劉蘭珍

摘? 要：隨著素質(zhì)教育和教學(xué)改革的深入，在現(xiàn)代高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以清晰明了地理解教材中復(fù)雜的知識(shí)點(diǎn)，通過(guò)自己親眼所見(jiàn)加深對(duì)知識(shí)的印象，這不僅提升了教學(xué)效率，還培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手操作能力。教師應(yīng)重視生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，尋找創(chuàng)新和改進(jìn)的教學(xué)方法，打造高效生物課堂。文章基于核心素養(yǎng)，對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀及實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和創(chuàng)新方面進(jìn)行了實(shí)證調(diào)查，就如何對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新提出了可行性建議，以供參考。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；高中生物

一、研究背景

為順應(yīng)新課改教育工作的展開(kāi)，在高中教學(xué)中對(duì)生物學(xué)科教學(xué)的整改力度也在隨之增強(qiáng)。生物學(xué)科學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。現(xiàn)如今，我國(guó)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還存在一些問(wèn)題，如實(shí)驗(yàn)材料單一或取材不方便，實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)過(guò)程復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯，致使學(xué)生興趣低下，自信心受到打擊，導(dǎo)致教學(xué)效率低下?；诖?，教師重視生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，積極尋找創(chuàng)新和改進(jìn)的教學(xué)方法，打造高效生物課堂。

二、研究意義

（一）實(shí)踐意義

實(shí)驗(yàn)是生物教學(xué)的基礎(chǔ)，一線教師基于新高考模式和高中生物核心素養(yǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新探索具有重要價(jià)值和意義。第一，有助于提升教師專(zhuān)業(yè)素養(yǎng)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。教師通過(guò)研究生物學(xué)科核心素養(yǎng)，更能領(lǐng)悟其具體要求，從而提高業(yè)務(wù)水平。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)課可以從中提升個(gè)人的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰εc社會(huì)責(zé)任感。第二，促進(jìn)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的研究和評(píng)價(jià)。生物學(xué)科核心素養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特征、要素的理論與實(shí)證研究，一方面為教師實(shí)施教學(xué)實(shí)踐提供了方向和框架；另一方面給生物學(xué)科核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)研究提供了豐富的素材與實(shí)證，給評(píng)價(jià)的改進(jìn)提供了思路，有助于完善生物學(xué)科核心素養(yǎng)的評(píng)價(jià)研究。

（二）理論意義

傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)課堂主要表現(xiàn)為教師講學(xué)生練，同一個(gè)班級(jí)、同一種操作等。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化主要體現(xiàn)在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式、實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)材料的創(chuàng)新和改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)裝置的改良等。優(yōu)化實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)模式能對(duì)學(xué)生思維水平以及探究能力等產(chǎn)生促進(jìn)作用。實(shí)驗(yàn)方法及實(shí)驗(yàn)材料的創(chuàng)新和改進(jìn)、實(shí)驗(yàn)裝置的改良有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課的興趣和重視，提升學(xué)生對(duì)新問(wèn)題的敏感度和分析能力。

目前，我國(guó)對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化和創(chuàng)新的研究論文較少。為了更深入地了解廣西高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和創(chuàng)新的真實(shí)情況，本研究運(yùn)用問(wèn)卷調(diào)查法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題提出了相關(guān)建議。

三、調(diào)查研究設(shè)計(jì)

調(diào)查對(duì)象：以廣西南寧市高中生物教師和學(xué)生（高二和高三）為主要研究群體。

調(diào)查方式：

１． 問(wèn)卷星在線測(cè)評(píng)系統(tǒng)：專(zhuān)業(yè)的在線問(wèn)卷調(diào)查平臺(tái)，具有在線設(shè)計(jì)問(wèn)卷、采集數(shù)據(jù)、自定義報(bào)表、調(diào)查結(jié)果分析等一系列強(qiáng)大功能。

２． 采用分項(xiàng)目分群體針對(duì)性地進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查的方法，設(shè)計(jì)教師版和學(xué)生版兩種調(diào)查問(wèn)卷。

四、調(diào)查結(jié)果分析

（一）總體調(diào)查情況

采用教師版和學(xué)生版分項(xiàng)目分群體針對(duì)性地進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，收到問(wèn)卷１９９份，其中教師問(wèn)卷６０份（市示范高中生物教師占４３．３３％，市普通高中生物教師占２１．６７％），學(xué)生問(wèn)卷１３９份（市示范高中生占９２．８１％，市普通高中生占７．１９％），有效問(wèn)卷１９９份，有效率１００％。

