耿凡強

（山東省泗水縣第一中學(xué)，山東 泗水 273200）

生物實驗是生命科學(xué)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，對于提升學(xué)生學(xué)習(xí)思考的主動性和實踐探究能力有重要作用。在新高考模式的改革背景下，要認(rèn)識到當(dāng)前高中生物實驗教學(xué)中存在的困難，積極探索高中生物實驗教學(xué)的有效措施，進一步培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰涂茖W(xué)探究素養(yǎng)，推進高中生物實驗教學(xué)的順利實施。

一、新高考下高中生物教學(xué)存在的困難分析

（一）高中生物實驗教學(xué)理念尚未更新

當(dāng)前高中生物實驗教學(xué)理念還較為落后，長期的應(yīng)試教育束縛了教師的思路，在教學(xué)實踐中缺乏對實驗教學(xué)的充分重視，主要是相較于物理、化學(xué)等學(xué)科而言，生物學(xué)科計入的高考成績最低，暴露出高中生物學(xué)科的較低地位。

（二）忽視對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)

高中生物實驗教學(xué)對于培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究能力有重要作用，能夠通過實驗教學(xué)發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。然而，不少教師因課時少、教學(xué)任務(wù)重而過分關(guān)注實驗知識的傳輸和講解，而沒有合理設(shè)計高中生物實驗內(nèi)容和過程，忽略了對學(xué)生科學(xué)實驗思維和實驗?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。同時，在高中生物實驗教學(xué)中大多開設(shè)的是驗證性實驗和技能型實驗，而缺少學(xué)生主動探究的實驗，學(xué)生在實驗過程中大多是帶著結(jié)論開展實驗，而沒有積極主動地在探究性實驗中思考、分析和實踐，難以提高學(xué)生的科學(xué)實驗探究素養(yǎng)。另外，教師對于生物實驗教學(xué)資源的開發(fā)利用明顯不足，生物實驗課堂的對外延展較為狹窄，缺乏生物實驗教學(xué)與生活實際的緊密聯(lián)接，不利于發(fā)展學(xué)生的綜合實驗?zāi)芰Α?/p>

（三）實驗教學(xué)硬件配置不足

新高考改革實施后的高中生物實驗教學(xué)設(shè)備配置明顯不足，實驗設(shè)備和試劑相對匱乏，難以為一些特定的實驗提供基礎(chǔ)支撐。尤其是在高中生物探究性實驗教學(xué)之中，由于缺乏硬件設(shè)備的支持，導(dǎo)致實驗教學(xué)實施效果差強人意，不利于培養(yǎng)學(xué)生的高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

（四）教師的實驗素養(yǎng)有待提升

新高考下的高中生物實驗教學(xué)離不開師資力量的支持。然而，當(dāng)前高中生物實驗教師隊伍的軟實力不足，對生物實驗教師的后續(xù)實驗教學(xué)能力培訓(xùn)明顯存在欠缺，缺乏生物實驗教學(xué)培訓(xùn)時間和機會，導(dǎo)致教師的生物實驗素養(yǎng)整體偏低。同時，高中生物實驗教學(xué)評價方式不夠合理，學(xué)生積極參與生物實驗的能力不強，主要是采用識記性的實驗方法，而沒有對實驗步驟、原理和過程進行深入細(xì)致的思考和分析。

二、新高考下高中生物實驗教學(xué)的措施分析

（一）更新生物實驗教學(xué)理念

學(xué)校要重視高中生物實驗教學(xué)，積極購置生物實驗設(shè)備和器材，協(xié)調(diào)各年級的生物實驗時間，確保生物實驗合理有序的實施。教育主管部門要強調(diào)新高考模式對生物實驗的要求，增強學(xué)校及教師對生物實驗的重視度，全面調(diào)查和了解學(xué)校生物實驗室設(shè)備、實驗工作人員配置的相關(guān)情況，對其及時給予幫扶。并利用教師交流學(xué)習(xí)的契機，合理配置高中生物教師，全面更新高中生物實驗教學(xué)觀念。

