怎样在新课程下进行高中生物实验教学，本文主要内容关键词为：新课程论文,实验教学论文,高中生物论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在高中生物新课程标准中，生物实验作为最重要的课堂教学形式，贯穿于高中生物课程的整个过程。生物实验教学是提高学生生物科学素养的最有效途径。那么，在教学中教师如何进行实验教学呢？
一、对高中新课程生物实验编排思路的理解
1.高中生物新课程选择实验内容的依据。(1)新课程的理念和目标。《课程标准》倡导探究性学习，不仅是学习方式的变革，而且是通过学习方式的改变促进每一位学生的全面发展，为每一位学生的充分发展创造空间。不通过探究性实验，课程标准中的“情感、态度和价值观”的很多目标就难以实现。高中生物课程标准提出的“倡导探究性学习”，就是要让学生采取类似于科学家科学探究活动的方式学习生物学，以其学习方式的彻底改变，成为主动参与的学习者。(2)学生的知识基础、心理特点和认知规律。高一学生迫切希望通过自主学习进一步认识生命的本质，以及生物与环境之间相互作用的实质。与此同时，他们的思维活动正在完成由以形象思维为主向以抽象思维为主的过渡。根据学生的知识基础、心理特点和认知规律，新课程的实验内容注重动作技能训练的作用，但要在完成必要的实验操作技能训练的前提下逐步开展验证性和探究性实验教学。(3)课程内容的性质。新课程的必修部分总共安排了24个实验。其中，“分子与细胞”模块不仅实验数目多，而且有各种实验类型，其原因是该模块知识涉及到细胞结构的动态变化，以及细胞内物质的代谢变化，便于安排一些适合学生观察、测定、验证或探究的实验活动；但“遗传与进化”模块的知识，主要是从细胞水平和分子水平阐述生命的延续性，因此，适合学生在课堂上完成的实验课题则偏少。(4)实验条件和教师的能力水平。有许多实验对于达到高中生物教学的预期目标是十分必要的，如制备生物膜、观察细胞质流动、探究酶及作用特性、探究细胞核的功能、DNA的粗提取和鉴定、果蝇的杂交实验、观察果蝇唾液腺染色体等。但这些实验对实验条件要求较高，有些教师还难以完成这些实验的操作。因此，有些老教材中的实验在必修教材中没有体现，而放到了选修教材中，甚至被删掉了。
2.高中生物新课程的实验分类。根据教育部的划分标准，高中生物新课程的实验根据学生实验目标的不同，共分三大类：(1)技能性实验。2001年项伯衡、郑春和对实验动作技能目标的动作认知类和动作技能类均作出了具体区分。前者指对实验对象进行操作的运动规则，包括实验内容、实验目的、实验原理、材料用具、药品试剂、方法步骤、实验结果、分析结论等认知成分；后者指对实验对象进行的准确、连贯、协调、自动化的操作性动作。(2)验证性实验。基本程序为：确定论题—获得论据—进行论证。论证方式分为演绎论证和归纳论证。科学研究的论证通常是演绎论证，有直接论证和间接论证两种，反证法是常用的间接论证方式之一。(3)探究性实验。①探究实验的基本程序及界定（表1）；②探究实验的类型：中学生物学的探究实验分为引导探究和自主探究两种类型。
表1 探究性实验的基本程序及要求
探究程序基本要求
提出问题尝试发现与生物学相关的问题；尝试书面或口头表述
这些问题；描述已有知识与这些问题的冲突所在
假出假设应用已有知识和经验对问题答案提出可能的设想；估
计假设的可检验性
制订计划列出所需要的材料、用具和试剂；拟订探究方案；选出
控制变量，设计对照实验；预测实验结果并作出解释
实施计划进行观察、调查和实验；收集数据；评价数据的可靠性
分析结论描述实验现象；整理和解读数据；论证并得出结论
表达交流撰写探究报告；交流探究过程和结论
3.高中生物新课程的实验分级。以技能训练为核心，依次分为观察或鉴别、验证、诱发探究、自主探究、模拟探究等5级实验，各级实验的培养目标有所侧重，但共同组成一个完整的科学探究活动体系。其中，必修1有13个实验（含探究活动），必修2有4个实验（含探究活动），必修3有7个实验（含探究活动），总计24个（表2）。
