新課程改革背景下高中生物實驗教學的困難與策略探究

何石英

新課程改革是我國教育事業發展的重要舉措。它以培養具有創新精神和實踐能力的現代公民為目標，強調以素質教育為核心、以課程標準為依據、以課程改革為主線、以教師專業發展為支撐、以評價改革為保障。江西省自2021年秋季起，普通高中起始年級全面實施新課程改革，使用教育部根據2017年版課程標準修訂的新教材，到2023年實現高中所有年級全覆蓋。江西省2021年秋季入學的高一新生正式進入“3+1+2”的新高考模式。2024年起，全國統一高考考試科目為語文、數學、英語三門，使用全國卷，不分文理；考生高考總成績由全國統一考試成績和普通高中學業水平考試成績組成。在新課程改革的指導下，各學科都進行了相應的課程標準修訂和教材編寫，以適應時代的變化和社會的需求。

高中生物是一門基礎性、綜合性、探究性很強的科學學科。它涉及人類與自然、社會、文化等多方面的關系，對于培養學生的科學素養、創新意識和實踐能力具有重要作用。根據2017年版高中生物課程標準，高中生物教學應該注重培養學生的生物學核心素養，即“通過對生命現象進行觀察、探究和思考，形成對生命本質、規律和意義的基本認識，并能夠運用所獲得的知識、技能和方法解決與生命相關的問題，并對自然界和社會環境表現出積極的態度和價值取向”的綜合能力。

在高中生物教學中，實驗教學是提高學生生物學核心素養的重要途徑。通過實驗教學，可以讓學生直接接觸和感受到生命現象的多樣性和奧妙性，激發他們對生命科學的興趣和好奇心；可以讓學生親身參與到科學探究的過程中，培養他們運用科學方法分析問題、解決問題的能力；可以讓學生體驗到科學知識的生成和發展過程，引導他們尊重和追求科學真理；可以讓學生認識到自己作為一個有機體在自然界中所扮演的角色，引導他們關注自然環境、擔當社會責任。

然而，在當前高中生物實驗教學中，還存在著一些困難和問題，影響了實驗教學效果的發揮。因此，在新課程改革背景下，如何有效地開展高中生物實驗教學，是一個亟待研究和解決的問題。本文將從分析高中生物實驗教學存在的困難入手，探究相應的策略，并提出一些建議。

一、高中生物實驗教學存在的困難

（一）學生缺乏實驗興趣和能力

在高中階段，由于升學壓力大、考試競爭激烈等原因，很多學生對于理科尤其是生物這門選修課并不重視，認為它與自己未來沒有太大關系。因此，在參與實驗教學時，學生往往缺乏主動性和積極性，只是被動地完成教師布置的任務，或者干脆放棄或逃避實驗。即使有一些對實驗感興趣的學生，由于缺乏必要的實驗操作技能和基礎知識，也往往無法順利地完成實驗，或者不能正確地理解實驗結果，從而導致實驗失敗。這樣不僅影響了學生的學習效果，也打擊了他們的學習信心，使得他們對于實驗教學產生抵觸和厭倦的情緒。

（二）實驗設備和材料不足

高中生物實驗需要一定的設備和材料，如顯微鏡、培養皿、試管、試劑、標本等。然而，由于經費、場地、管理等方面的原因，很多學校無法為生物實驗提供充足和完善的設備和材料，導致實驗教學難以開展或者質量不高。其中，有些實驗無法進行，有些實驗只能進行演示或者觀看視頻，有些實驗只能使用簡單的替代品或者模擬品。這些都影響了學生的實驗操作和探究體驗，降低了學生的實驗興趣和能力。

（三）實驗時間和空間受限

高中生物實驗需要一定的時間和空間，以保證學生能夠安全、有效、深入地進行實驗操作和探究活動。然而，在現實教學中，很多學校對于生物實驗課的時間安排不合理或者不足，導致學生無法完成實驗或者只能草草了事。有些學校沒有專門的生物實驗室或者實驗條件差，導致學生無法進行規范的實驗操作或者受到環境的干擾。這些都影響了學生的實驗效果和收獲。

（四）學生缺乏實驗設計能力

在高中階段，提升學生的實驗設計能力有助于培養學生的探究精神和創新思維。這也是檢驗他們對生物知識和規律的理解和運用的有效方式。然而，由于多種原因，很多學生在實驗設計方面表現不佳，如缺乏實驗思路和方法，不能確定合適的實驗變量和控制條件，不能制訂可行的實驗步驟和方案，不能合理地分析和解釋實驗結果等。