（二）教師問(wèn)卷調(diào)查分析

教師問(wèn)卷調(diào)查共設(shè)計(jì)了９個(gè)選擇題，主要從以下六個(gè)方面來(lái)調(diào)查。

１． 生物實(shí)驗(yàn)室配置情況方面。第２題和第３題都與這方面有關(guān)，調(diào)查結(jié)果：第２題選Ｄ項(xiàng)（兩間以上的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室）的教師最多，占６８．３３％，其次是Ｃ項(xiàng)（有一間），選Ａ項(xiàng)（沒(méi)有）、Ｂ項(xiàng)（供生物學(xué)和化學(xué)學(xué)科共用）最少；第３題選Ｃ項(xiàng)（基本滿足新課綱要求的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)），Ｂ項(xiàng)（滿足部分）的教師最多，占３５％以上，其次是Ａ項(xiàng)（不能滿足），選Ｄ項(xiàng)（完全滿足）最少，說(shuō)明大部分學(xué)校對(duì)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)很重視，能基本滿足大綱要求，但仍有部分學(xué)校存在配置不足，甚至沒(méi)有配置生物實(shí)驗(yàn)室的情況。綜上可知，南寧市大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室的硬件配備情況相對(duì)充足，但某些學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的硬件配備仍存在很大的改善空間。

２． 生物教師最常用的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式方面：調(diào)查顯示：選Ａ項(xiàng)（先教師講或演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生按要求完成實(shí)驗(yàn)）的教師最多，占６８％，其次是Ｄ項(xiàng)，選Ｂ項(xiàng)（教師和學(xué)生合作交流互動(dòng)完成實(shí)驗(yàn)）、Ｃ項(xiàng)（讓學(xué)生自己完成，教師在旁邊輔助學(xué)生）最少，說(shuō)明目前教師的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，進(jìn)行的多數(shù)是傳統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)課堂，探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂真正落實(shí)的并不多。

３． 高中生物必修課本實(shí)驗(yàn)開(kāi)展情況方面。查閱課本發(fā)現(xiàn)必修實(shí)驗(yàn)共有１７個(gè)，調(diào)查問(wèn)卷第５題設(shè)置了１８?jìng)€(gè)選項(xiàng)對(duì)這些實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展情況進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容依次為Ａ（用顯微鏡觀察多種多樣的細(xì)胞）、Ｂ（檢測(cè)生物組織中還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)）、Ｃ（觀察ＤＮＡ、ＲＮＡ在細(xì)胞中的分布）、Ｄ（觀察線粒體和葉綠體）、Ｅ（體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法）、Ｆ（觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原）、Ｇ（探究影響酶活性的因素）、Ｈ（葉綠體色素的提取和分離）、Ｉ（探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響）、Ｊ（探究酵母菌的呼吸方式）、Ｋ（觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂）、Ｌ（模擬探究細(xì)胞表面積與體積的關(guān)系）、Ｍ（低溫誘導(dǎo)染色體加倍）、Ｎ（探究植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)扦插枝條生根的作用）、Ｏ（探究培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化）、Ｐ（土壤中動(dòng)物類(lèi)群豐富度的研究）、Ｑ（設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性）和Ｒ（都沒(méi)有）。

調(diào)查數(shù)據(jù)表明，選Ｒ項(xiàng)占１３．３３％，個(gè)別學(xué)校一個(gè)都沒(méi)辦法開(kāi)展，有些學(xué)校開(kāi)展，但全開(kāi)展的不多，做的實(shí)驗(yàn)最多的只有選項(xiàng)里的Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｆ、Ｈ、Ｋ六個(gè)，這些實(shí)驗(yàn)也只達(dá)到５０％以上，其中只有Ａ、Ｂ、Ｆ三個(gè)選項(xiàng)達(dá)到７０％以上，說(shuō)明目前的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)安排遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，還存在一些問(wèn)題，如教材中提供的實(shí)驗(yàn)材料單一或取材不方便，比如往往會(huì)受到季節(jié)氣候、地域、學(xué)校教學(xué)進(jìn)度、原料的來(lái)源等因素的限制，實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜，在實(shí)際教學(xué)使用過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種困難。由于不能按照新大綱的目標(biāo)要求完成，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握不夠直觀，學(xué)生的動(dòng)手探究能力得不到很好的培養(yǎng)，生物學(xué)科的核心素養(yǎng)無(wú)法充分體現(xiàn)。