“选修1：生物技术实践”模块全部为学生实验课，该模块内容包括：微生物的应用、酶的应用、生物技术在食品加工中的应用、生物技术在其他方面的应用等部分，共有13项课题，26个具体实验内容，该模块的实验虽不要求学生全部完成，但需根据学校的教学条件指导学生选做5～7项课题的具体实验。整个高中教材（含必修和选修模块）共有各类课内实验或探究活动50个，除此以外，还有课外参与的实验活动，如技能训练、课外制作、调查、实习等。
表2 验证性实验的分级、目标、内容
分级 实验目标例证性实验（24个）
用高倍显微镜观察线粒体和叶绿
技能性实 观察对象“是什么”， 体；使用高倍显微镜观察几种细胞；
验（0级）或鉴别实验材料中 检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋
“有什么”
白质；观察细胞中DNA和RNA的
分布等
观察根尖分生组织细胞的有丝分
为阐明“为什么”或
裂；植物细胞的吸水和失水；观察细
验证性实 “怎么样”提供实验依 胞减数分裂；模拟尿糖的检测；利用
验（1级）据，或证实物质或结
计算机辅助模拟人体内稳态的维
构动态变化
持；模拟植物或动物性状分离的杂
交实验等
教师提出实验结构或
绿叶中色素的提取和分离；细胞大
引导探究 程序，学生参与“干什 小与物质运输的关系；探究酵母菌
（2A级） 么”和“发现什么”的 细胞呼吸的方式；探究培养液中酵
探究 母菌群的数量动态变化；土壤中动
物类群丰富度的研究等
探究影响酶活性的因素；探究环境
学生自主探究，设计
因素对光合作用强度的影响；探究
自主探究 和执行实验方案来检
低温诱导染色体加倍；探究植物生
（2B级） 验对“有什么”和“为 长调节剂对扦插枝条生根的作用；
什么”的解释 探究水族箱（或鱼缸）中的群落演替
等
设计和制作实验研究
尝试制作真核细胞的三维结构模
模拟探究 的某种对象，或人为
型；体验制备细胞膜的方法；制作
（3级） 条件下模拟研究对象
DNA双螺旋结构模型；设计并制作
的动态变化
生态瓶等
（备注：以上例证性实验的分级是依据教育部的实验分级模式，其实分级也不是绝对的，存在交叉现象）
4.高中生物新课程实验教学目标的把握。新课程标准的三大目标细分为不同的水平层次，如知识性目标分了解、理解、应用三个水平层次，技能性目标分模仿、独立操作两个水平层次，情感性目标分经历（感受）、反应（认同）、领悟 （内化）三个水平层次，且目标内容标准中规范使用了不同的行为动词，如“简述”、“描述”属于知识性目标的了解水平，层次、要求较低，而“概述”则属于知识性目标的理解水平，层次、要求就较高；再如，“应用”、“利用”属于知识性目标的应用水平，而“使用”、“运用”则属于技能性目标的独立操作水平，一字之差，相距甚远。因此，准确把握目的要求可以保证实验教学的方向，保证实验教学的质量。同时，目标的变化也对教师提出了新要求，如教育观念、教育方式、教学行为的改变等。
2007年全国最先推行高中新课改的4个省区首次进入高考，现将4省区高考试卷（生物部分）列表3比较如下：
表3 4省区高考试卷比较
课改试卷总分实验所占比
试题类型
区 类型分 例(%)
广东单卷150 51
34 单选题20个，多选题
10个，非选择题11个
海南单卷100 49
49 选择题14个，必考题4
个，选考题2选1
山东理综合卷 89 37 41.6 单选题8个，非选择题
2个，选考题2选1
宁夏理综合卷 93 57 61.3 单选题6个，非选择题
2个，选考题2选1
由表3可知，以上4省区除广东省实验分适当偏低外，其他三省区约占50%左右，占了半壁江山，尤其是宁夏高达61.3%。可见，新课程的思想在高考中已经得到了很好的检验，生物实验题在高考中具有了举足轻重的地位，实验教学也摆到了前所未有的高度。
二、新课程下我校高中生物实验教学的组织准备
