高中生物新课程实验教学的问题与对策，本文主要内容关键词为：新课程论文,对策论文,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。
高中生物新课程从2004年开始实施以来，到2010年秋季几乎所有的省份已经进入新课程实验阶段。据我们了解，体现新课程重要亮点的实验教学并没有得到很好的改善，尤其是选修模块，大多数的省份没有开设实验，只是作为理论知识来学习，失去了作为“技术实践”的原本意义。原因是多方面的，除了和新课程难度、高考方向等课程改革内容有关外，还和学校实验室仪器条件、学校教师技能与观念有关。本文试图从课程教材、师资以及实验室和仪器建设三方面分析新课程中的问题，并探索从物质及技术保障方面提出一些新的思路，弥补新课程实践中的一些不足，促进新课程的实施。
一、新课程中实验的特点
1.实验地位明显提升
首先在理念上，把探究过程当成生物科学的内容之一。“科学包括知识、过程和知识的应用”。学习生物必然学习探究的过程，而探究过程只能通过实践活动，因此实验活动是生物学本身的内容之一。提高实验技能方法作为课程的总目标之一被提出来，课程标准文本中所列举的案例无一不是实验活动，可见新课程所要实现的总目标有很重要的比例寄希望于实验教学的改进，即实验的地位明显提升。
2.实验能力更加明确和拓宽
课标对实验能力作了详细规定：“能够正确使用一般的实验器具，掌握采集和处理实验材料、进行生物学实验的操作、生物绘图等技能。能够利用多种媒体搜集生物学的信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息。”并且明确提出了11项科学探究能力，在确定研究问题、定量分析等方面较初中阶段有所提升。离开实验，这些能力的培养就成空谈。
3.实验数量和类型明显增加
目前现行的大纲共设置实验19个、必修16个，选修3个，而新课程不同版本的实验数量都有明显的增加（见表1）。
表1
实验类型也明显增加，以人教版为例，除了需要学生真正动手的“实验”或“探究”外，教材中还设计了许多的实践活动，如资料分析（如细胞核的功能、酶本质的探索、血浆的化学组成等）、构建细胞模型（如细胞、细胞膜、DNA分子等）、技能训练（解释数据、解读图表、识图与作图、类比推理）、思考与讨论、调查、收集资料与分析。可谓方式多种多样。浙科版把所有的学生实践活动统统叫“活动”。可见不动手或动手少的活动也应得到重视。在所有这些活动方式中，有一个共同的内容就是“讨论”，有的还明确需要学生分组与“表达与交流”。这些活动类型的拓展和变化其实反映了新课程对学生探究能力全面的要求。所以我们在考虑新课程需要什么样的仪器的同时，还应考虑新课程需要什么样的实验室模式才能满足其他活动的要求。
4.实验内容体现现代化
在必修模块中有显示线粒体、DNA、RNA的染色方法，在选修模块中有组织培养、电泳、PCR、柱层析等。
二、实验教学面临的问题
1.课程和教材
①普遍认为新课程内容多，课时少，难度大。新课程刚实施的时候，教师大多反映实验难度大，好多实验没有做过，试剂不够，没有仪器。一些示范性高中经过一轮实验以后仍然感到实验有很大的难度，因此可以估计普通高中的难度会更大。
②某些模块中实验与内容的“整合”程度不高，给人一种“游离”的感觉。课程标准强调知识与过程的统一，实验被界定成了教学内容的一部分。但是有些教材在何时安排实验、安排什么实验上设计存在不足，不能形成逻辑上的主线，对学生正确概念的形成没有太多的挑战，使实验的意义打了折扣。如必修1“分子与细胞”中有关细胞大小、细胞膜选择透性以及结构的内容，可以先安排一个“细胞的大小与生物个体的大小的关系”的实验，让学生测量不同生物个体的细胞大小，如鱼血、蛙血和人血的细胞，牛和人的神经细胞，不同种的卵细胞等。通过测量的结果分析，细胞大小和生物个体大小无关。但是不同种类的细胞大小略有差异，如卵细胞一般都比较大，神经细胞比较长，但是总体都比较小。细胞之所以这么小是和它的表面积有关系的，细胞要进行一系列的生命活动必然要与外界进行物质交换。表面积与功能有何关系呢？这时安排课本中的模拟实验。学生了解之后进而提出：细胞具有相对较大的表面积的功能是什么？那就是对内外物质的进出进行把关，物质不能随便进出细胞。不信，做一做活细胞和死细胞的实验。同样这些内容，有的教材也同样安排这些实验，但是却没有在一条主线上，如观察各种细胞，仍然停留在“动物细胞和植物细胞在结构上有何异同”上。教师出示几张图片就可解决问题，实验意义不强，内容上也感觉缺乏逻辑主线。
③某些实验操作过于繁琐。目前选修模块里的大部分实验都存在操作复杂的问题，比如“制作泡菜并检测亚硝酸盐的含量”这个实验。首先在原理上就比较复杂，亚硝酸盐不能直接和N-1-萘基乙二胺盐酸盐发生反应，得先跟氨基苯磺酸发生重氮反应。其次，泡菜中的亚硝酸盐的提取，先要榨成汁，后加入氯化镉和氯化钡的混合溶液，摇晃震荡1小时，后加入氢氧化钠溶液，处理后加入氢氧化铝溶液，这时液体才清亮。操作过程太复杂，并且实验中所用到的试剂名称比较绕口，不太适合中学生。选修模块中后面几个实验都有类似的问题。