二、高中生物實驗教學的策略探究

針對上述存在的困難，本文提出以下幾點策略，以期改善高中生物實驗教學的現狀，提高學生的生物學核心素養。

（一）激發學生的實驗動機和創造力

要想讓學生積極參與到實驗教學中來，首先要激發他們的實驗動機和創造力。教師可以從以下三個方面著手。

第一，聯系生活現象和社會問題，培養學生的好奇心和探究意識。教師可以在實驗前提出一些與生活現象或社會相關的問題，如“為什么水稻可以在水中生長而小麥不行？”“為什么人類不能克隆恐龍？”等，引導學生思考并尋求答案。

第二，設計情境化和探究性的實驗任務，激發學生的參與感。教師可以根據實驗內容設計一些情境化和探究性的實驗任務，如“假設你是一名食品檢測員，請用你所學過的方法鑒定食品中是否含有某種添加劑”“假設你是一名環保志愿者，請用你所學過的方法檢測某個水域的水質是否合格”，等等，讓學生扮演不同的角色，在具體的情境中完成具體的任務。

第三，鼓勵學生自主設計和改進實驗方案，培養學生的創新意識和能力。教師可以在給出基本的實驗要求后，讓學生自主設計或改進實驗方案，如選擇合適的材料、設備、方法、步驟、參數等，并讓他們解釋自己設計或改進的理由。教師可以給予適當的指導和評價，鼓勵學生進行創新性的嘗試。

（二）利用多媒體和網絡資源豐富實驗教學

高中生物實驗需要一定的多媒體和網絡資源，如動畫、視頻、模擬軟件、在線平臺等。這些資源可以彌補實驗設備和材料的不足，展示難以觀察或操作的實驗過程和現象，提供互動和反饋的機會拓展跨學科和社會化的視野。教師可以從以下3個方面著手。

第一，選擇適合實驗內容和目標的多媒體和網絡資源，避免過多或過少的信息干擾學生的注意力和思維。教師可以根據實驗的難易程度、重點難點、學生的興趣等因素，篩選出合適的資源。如在講解光合作用的原理時，可以使用動畫來展示光合作用的過程；如在講解人類基因組計劃的意義時，可以使用視頻來介紹人類基因組計劃的歷史和成果。

第二，指導學生合理使用多媒體和網絡資源，培養學生的自主學習能力和信息素養。教師可以在使用多媒體和網絡資源前，明確學生的學習任務和目標，如觀察、分析、比較、評價等，并給予學生一定的提示和問題，引導學生關注重要的信息和思考解決問題的方法。教師還可以在使用多媒體和網絡資源后，組織學生進行交流和討論，檢查學生的學習效果和理解程度，并給予適當的反饋和評價。

第三，創造性地利用多媒體和網絡資源，激發學生的創新意識和能力。教師在使用多媒體和網絡資源時，不僅要將其作為展示或演示的工具，而且要作為創造或探究的工具。教師可以鼓勵學生利用多媒體和網絡資源自主設計或改進實驗方案，如使用模擬軟件進行虛擬實驗、使用在線平臺進行協作實驗等。教師還可以鼓勵學生利用多媒體和網絡資源自主表達或分享實驗成果，如使用動畫或視頻制作實驗報告，或使用在線平臺進行實驗展示、交流等。

（三）建立開放性和探究性的實驗環境

高中生物實驗需要一個開放性和探究性的實驗環境，以保證學生能夠自由、安全、有效地進行實驗操作和探究活動。這樣的環境不僅包括物質環境，如實驗室、設備、材料等，也包括人文環境，如教師素養、同伴、氛圍等。教師可以從以下3個方面著手。

1.改善物質環境，提供必要的條件和支持

教師應該盡可能地為生物實驗提供完善和充足的設備與材料，保持其良好的狀態和功能，并合理地布置實驗室空間，注意安全防護措施；根據實驗的不同類型合理安排時間，靈活地調整課堂進度。

2.營造人文環境，形成良好的氛圍和風氣

教師應該尊重學生的個性差異和選擇權利，強調學生的自主性和靈活性；鼓勵學生之間進行合作與交流，并建立平等與互助的關系；培養學生對實驗的熱情與興趣，并激發其求知與探究的欲望。