４． 進(jìn)行了材料替代或操作改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)情況方面。第６題和第７題都與這方面有關(guān)，設(shè)置了和第５題一樣的調(diào)查內(nèi)容，對(duì)必修課本１７個(gè)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化和創(chuàng)新現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查。調(diào)查數(shù)據(jù)表明，某些學(xué)校對(duì)部分實(shí)驗(yàn)選擇了材料替代，進(jìn)行材料替代較多的實(shí)驗(yàn)有Ａ、Ｂ、Ｄ、Ｈ，占２０％以上，或操作改進(jìn)，進(jìn)行操作改進(jìn)較多的實(shí)驗(yàn)有Ｂ、Ｄ、Ｈ，占２０％以上，高中生物必修實(shí)驗(yàn)中有些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行材料替代或操作改進(jìn)，可以使實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)便，易操作，實(shí)驗(yàn)效果顯著，從而提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力，提高學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。但是，調(diào)查顯示，選擇都沒(méi)有進(jìn)行材料替代的選項(xiàng)占３０％，幾乎占最高；選擇都沒(méi)有進(jìn)行操作改進(jìn)的選項(xiàng)占３６．６７％，比例最高，說(shuō)明有些學(xué)校的教師缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新的意識(shí)。

５． 不進(jìn)行某些實(shí)驗(yàn)的原因方面。選Ｄ項(xiàng)（實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限，沒(méi)有開(kāi)展該實(shí)驗(yàn)的條件）和Ａ項(xiàng)（課時(shí)緊張）的較多，占６０％以上，表明很多學(xué)校不開(kāi)展某些實(shí)驗(yàn)的原因是受客觀因素的限制。

６． 困擾實(shí)驗(yàn)教學(xué)的因素方面。選Ｅ項(xiàng)（課本實(shí)驗(yàn)材料不太理想）占２１．６７％；選Ｆ項(xiàng)（課本實(shí)驗(yàn)操作不太合理）占６．６７％，表明困擾教師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的因素也存在實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)操作的因素，所以開(kāi)展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化與創(chuàng)新調(diào)查研究非常有必要和有意義。

（三）學(xué)生調(diào)查問(wèn)卷分析

學(xué)生問(wèn)卷共設(shè)計(jì)了１６個(gè)選擇題，主要從以下六個(gè)方面來(lái)調(diào)查。

１． 學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的興趣和感興趣的實(shí)驗(yàn)類(lèi)型方面。第３題和第４題都與這方面有關(guān)，調(diào)查顯示：第３題選Ａ項(xiàng)（非常喜歡）最多，占４６．７６％，第４題選Ａ項(xiàng)（探究實(shí)驗(yàn)）最多，占７４．８２％，表明學(xué)生非常喜歡上生物課，而且更喜歡探究性的生物實(shí)驗(yàn)課。

２． 怎樣預(yù)習(xí)和獨(dú)立完成方面。第５題和第６題都與這方面有關(guān)，第５題學(xué)生選Ｂ項(xiàng)（看教科書(shū)與輔導(dǎo)資料相結(jié)合）最多，占５３．９６％，第６題學(xué)生選Ｂ項(xiàng)（大部分能）最多，占７１．２２％，表明大部分學(xué)生能主動(dòng)預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并且能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)操作，具有很強(qiáng)的求知欲和實(shí)踐能力。

３． 對(duì)實(shí)驗(yàn)課時(shí)安排的看法方面。學(xué)生選Ａ項(xiàng)（太少了，沒(méi)有充分的時(shí)間展開(kāi)探究）最多，占４８．２％，其次是Ｂ項(xiàng)（比較合適），表明學(xué)生希望有更多的時(shí)間參與探究。

４． 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新方面。第８、９、１０、１１、１２、１３和１４題都與這方面有關(guān)，第８題是關(guān)于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新的題，選Ａ項(xiàng)最多，占４２．４５％，其次是選Ｃ項(xiàng)；第９、１０、１１、１２、１３和１４共六題都是關(guān)于實(shí)驗(yàn)材料替代與改進(jìn)方面的題，其中第９、１０、１１、１４題都是選Ｂ項(xiàng)（學(xué)生實(shí)驗(yàn)）最多，均占６５％以上；第１２、１３題選Ａ項(xiàng)（未開(kāi)展）和Ｃ項(xiàng)（演示實(shí)驗(yàn)）較多，均占４０％左右，表明目前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開(kāi)展形式主要是實(shí)驗(yàn)和演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生缺乏優(yōu)化和創(chuàng)新的意識(shí)。