（二）探索多樣化的高中生物實驗教學(xué)方法

1.結(jié)合實際生活開展生物實驗教學(xué)。

新高考下的高中生物實驗教學(xué)要與學(xué)生的日常生活相聯(lián)系，教師要精心創(chuàng)設(shè)生活化的實驗教學(xué)情境，鼓勵學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中生活，更好地優(yōu)化生物實驗方式和實驗步驟，進一步陶冶學(xué)生的情操。

在“通過模擬實驗探究膜的透性”的生物實驗之中，可以選取具有生活氣息的實驗材料，可以將玻璃紙改進為雞蛋膜等生活中隨處可見的材料，引導(dǎo)學(xué)生在生物實驗中獲得真實的學(xué)習(xí)體驗。在學(xué)習(xí)“葉綠素的提取與分離”的生物實驗中，可以讓學(xué)生從生活中隨機提取綠葉作為實驗材料，學(xué)生自己動手操作實踐，在動手動腦中明白葉綠素提取的原理和方法，理解葉綠素提取的有機溶劑是無水乙醇，從而增強學(xué)生對高中生物知識的理解和體悟。又如：在《植物細(xì)胞質(zhì)壁分離》的生物實驗中，讓學(xué)生觀察生活中的現(xiàn)象，如：觀察并思考雞蛋中蛋黃和蛋清的分界是否是由于半透膜的存在；花兒的葉片在幾天不澆水后會出現(xiàn)枯萎現(xiàn)象；在家中做的西紅柿片上撒上白糖之后，過了一會盤碟底部會出現(xiàn)西紅柿汁。通過上述生活中的現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生的探究興趣，對生活再進行討論和科學(xué)探究，如：了解植物葉片萎蔫是由于植物細(xì)胞失水過多而導(dǎo)致的；西紅柿汁的出現(xiàn)是因為植物細(xì)胞失去水分而到了盤子中。

2.基于問題驅(qū)動的學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究。

要善于在高中生物實驗教學(xué)中發(fā)現(xiàn)新的問題，提出問題，激發(fā)學(xué)生對既有知識的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生積極主動地參與到高中生物實驗過程之中，進行自主學(xué)習(xí)、探究和思考。

在《探究植物細(xì)胞的吸水與失水》的生物實驗之中，教師先拋出問題：“植物細(xì)胞會發(fā)生吸水和失水的現(xiàn)象嗎？”由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，回憶植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，獲取成熟植物細(xì)胞的相關(guān)信息。進而，教師進一步提出相關(guān)問題串：（1）植物細(xì)胞吸水和失水的狀況是怎樣的呢？（2）植物細(xì)胞在什么情況下會失水和吸水？（3）植物細(xì)胞能否構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)？其哪些結(jié)構(gòu)與半透膜的原理相一致？在上述具有關(guān)聯(lián)性的問題之中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞問題進行自主思考和學(xué)習(xí)，根據(jù)上述問題相互討論實驗方案，進行生物實驗的自主設(shè)計和實施。

在《體驗制備細(xì)胞膜的方法》生物實驗之中，為了讓學(xué)生對細(xì)胞膜有一個直觀形象的認(rèn)知和了解，教師預(yù)先準(zhǔn)備三種細(xì)胞：高等植物細(xì)胞、紅細(xì)胞和肌細(xì)胞，并向?qū)W生提問：“上述三種細(xì)胞之中，哪一種細(xì)胞比較適合提取細(xì)胞膜呢？”學(xué)生對問題進行思考后回答：“應(yīng)當(dāng)選擇紅細(xì)胞用于提取細(xì)胞膜，其原因是在于動物細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，且不具有細(xì)胞核與眾多的細(xì)胞器?！本o接著，教師提出問題：“那么是否能夠選擇雞的紅細(xì)胞？”并向?qū)W生提示：雞不是哺乳動物，屬于鳥類，具有細(xì)胞核及其他細(xì)胞器。對此，在教師的提示之下，學(xué)生思考并得出結(jié)論，應(yīng)當(dāng)選擇哺乳動物成熟的紅細(xì)胞，因為哺乳動物成熟的紅細(xì)胞沒有細(xì)胞壁，細(xì)胞內(nèi)沒有細(xì)胞核和其他眾多的細(xì)胞器。之后，教師再提出問題引導(dǎo)學(xué)生進行自主思考：“如何制備細(xì)胞膜，是否能夠使用鑷子夾取或用針挑破細(xì)胞膜呢？”