1.高一第一期开始开设生物课，每周2课时。我们之所以要从高一第一期开始开设生物课，主要基于以下几个原因：一是最先进入课改的省区，最后都从高一开始开设生物课，他们已经走了弯路，我们不能重蹈覆辙；二是实验太多，仅必修教材就有24个，实验室安排一个实验至少需要一周的时间，尤其是对于学生分组实验室少、实验员少、实验设备差、高中又在不断扩招、扩班的学校来说，规定的实验很难保证开足，最后只能停留在讲实验、练实验的层次上，不利于学生能力和素质的提高；三是生物由原来的2本必修教材增加到3本必修教材，一年两个学期无法完成；四是高考对生物的要求和分值都提高了，若不从高一第一期开课就无法保证教学质量。事实上，长沙市很多学校都从高一第一期开始开设生物课。
2.配齐教师，加强培训。2006年寒假之前，学校进行统筹安排，制订高中新课程培训计划，全员培训、全面培训，努力提高师资队伍的专业素质，既要保证高一年级按新课程标准开课，又要让其他年级的教师熟悉新课程，以适应未来进入新课程和高考的需要。
3.努力创造条件配置必需的药品、仪器和用具（尤其是有机染液）。在添置数码显微镜、数码解剖镜的基础上新添置一整套价值2万余元的苏威尔DISLab数字化信息系统，该系统由1个数据采集器和CO[,2]、pH、光强、溶氧、气中氧、温度等10个传感器及附属配件组成，以确保教师的科研活动和学生的实验探究活动的正常进行。
4.组织全校精干力量编辑、出版《名师导学·同步测控·新课标教案、学案、习案》丛书，在满足自身需要的前提下，全力打造长沙市一中新课程教辅品牌。就生物实验教学而言，我们注意了以下几个问题：(1)本着精练、实用、充分体现新课程四大理念的原则严格编辑、严格审订，努力做到高质量、零错误。(2)所有实验教案单列，且探究性实验教案一律放在理论课教案前面，让学生通过实验得到结论、获取知识。(3)所有学生分组实验必须要求先做预备实验，凡是未做预备实验的一律不得进行学生分组实验。(4)所有实验的训练均进入《学案》和《习案》，且每一节的《学案》及《习案》中至少安排1～2道难度较大的实验设计题，从一开始就进行训练，以增强学生的实验设计能力。(5)凡是超前、超纲或老教材的试题坚决予以摒弃，并做到无一试题重复。
5.高中生物新课程中对学生实验活动的要求仅仅是建议性的，教师可根据当地的实际情况，选择适当的内容和方式组织学生实验。根据人教社课程教材研究所生物室主任赵占良老师在湖南省开展省级培训的意见，对照课程标准、高考要求及我校的实际，我们高中阶段的实验拟做如下规划（表4）。
表4 长沙市一中高中阶段的实验规划
序号 拟开出的实验（16个） 创造条件争取开出的实验（8个）
Ⅰ-1 使用高倍显微镜观察几 观察细胞中DNA和RNA的分布
种细胞
Ⅰ-2 检测生物组织中的糖探究酵母菌细胞呼吸的方式
类、脂肪和蛋白质
Ⅰ-3 用高倍显微镜观察线粒
体和叶绿体
Ⅰ-4 尝试制作真核细胞的三
维结构模型
Ⅰ-5 体验制备细胞膜的方法
Ⅰ-6 植物细胞的吸水和失水
Ⅰ-7 探究影响酶活性的因素
Ⅰ-8 探究环境因素对光合作
用强度的影响
Ⅰ-9 绿叶中色素的提取和分
离
Ⅰ-10 细胞大小与物质运输的
关系
Ⅰ-11 观察根尖分生组织细胞
的有丝分裂
Ⅱ-1 观察细胞减数分裂 探究低温诱导染色体加倍
Ⅱ-2 制作DNA双螺旋结构
模型
Ⅱ-3 模拟植物或动物性状分
离的杂交实验
Ⅲ-1 模拟尿糖的检测探究生长调节剂对扦插枝条生根的
作用
Ⅲ-2 设计并制作生态瓶 利用计算机辅助模拟人体内稳态的
维持
Ⅲ-3探究培养液中酵母菌群的数量动态
变化
Ⅲ-4土壤中动物类群丰富度的研究
Ⅲ-5探究水族箱（或鱼缸）中的群落演替
（备注：以上必须开出的16个实验在一般的普通高中都能做到）
三、新课程下开展生物实验教学所面临的主要问题
1.对新课程理念领会不透，执行不力是最大的阻力。自主学习、探究性学习、合作学习已成为我国基础教育改革中大力倡导的三种现代学习方式，是新课改的主旋律和精髓所在。传统的被动的接受学习虽然有积极的因素，但缺陷已经十分明显，在新课程教学中应尽量减少。人人参与，平等对话，真诚沟通，彼此信赖是新课程下课堂教学的核心，教师应该放下高高在上的架子，努力创设民主、平等、合作的教学氛围与和谐的人际关系。
