高中生物实验课堂的构建研究

作者简介：崔德锋（1977～），男，汉族，甘肃兰州人，甘肃省兰州市第五十一中学，研究方向：高中生物教学。

摘  要：由于高中阶段学生学习任务较重，时间紧张，不少教师过于关注知识与技能教学，忽略了学科的附加教育价值。就生物课程而言，大多数教师不注重实验课堂的构建，导致学生无法建立理论与实践的联系，学生的科学精神和科学素养难以得到提升，无法体现生物学科的育人价值。为此，教师应关注高中生的认知规律，结合生物学科的特点，积极组织实验活动。同时，借助信息技术和多种实验材料，打造充满趣味性的实验课堂，保证生物教学满足高中生的兴趣需要，促进高中生的全面发展。文章就高中生物构建实验课堂的必要性和具体实践进行分析与研究。

关键词：高中；生物；实验课堂

中图分类号：G633.91    文献标识码：A    文章编号：1673-8918（2024）12-0123-06

生物是一门具有代表性的理科学科，核心目标在于培养学生的科学精神，使学生树立正确的生命观念和自然观念。在实验课堂上，提升高中生的观察、实验、分析、归纳等基本技能，也能加强理论与实践的融合，有利于学生体会生物学科的本质与内涵，实现综合素养的提升与发展。高中生物教师在开展实验教学时要增强知识的直观呈现，以小组为单位，鼓励学生与同学积极交流，相互配合。还可以趣味性实验活动，活跃课堂氛围，调动学生的学习热情。同时，要充分发挥信息技术的优势，开展线上实验，凸显实验细节，强化学生的科学态度与科学精神。

一、 高中生物实验课堂现状

在高中生物课堂上开展实验活动，是培养学生科学精神和科学态度最直接且有效的手段，但如今的高中生物实验教学仍然存在些许不足：

首先，实验设备不足。一些学校缺乏必要的实验器材和设备，导致实验教学无法正常进行。还有些学校实验设备过于老旧，无法满足现代化生物实验的要求，这也会影响实验效果。

其次，实验时间安排不当。生物实验往往需要充足的时间让学生进行操作和观察，但有些教师过于关注基础知识教学，在实验时间安排上不够合理，导致实验时间过短，无法体现真实的实验效果，也无法让学生掌握实验技能。

再次，实验教学的方法单一。大多数教师开展实验教学都以演示实验为主，缺乏创新性和多样性的实验教学方法，学生失去了对生物实验的兴趣，参与实验活动的效果不佳。

另外，缺乏综合性实验内容。综合性实验可以全面考查学生对知识和技能的掌握情况，但大部分教师都不注重综合性实验，导致学生无法将所学知识运用到实际操作中。这不仅会影响学生的综合能力和综合素质的提升，还会导致实验课程缺失，难以凸显实验对高中生的教育培养功能。

最后，实验内容与实际应用脱节。大多数教师开展实验教学都是围绕教材展开，而没有根据学生的生活经验进行实验内容的拓展和延伸，导致学生所学的知识与现实生活严重脱节。还有的实验只关注基础的生物知识与技能，而忽略了培养学生实际应用和解决问题的能力。实验过程枯燥乏味，无法激发学生的学习热情，导致学生的实际操作能力和创新思维得不到发展。

二、 高中生物学科的教学目标

生物学科是高中课程体系中的重要内容，在新高考背景下，生物学科也成了受学生欢迎的必修科目。高中阶段的生物学科教学目标分为知识目标、能力目标、情感态度与价值观和科学素养四个方面。生物教学要让学生通过学习生物课程掌握基础知识，理解生物进化的历程和机制，了解生物多样性的意义和保护措施，体会人类生命活动的基本特征和调控机制，并掌握生物技术在生产生活中的应用。而实验作为高中生物课程体系中的重要组成部分，可以培养学生观察、实验、分析、归纳等能力，使学生具备独立思考、创新思维和解决问题的能力，并建立生物与现实社会的联系。除此之外，在完成实验的过程中，学生需要收集、整理、分析数据，并借助现代信息技术，获取全面的生物知识，还要与他人合作交流，可以增强学生的人际交往能力和社会沟通能力。

此外，生命观念是生物学科的核心，高中生物要注重培养学生热爱生命，尊重生命的观念，使学生积极探索生物的奥秘，强化科学精神与实践能力。相较于其他理科学科，生物学科的内容较为简单，需要记忆的理论知识较多。所以，在生物课堂上要建立理论与实际的联系，帮助学生掌握科学思维的方式和方法，并借助学科原理解释生活中的某些现象，使学生体会科学的基本概念和原则，运用科学知识评价和分析社会问题。