3.運用多媒體教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生分析和討論。

多媒體教學(xué)是一種直觀形象的教學(xué)策略和方式。在高中生物實驗教學(xué)之中，教師可以精心創(chuàng)設(shè)多媒體情境，導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，讓學(xué)生快速進入到生物實驗過程之中。

在《探究植物細(xì)胞的吸水與失水》的生物實驗教學(xué)中，教師可以通過多媒體展示相關(guān)情境：在蔬菜上灑水、糖拌西紅柿等，學(xué)生通過多媒體視頻或圖片看到腌蘿卜條時灑上一些鹽會出水、向青菜上灑水能夠讓青菜變得更加硬挺。通過直觀形象的多媒體展示情境，讓學(xué)生認(rèn)識到植物細(xì)胞也會吸水和失水，引導(dǎo)學(xué)生進入到新課之中。同時，還可以利用多媒體向?qū)W生展示質(zhì)壁分離和復(fù)原的動畫，引導(dǎo)學(xué)生觀察植物細(xì)胞發(fā)生的形態(tài)變化，并播放預(yù)先錄制的關(guān)于植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的微課，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求進行自主觀看、思考和分析，討論相關(guān)問題：“植物細(xì)胞內(nèi)的吸水或失水主要是指哪一結(jié)構(gòu)中水分的進出？”“植物細(xì)胞的細(xì)胞壁對水分進出是否有影響？它與原生質(zhì)層有什么不同的特性？”“成熟的植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因有哪些？”……從而引導(dǎo)學(xué)生加深對生物知識的理解和記憶。

（三）引導(dǎo)學(xué)生自主開展實驗探究

在新高考背景下的高中生物實驗教學(xué)要增設(shè)拓展性實驗課程，引導(dǎo)學(xué)生自主開展實驗操作，讓學(xué)生在探究性實驗中進行分析討論和科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。

以人教版高中生物教材必修一第五章《探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式》實驗教學(xué)為例，考慮到酵母菌是一種單細(xì)胞真核生物，學(xué)生對于酵母菌具體的細(xì)胞呼吸方式并不清楚。對此，可以設(shè)計有氧環(huán)境和無氧環(huán)境下的探究性實驗，讓學(xué)生通過探究性實驗獲悉酵母菌的兼性厭氧代謝特點，思考并探究有氧呼吸和無氧呼吸的不同產(chǎn)物，從而較好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。教師要明確探究性實驗的類型——對比實驗（相互對照實驗），強調(diào)學(xué)生通過對照組和實驗組的方式進行實驗，讓學(xué)生結(jié)合已知條件來作出假設(shè)：酵母菌在有氧條件下會生成CO2，在無氧條件下會生成CO2和酒精。并開展小組合作探究活動，提出探究性實驗思路：第一部分為控制自變量，要為酵母菌分別提供有氧和無氧的實驗環(huán)境，通過接通橡皮球持續(xù)通空氣制造有氧環(huán)境，通過酵母菌培養(yǎng)液密閉營造無氧環(huán)境；第二部分為連接詞，如一段時間后；第三部分為檢測因變量，檢測其產(chǎn)物中是否含有酒精或二氧化碳，必要時要寫出檢測指標(biāo)。同時，在實驗探究過程中要思考自變量有無氧氣，因變量是否有CO2和酒精產(chǎn)生，無關(guān)變量主要是溫度、酵母菌濃度等影響實驗結(jié)果的可變因素。學(xué)生仔細(xì)觀察實驗現(xiàn)象，教師要對學(xué)生的探究性實驗給予過程性指導(dǎo)、答疑和點撥。最后，讓學(xué)生分組進行探究性實驗結(jié)果的展示，包括實驗步驟、實驗現(xiàn)象記錄表、實驗分析等，讓學(xué)生通過交流自主表達自己的觀點和見解，并總結(jié)出探究性實驗的結(jié)論：酵母菌在有氧環(huán)境下產(chǎn)生大量的二氧化碳，無氧環(huán)境下會產(chǎn)生酒精和少量二氧化碳。