2.正确把握好新教材，处理好新教材是落实新课改，提高教学质量的最关键因素。这包括教学目标的定位、教学重难点的分析、知识挖掘程度的把握、知识呈现方式的思考、教学模式的运用、教学手段的更新，等等。例如，“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验，首先需要明确，老教材中是每一种试剂只检测特定的待测液，属于典型的技能性、验证性实验，而新课程教材则是每一种试剂检测所有的待测液，这样就变成了技能性、探究性实验；其次，从教学目标看，是“尝试用化学试剂检测生物组织中糖类、脂肪和蛋白质”，属于技能性目标的模仿水平，要求不高，懂得怎么做就够了；为了帮助学生很快了解该实验的方法和过程，可设计如下表格（表5）。
表5 实验表格设计
试剂名＼实验材料苹果或 马铃薯 花生 花生种 豆浆 鲜肝提
梨匀浆 匀浆种子 子匀浆取液
双缩脲试剂
实验时，可分组进行，最后交流并分析实验结果，这样学生就抓住了要点，教学目标也实现了。有的教师讲原理、方法、步骤花了很多时间，最后，学生虽然做了实验，但还是没明白是怎么回事，这就不行了。
3.实验室配置和实验设备不足对实验教学有暂时的制约性。这需要各级实验装备部门努力予以解决，尽量满足各中学实验教学的需要。但是我们也要看到，实验教学资源紧缺及其开发的滞后性是影响实验教学最重要的客观因素。在努力探索普通高中生物新课程课堂教学改革的同时，创造条件，就地取材，因陋就简地开设好生物学实验，是学校领导和生物学教师义不容辞的责任。
4.多数教师从事生物实验教学的经验和能力有限，分期分批培训任务繁重。很多中学生物教师理论教学的水平很高，但实验教学的水平却不是很高，很多生物教师根本就没有做过实验，甚至一些生物实验教师本人都做不出来，或者不能得到理想的实验结果，实验后，他们也没有去分析其中的原因，这样的状况怎么去从事生物实验教学？因此，生物教师的实验教学培训已迫在眉睫，各级教研、电教部门应高度重视并加以落实，以努力打造一支适应新课程的高素质的生物教师队伍。
5.高考既对中学生物实验的开展有促进作用，又对其有极大的冲击作用。高考分值的不断增加让各级教育部门和学校都明白了实验教学的重要性，但很多学校以课时少、时间紧、任务重；实验条件差、生物教师待遇低等为借口，不给学生做实验。有些教师认为，学生做实验会消耗大量的时间，考试中遇到实验题却不一定得高分，于是在课堂上将实验精讲细练，将科学方法也当做知识来传授，严重制约了学生实验探究、实验设计能力的提高及创新思维的开发。应当知道，新课程最核心的理念是提高学生的科学素养，新课程强调培养学生的探究能力，并非仅仅应对考试，而是为了适应学生在现代社会终身发展的需要，为了适应我国创新型国家建设对人才的需要。
6.忽视科学探究活动在知识建构中的重要作用。新教材中科学探究活动与知识内容编排在一起，与老教材的编排体系完全不同。于是，有的教师认为，科学探究活动主要是让学生领悟方法，培养能力，知识教学主要靠讲述，因此，往往因知识内容讲不完而将科学探究活动的课时一压再压，甚至不开展科学探究活动。其实科学探究活动的重要目标之一就是建构知识。例如，“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验，有的教师可能认为，此实验的主要目标在科学方法方面，即控制变量、设计对照实验，因此，教学中绝大部分时间是让学生分析实验中的对照组和实验组的设计以及自变量、因变量、无关变量的概念和判断，让学生从头设计课本上写得明明白白的实验。这样就忽视了本实验的知识目标：通过给过氧化氢加热，让学生理解化学反应活化能的概念；通过往过氧化氢溶液中加FeCl[,3]和肝脏研磨液，让学生明白催化剂的作用是降低化学反应的活化能，而生物催化剂降低活化能的效果更加明显。当然，关于科学探究活动如何具体实施和操作才能实现最优化是新课程实施过程中很值得研究的问题。