三、 高中生物构建实验课堂的必要性

（一）直观呈现知识

以实验来呈现高中生物知识，可以增强知识点的直观性、形象性。实验是一种非常有效的学习方式，可以让学生通过亲身操作，深入理解生物学的原理和概念。大多数生物知识都需要学生站在微观视角体会和学习，还有一些知识内容是抽象的，如：遗传物质、基因等。学生面对这些内容难以建立直观的想象，甚至在学习时会遇到各种各样的阻碍。为了解决这个问题，高中生物教师要积极开展实验教学，让学生直观地了解生物概念知识，体会生命活动过程。

实验教学是一种以实践为主导的教学模式，通过实验操作验证和探索科学知识。学生在参与实验的过程中，需要亲手操作实验器材，观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果，这都有助于高中生实践技能和动手能力的提高。同时，这种教学模式可以改变传统的围绕理论知识教学的弊端，激发学生的学习热情，促进高中生创新精神的形成与发展。除此之外，实验教学也是实现理论知识巩固与加强的重要途径。在实验的过程中，可以将以文字呈现的理论知识转化为直观形象的实践操作，加强学生对知识的理解和记忆。

（二）理论联系实践

虽然高中生的身体发育已经趋近成年人，但他们认知发展仍处在关键阶段。在生物实验课上，可以加强学生对理论知识的深入理解，使学生明确实验方向和重点，体会生物现象，建立理论与实践的联系。在以往以理论知识为主的课堂上，整体课堂氛围沉闷，学生的学习积极性不高，主要原因就是课堂知识的呈现方式与学生的认知规律不符，而实验教学可以有效解决这一问题。教师在带领学生进行实验的过程中，学生需要自行收集实验资料和实验数据，关注实验细节，保证实验结果的准确性。高中生必须做到认真负责，才能保证实验过程的顺利进行，这可以帮助学生端正学习态度，培养科学严谨的学习精神。

生物知识的呈现较为抽象，且各知识点之间存在千丝万缕的联系，一项完整的实验活动，并不仅仅包含一个知识点，而是以某个特定知识点为中心，实现拓展与延伸，这可以保证知识的综合体现，有利于培养学生的科学精神和综合素质。学生在理解理论知识时，可以站在实验过程和实验结果的角度，以画面的形式反思知识的描述，这对培养学生的抽象思维和逻辑思维有着重要的作用。

（三）强化科学精神

实验教学是一种严谨的科学研究方式，需要学生具备严谨的科学态度和实事求是的精神。高中生在开展生物实验的过程中，要遵循特定的实验流程和操作规范，认真记录实验数据和结果，为了保证实验结果的准确性，需要通过对真实实验数据予以分析，得出正确的结论，并对异常数据进行修正，确保实验结果的准确性和可靠性。同时，也要对得出的实验结果予以分析和评价，这对培养学生严谨的科学态度和客观的分析能力有着重要的作用。在高中生物课堂上，借助实验教学，培养学生的科学精神，可以将生物知识以一种学生乐于接受的方式呈现出来，调动学生探究生物现象和生物世界的热情，加强学生对科学内容的理解和思考，从而帮助学生端正学习态度，养成良好的学习习惯。

四、 高中生物实验教学的关键点

（一）技能训练

在高中生物实验课堂上，强化实验技能训练是重要环节，这不仅影响到学生对知识的理解和掌握，更会对学生的能力养成和未来发展产生深远的影响。高中生物教师在设计实验时要增强知识的直观呈现，提高学生的理解能力，让学生亲身参与实验，观察实验现象，把握理论知识，强化对生物学科的认知。而在实践操作的过程中，学生也可以直观地感受生物学的内在逻辑和科学原理，提高其科学素养。为了保证实验结果的准确性，需要学生仔细观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果，这一过程有利于提高高中生的观察力和思考力，加强高中生发现问题、分析问题和解决问题的能力。此外，许多生物实验学生难以独立完成，需要与他人合作，这对培养学生的团队意识和合作精神有着重要的作用。学生在合作时要明确分工，共同完成实验任务，相互学习，相互帮助，学会正确与他人相处，培养人际交往能力和社会实践能力。

