时会形成紫蓝色复合物，麦芽糖和葡萄糖不会形成紫蓝色复合物，但是能够与斐林试剂发生氧化还原反应，形成砖红色的沉淀”。然后，让学生运用自身所掌握的生物实验设计原则，自主设计具体的生物实验步骤，促进学生思维能力的发展。比如，在探究pH对酶活性影响的生物实验中，明确实验中的自变量，分别向试管中加入蒸馏水、氢氧化钠、稀盐酸，再加入等量的淀粉酶和可溶淀粉溶液，震荡摇晃均匀，处于同一温度下保持相同时间，再加入等量斐林试剂，观察具体的实验现象，发现只有加入蒸馏水的试管液体颜色变蓝，进而得出pH偏高或者偏低都会导致酶的活性明显下降，促进学生生物实验动手实践能力的提高。
四、 创新生物实验教学模式
在高中生物实验教学课堂上，教师转变自身的教学观念，从学生的角度出发设计课堂教学环节，以问题引导的方式拓展学生实验思维，以小组合作实验策略增加学生之间的交流和互动，保证课堂实验教学的效率和质量，同时充分发挥多媒体教学设备的作用，将复杂、操作要求较高的生物实验以视频的形式展示出来，并以动手实践环节锻炼学生的实验设计、亲手操作能力，逐渐形成完善的生物实验教学方案，推动高中生物实验教学模式的创新和改革。此外，除了常规的线下实验教学模式之外，还可以配合应用多媒体技术、微课等一些新型的线上实验教学模式，保证可以借助线上生物实验教学模式来辅助学生深刻理解与掌握整个生物实验的操作流程及重难点和要点，这样才能更好地借助多元化的生物实验教学模式提高生物实验教学效果。
在具体的教学环节中，兴趣和求知欲是推动学生主动参与生物实验环节的动力，教师以问题引导的方法，让学生带着疑问设计生物实验步骤，加深学生对生物实验的印象。比如，在“质壁分离与复原”的生物实验教学中，学生在观察质壁分离现象时，经常会发现“部分细胞并没有发生质壁分离现象”，进而向学生提出“是什么原因造成细胞没有质壁分离？”“浓度过高、过低会产生怎样的实验结果？”等引导性问题，拓展生物实验教学内容，将学生进行分组，以小组合作的方式，设计生物实验步骤，为学生提供合作交流探讨的机会，同时教师积极参与其中，一方面给出建设性意见和想法，推动学生合作完成生物实验设计，另一方面指出学生在实验步骤中的不足和缺陷，培养学生实验逻辑思维能力。最后，教师结合具体的生物实验内容，为学生准备相应的实验器材和工具，引导学生参与到生物实验的操作中，熟练掌握各种器材的操作方法和技巧，同时教师向学生介绍相关的注意事项，从本质上扼杀生物实验的不安全因素，以及组织学生开展实验总结环节，详细汇总出实验目标、实验原理、步骤、现象和结果，促进学生灵活运用其中所包含的生物理论知识，整体性地提升生物实验教学有效性。
五、 丰富生物实验教学形式
兴趣是决定高中生物实验教学成败中最为关键的一个非智力因素，主要表现在高中生对生物实验教学内容与形式的感兴趣程度。或者说，为了保证最终高中生物实验教学的效果可以达到预期，必要条件之一是保证所设计生物实验教学形式可以有效激发学生的学习兴趣，引导他们开展有效性思考活动。考虑到高中生普遍不喜欢单一、重复性的教学形式，尤其是机械化的对照生物教材上实验步骤的实验教学形式，非常容易影响学生参与高中生物实验教学的兴趣，最终会给生物实验教学的效果带来不利影响。为了可以有效解决上述这一高中生物实验教学弊端，必须要对生物实验教学的形式进行大胆创新与丰富，保证可以促使高中生积极参与生物实验教学活动中，如开放式、探究式等都是非常符合高中生思维认知的实验教学形式。
例如，开放式生物实验是一种能够激发初中生参与实验教学兴趣的有效实验教学形式，所以在平时生物实验教学中可以转变以往的生物实验教学理念，有效地开展开放式生物实验，借助实验活动开展来有效地培养和发展他们的创新能力。但是要注意确保开放式实验形式下生物实验的过程、材料与结论都要具备多元化和开放式特征，力求对学生的实验能力进行发展的同时，提高他们的思维能力。比如，在开展植物细胞质和植物细胞壁等方面的生物实验教学活动期间，可以结合相应生物实验的基本原理、方法与基本步骤等，组织全体高中生可以自行从现实生活中选择一些实验材料，之后在显微镜下对不同类型植物的细胞结构进行认真区分。针对细胞液浓度等重难点部分生物实验内容，教师要注意组织高中生自行从生物教材或者其他课外期刊资料当中搜集和了解相关的资料，期间教师再给予必要的指导点拨与评价分析，保证高中生可以对生物实验持久保持新鲜感和热情，这样才能有效调动高中生自身的主观能动性，提高他们参与高中生物实验教学的效果。
总而言之，在高中生物实验教学环节，教师充分利用多媒体教学设备，以图画或者视频的形式，详细地讲解实验工具的使用方法，避免出现由于操作失误而造成的实验现象不理想。同时，教师将实验操作环节融入教學中，将其作为生物理论知识理解的途径，促进学生实验核心素养的发展。
作者简介：余海霞，甘肃省定西市，甘肃省临洮县文峰中学。