3.指導實驗過程，提供必要的幫助和反饋

教師應該在實驗前，明確實驗目的和要求，并設計合理的實驗方案和步驟；在實驗中，及時觀察和了解學生的實驗情況，并給予適當的引導和提示；在實驗后，組織學生進行實驗總結和討論，并給予正面的評價和建議。

（四）培養學生實驗設計能力

為了提高學生的實驗設計能力，教師應該采取以下策略。

1.引導學生明確實驗目的和問題

教師應該在實驗前，引導學生思考實驗的意義和價值，激發學生對實驗的興趣和好奇心；幫助學生明確實驗的目標和問題，讓學生知道自己要通過實驗探究什么、驗證什么、解決什么。

2.指導學生選擇合適的實驗材料和設備

教師應該在實驗前，指導學生選擇合適的實驗材料和設備，并讓學生了解它們的性質和功能；教會學生如何正確使用和保管實驗材料和設備，避免浪費和損壞。

3.幫助學生制訂可行的實驗方案

教師應該在實驗前，幫助學生制訂可行的實驗方案，并讓學生理解實驗方案的原理和邏輯。教師還應該教會學生如何確定合適的實驗變量和控制條件、如何安排合理的實驗步驟和時間、如何記錄和處理實驗數據等。

4.促進學生分析和解釋實驗結果

教師應該在實驗后，促進學生分析和解釋實驗結果，并讓學生與預期結果進行比較；教會學生如何根據實驗結果得出結論、如何發現并解決實驗中出現的問題和誤差、如何提出改進或拓展的建議等。

三、高中生物實驗教學的未來發展

高中生物實驗教學的未來發展，應該緊跟時代步伐，與科技的進步相結合、與社會的需求相適應、與學生的發展相協調。具體來說，可以從以下幾個方面進行展望。

一是提高高中生物實驗教學的質量和水平。這需要加強對高中生物實驗教學的研究和評價，建立科學的實驗教學標準和指標，完善實驗教學的管理和監督機制，保證實驗教學的規范性和有效性。同時，也需要加強對高中生物實驗教師的培訓和考核，提升他們的專業素養和實踐能力，促進他們的專業發展和成長。

二是拓展高中生物實驗教學的內容和形式。這需要根據生物學科的發展趨勢和前沿領域，不斷更新和豐富實驗教學的內容，引入新的實驗主題和問題，激發學生的探究興趣和創新思維。同時，也需要根據信息技術和網絡技術的發展變化，不斷創新實驗教學的形式，利用新的實驗工具和平臺，如虛擬實驗、遠程實驗、模擬實驗等，拓寬學生的實驗視野和體驗。

三是加強高中生物實驗教學的社會化和國際化。這需要開展與社會需求相聯系的實驗項目和活動，如環境保護、公共衛生、食品安全等，讓學生在實驗中感受到社會責任和使命感。同時，也需要加強國際交流和合作，借鑒國外先進的實驗教學理念和方法，參與國際性的實驗競賽和活動，提升學生的國際視野和競爭力。

四、結語

高中生物實驗教學既是培養學生生物素養的重要途徑，也是提高學生綜合能力的有效手段。但是，高中生物實驗教學也面臨著一定困難，需要教師采取相應的策略進行改進和創新。

本文研究了大量期刊文獻，并從網絡上搜集各類官方信息，總結了高中生物實驗教學的困難與策略，舉例說明了一些策略的應用方法和效果。這些策略旨在激發學生的學習興趣，提高學生的實驗技能，培養學生的探究能力，增強學生對生物現象和規律的認識。

然而，這些策略并不是固定不變的，也不是一勞永逸的。教師在實際教學中，還需要根據不同的實驗內容、學生特點、教學目標，靈活選擇和運用合適的策略，不斷完善和創新高中生物實驗教學，為培養高素質的生物人才奠定堅實的基礎。

本文雖然對高中生物實驗教學的困難與策略進行了一定程度的探討，但仍有不足之處。例如，本文沒有對高中生物實驗教學的現狀進行深入分析、沒有對高中生物實驗教學的效果進行評價等。這些都需要進一步地研究和探索。

希望本文能夠對高中生物教師和相關研究者有所啟發和幫助，也期待更多的人關注和參與高中生物實驗教學的改革和發展。