（二）数据处理

在完成生物实验过程中，经常会出现各种各样的数据，而实验数据的有效处理是保证实验结果的重要环节，也是充分凸显实验教育价值的关键内容。在实验教学时，要培养学生科学客观的认知和价值观念，加强对实验数据的真实性检验、规律性探索和有效的误差分析。在实验时，由于各种因素的影响，会产生一些异常数据或误差数据，对这些数据要恰当处理，准确识别，保证实验数据的真实性和可靠性，进而保证实验结论的科学性和准确性。通过分析实验所得的数据，往往能够探寻出一些生物规律，这种规律性探索对深入理解生物学知识，揭示生命现象的本质有着重要的意义。所以，为了培养学生的探究精神和探索意识，教师要鼓励学生主动发现数据之间的内在联系，进而推断出生物学现象的本质和规律。在实施数据处理的过程中，有一个重要环节就是误差分析，通过误差分析可以了解实验数据的不确定性程度，评估实验结果的可靠性和精准度，有助于学生更好地理解实验结果，为进一步的科学研究和实验提供有力支持。

（三）安全意识

虽然说高中生物实验的安全性较高，但学生在实验操作时若不具备一定的安全意识，仍然会出现操作失误，进而影响实验结果，甚至影响到自己的安全。为了增强学生的安全责任意识，在高中实验课堂上，教师要向学生讲解正确的实验操作步骤，规范学生的实验行为，并帮助学生逐渐树立正确的安全认知。首先，要培养学生的安全意识，使其充分了解实验操作规程、仪器使用范围以及试剂安全等信息，避免因操作失误或使用不当出现安全事故。其次，要让学生认识到实验试剂或实验废弃物处理不当，会对环境造成污染，增强学生的环境保护意识，使其能够严格按照规定处理废弃物，减少实验对环境带来的负面影响。

（四）探究精神

探究精神是科学研究中不可或缺的动力和源泉，通过开设生物实验培养学生的探究精神，可以加强学生对生物学的兴趣和热爱，更能为高中生的长远发展开辟宽阔的道路。在高中生物实验课堂上，教师要注重培养学生的探究精神，强化科学素养，鼓励学生在参与实验的过程中不断追求真理，勇于探索未知。学生要亲身参与实验，观察实验现象，分析实验数据，深入理解生物知识，体会科学方法和科学精神，实现科学素养的形成与发展。教师可以引导学生自主设计实验，分析实验结果，强化高中生的创新思维和独立思考的能力，这项能力对学生的未来学习和生活有着重要的意义。除此之外，在探究时，学生需要与其他同学相互交流、探讨、合作，共同解决问题。教师可以布置分组实验任务，培养学生的合作精神和团队协作能力，助力于高中生的终身成长。当然，在探究的过程中若遇到问题，学生要主动思考解决问题的办法，锻炼解决问题的能力，培养自主学习意识和自我管理能力。

五、 高中生物构建实验课堂的具体实践

（一）小组实验，直观体验

通过分析高中生物教材，我们可以发现，每一章节都有一到两节“探究·实践”内容，这一板块的内容需要教师带领学生开展实验完成，这也体现了实验在如今高中生物课程体系中的重要性。在构建生物实验课堂的过程中，教师可以加强学生之间的合作，布置小组实验任务。教师在布置小组实验任务时，要关注学生的能力水平，避免同一小组内的成员能力相差较大，要保证学生之间能相互配合，相互借鉴，以此提高实验效率，培养学生的团队协作能力，促进其对生物知识的全面理解和掌握。

以“检验生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”这一实验课程为例，学生首先要明确检验还原糖需要用到斐林试剂，检验脂肪则需要用到苏丹Ⅲ染液或苏丹Ⅳ染液，二者与脂肪反应分别呈现橘黄色和红色。检验蛋白质要用到双缩脲试剂，反应结果呈紫色。接着，为学生准备实验需要用到的材料，早酥梨、花生种子、大豆等。教师将这些生物组织分发给各小组，要求学生分别进行实验。引导学生先将生物组织切成小块，研磨成匀浆，再分别向每组样品中添加斐林试剂、苏丹Ⅲ染液、苏丹Ⅳ染液和双缩脲试剂，按照试剂说明书上的方法，对样品进行加热或染色处理，观察样品的变化，记录颜色变化以及有无砖红色沉淀生成。每组成员要将实验结果如实记录在表格上，包括样品名称、试剂名称、实验现象等，并根据实验结果以及所学的理论知识，分析各组样品中是否有还原糖、脂肪、蛋白质。为了保证实验结果的准确性，小组成员要通力合作，保证实验过程顺利完成。这个实验可以检验学生课上所学理论知识的效果，还能有效培养学生的实验操作能力和科学探究精神。