④有些实验设计存在欠缺，如现象不明显、试剂难买、价格较昂贵等。
表2是不同版本中存在欠缺的部分实验。
表2
2.师资
①教师实验技能训练不足。新增的许多实验，如组织培养、PCR、电泳等，教师缺乏基本的技能和训练，有畏难的心理，教师不熟悉仪器设备及试剂的使用，缺乏相关实验的直接经验。
②实验教师数量不够。根据我们的调查，目前有专职实验员的学校只有一半左右，而且学历水平总体不高。面对新课程如此大量的现代化实验内容，没有一定的学历水平的实验员很难胜任。
3.实验室和仪器设备
①实验室数量与面积。根据我们的调查，全国范围内高中规模多数在十个平行班以上，而具有两间或以上的实验室的学校不足40%，大部分学校只有一间实验室。一间实验室无法满足10个班同时开展实验，所以普遍反映实验室数量太少，周转不过来，更不可能设置组培室、分子生物室或微生物室了。接近70%的实验室面积不足90
，这样的实验室通道狭窄，加上班额人数多，给开展实验增添了许多的不便，新课程提倡的合作探究讨论难以落实，实验室环境布置也成为空谈。
②实验室模式单一。80%以上的实验室布局是以2人一组为基础的教室式。这种布局有明显的优点，就是有利于教学活动的组织与管理，教师讲授也比较方便，但缺点是不利于学生间的合作与讨论，前排容易碰倒后排的试剂瓶等。单一的实验室模式难以满足多种多样的实验活动。
③仪器设备不足。教师反映学校急需新课程增加的实验仪器和材料，主要是必修中的一些药品和选修中所需的仪器设备，如恒温培养箱、高压灭菌锅、组培实验室设备、微生物室设备、PCR仪等，另外高中学校对高质量的显微镜和数码显微镜也有一定的需要。
④消耗性支出不够。目前大部分学校购买消耗品的经费是由学校负担的，因此受到多种因素的影响，有1/3左右学校能够做到随时补充，而多数学校却难以做到。离开材料的支持，一些生物实验就难以开展。
三、对策
1.提高实验室建设和仪器装备的标准
新课程实施以后，各地热切盼望有新的仪器配备标准作依据。现在《高中理科教学仪器配备标准》已经教育部颁布，它和《中小学实验室装备规范》构成了新课程高中阶段实验室建设和仪器配备的新的标准要求。这两个文件都是针对新课程的变化而制定的，学校应该切实认真履行落实。当前各地装备部门正在抓紧学习和落实《中小学实验室规程》和《国家中长期教育改革和发展规划纲要》，正在制定实验室和仪器建设的有关规划。这是一个很好的机遇。如果这两个标准能得到落实，实验室标准化、规范化和现代化的目标就能实现。
就生物必修模块来说，主要是增加十多种生物染色剂、几种测量工具和必要的安全器材。有条件的地区可以规划建设生物网络实验室，增添信息技术设备和仪器，如数码显微镜、传感器设备等。
选修模块的内容是全新的，除必须按标准添置器材外，还必须增加新的实验室。由于涉及多种公用设备，有的功率还比较大，需要电路改造或增容，所以购置该模块的仪器最好和生物技术实验室、组织培养室建设结合起来整体考虑。
开展实验室建设要注意多种模式的组合（见另文）。
2.树立整体解决的思路，保障实验的顺利开出
完成高中实验，不但需要仪器与仪器的配合，而且需要仪器和试剂紧密配合才能有满意的实验结果。因此学校、装备部门在采购时最好采用整体解决的思路，从实验室的设计、施工到一揽子的仪器、配套的有关耗材，再到技术支持、培训等相关内容，整体打包进行招标，确保实验过程的顺利运行，保证实验效果。
3.相关仪器的改进和开发
目前选修模块的多数仪器设备都有社会产品，满足教学要求是没有问题的。但是如果全国范围内一万五千多所普通高中都配置的话，光选修模块必配部分仪器就需要20亿左右的经费。加上必修部分仪器、实验室改造，再加上其他学科尤其是通用技术，未来几年高中仪器建设将是一笔巨大的开支。所以针对教学需要，在保持现有的、甚至适当提高某些安全指标的前提下，作适当改进突出教学适用性，降低成本就成了当务之急。
针对教材中某些实验昂贵的问题、耗时太长的问题，教室配置溶液工作量大的问题，也需要研究加以克服。目前我们和某些单位合作，取得了一些进展。
4.大力开展实验教师实验技能培训
教育改革，教师是关键。从我们的经验看，开展培训的最有效的方式是企业参与。能提供高中仪器及技术支持的企业一般具有较好的技术力量，不说技术开发人员，就是市场营销的人员也一般具有专业硕士学历水平，对实验的过程和经验是教研人员无法比拟的。所以首先是技术培训，而后教学组织等内容就容易了。
5.在政策上保证经常性开支的落实
做实验是有消耗的。尤其是生物学科，一些活材料、有活性的酶试剂等，靠装备部门通过制订计划、采购招标、供货、检验、派发等一年左右的周期是不现实的，应有学校自行采购的一定比例的计划，弥补统一采购的不足。我们看到《中小学实验室规程》已将这部分费用“纳入学校教育公用经费开支范围”里了，并且将“实验室管理员的编制在学校教职工总编制内解决”。让我们共同呼吁，争取实验教学有一个比较好的政策环境、物质环境和技术支持环境。
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