又如：在學(xué)習(xí)高中生物實驗《體驗制備細(xì)胞膜的方法》一課之中，要從觀察證明細(xì)胞膜存在的小實驗入手，培養(yǎng)學(xué)生對細(xì)胞邊界的整體性感知，進而再開展探究性實驗，讓學(xué)生圍繞“探究膜的結(jié)構(gòu)——概述細(xì)胞膜的功能”這一線索進行實驗，選取適宜的實驗材料和方法制備純凈的細(xì)胞膜，讓學(xué)生體驗制備細(xì)胞膜的方法，分析細(xì)胞膜的成分，增強學(xué)生的科學(xué)探究思維和能力。在讓學(xué)生了解紅細(xì)胞制備的原理前提下，指導(dǎo)學(xué)生按照步驟進行實驗操作：制作裝片——觀察——滴蒸餾水——持續(xù)觀察紅細(xì)胞的正常狀態(tài)、圓漲狀態(tài)和漲破狀態(tài)，最后進行實驗結(jié)果分析，通過上述實驗僅能夠觀察到細(xì)胞膜的存在和破裂狀態(tài)，而并沒有真正將細(xì)胞膜提取出來，對此教師要進行適當(dāng)提示和點撥，考慮細(xì)胞膜與細(xì)胞器、細(xì)胞質(zhì)的密度存在差異，可以采用差速離心的方法單獨提取細(xì)胞膜，也可以在沒有離心機的條件下采用將試管靜置的方式提取細(xì)胞膜。

（四）注重生物實驗教學(xué)的反思和遷移應(yīng)用

新高考下的高中生物實驗教學(xué)要注重對實驗教學(xué)的反思和總結(jié)，通過學(xué)生自主參與實驗思考和探究，培養(yǎng)學(xué)生的合作互助意識和科學(xué)探究精神，提高學(xué)生的生命科學(xué)實驗探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。

在《探究植物細(xì)胞的吸水與失水》的高中生物實驗教學(xué)之中，重點在于讓學(xué)生體驗到制備細(xì)胞膜的方法，培養(yǎng)學(xué)生的實驗創(chuàng)新思維和素養(yǎng)。教師要引導(dǎo)學(xué)生對實驗過程進行總結(jié)和歸納，在學(xué)生明確實驗思路后要關(guān)注學(xué)生的實驗過程和表現(xiàn)，放手讓學(xué)生動手操作和思考討論，從而讓學(xué)生在實驗過程中獲得一種沉浸式的體驗。

同時，還要引導(dǎo)學(xué)生對生物實驗進行遷移和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科知識遷移和應(yīng)用能力。以學(xué)習(xí)《《探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式》實驗為例，教師可以留出時間讓學(xué)生針對實驗過程中的問題進行提問，發(fā)散學(xué)生的思維，并將實驗知識與日常生活實際相聯(lián)系，讓學(xué)生思考日常生活中酸性重鉻酸鉀能夠檢測酒精可以用于什么地方，讓學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗進行思考，并做出回答：交警叔叔在查酒駕醉駕的時候就會用到酸性重鉻酸鉀。另外，教師還要引導(dǎo)學(xué)生思考酵母菌在有氧和無氧狀態(tài)下的呼吸作用除了能夠產(chǎn)生酒精和CO2以外，還能夠產(chǎn)生其他的什么物質(zhì)，要求學(xué)生在課后查閱相關(guān)資料，并進一步深入探究實驗。

三、結(jié)語

綜上所述，新高考下的高中生物實驗教學(xué)要充分體現(xiàn)新課標(biāo)的理念，發(fā)揮學(xué)生的主體地位和作用，采用多樣化的生物實驗教學(xué)方法和策略，激發(fā)學(xué)生的實驗探究興趣和欲望，引導(dǎo)學(xué)生深入探究生物實驗現(xiàn)象及其內(nèi)在本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。