５． 實(shí)驗(yàn)無(wú)改進(jìn)前提下掌握實(shí)驗(yàn)課的原理和方法方面。學(xué)生選Ｂ項(xiàng)（大部分掌握）最多，占７４．１％，其次是Ｃ項(xiàng)（少部分掌握），而選Ａ項(xiàng)（全部掌握）的最少，表明如果實(shí)驗(yàn)無(wú)改進(jìn)的前提下，仍然有較多學(xué)生沒(méi)能全部掌握每節(jié)實(shí)驗(yàn)課的原理和方法。

６． 實(shí)驗(yàn)遇到困難時(shí)采用的方法方面。學(xué)生選Ｂ項(xiàng)（與同學(xué)探討并動(dòng)手做）最多，占４９．６４％，其次是選Ａ項(xiàng)（問(wèn)老師），而選Ｃ項(xiàng)（進(jìn)行材料替代或操作改進(jìn)）最少，表明學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中遇到問(wèn)題雖然能夠積極面對(duì)，但沒(méi)有想到材料替代或操作改進(jìn)的方法，缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新的意識(shí)。

五、思考與建議

（一）繼續(xù)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室的配置和建設(shè)

生物教學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主導(dǎo)了生物教學(xué)的根本航向，實(shí)驗(yàn)課以其直觀形象、鮮活靈動(dòng)、動(dòng)手實(shí)踐的明顯特征，極大促進(jìn)了學(xué)生核心素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。目前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)基本保留傳統(tǒng)模式，至于探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，雖然多數(shù)教師持認(rèn)可態(tài)度，但受到硬件資源不足的限制，真正落實(shí)的不多。實(shí)驗(yàn)室是保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠正常開(kāi)展的硬件資源，應(yīng)該保證每個(gè)學(xué)校至少有兩間的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室，基本滿足新課程大綱要求。教學(xué)資源緊缺，教師教學(xué)時(shí)只能進(jìn)行播放視頻或教師講學(xué)生聽(tīng)的傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)課堂，嚴(yán)重影響了教學(xué)效率，無(wú)法充分體現(xiàn)核心素養(yǎng)理念。

（二）進(jìn)一步優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)

１． 實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)選：例如，實(shí)驗(yàn)“植物細(xì)胞的失水和吸水”可以利用ＮａCｌ溶液代替蔗糖溶液，ＮａCｌ溶液更容易制取，而且ＮａCｌ在制取的過(guò)程中能夠不斷提高溶液的純度從而加快實(shí)驗(yàn)反應(yīng)速度。再如，實(shí)驗(yàn)“比較Ｈ２Ｏ２在不同條件下的分解”可以利用豌豆和韭菜來(lái)代替豬肝研磨液，豬肝研磨液具有血腥氣味重，不易保存，容易變質(zhì)，材料成本高不易研磨等缺點(diǎn)，而豌豆和韭菜富含Ｈ２Ｏ２酶，材料常見(jiàn)易得，成本低，用紗布包裹研磨就可以得到研磨液，操作更簡(jiǎn)便。

２． 實(shí)驗(yàn)步驟的優(yōu)化：例如，實(shí)驗(yàn)“綠葉中色素的提取與分離”利用玻璃針筒直接抽取綠葉中的色素，省去課本研磨的時(shí)間，避免了色素因在研磨過(guò)程中受到破壞而增加濾液的雜質(zhì)，使用該方法得到的濾液清澈透明，無(wú)雜質(zhì)，也節(jié)省了藥品的使用。

３． 實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)：例如，實(shí)驗(yàn)“比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解”用彩色氣球代替試管，分別裝入Ｈ２Ｏ２溶液，用注射器分別注入肝臟研磨液和ＦｅCｌ３溶液（注射器口與氣球口連接處用繩子綁好防止漏氣），通過(guò)觀察氣球膨脹程度來(lái)判斷Ｈ２Ｏ２的分解速率，改進(jìn)裝置后不僅安全、效果直觀，而且價(jià)格優(yōu)惠，可適用全班學(xué)生。

六、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，基于核心素養(yǎng)對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化與創(chuàng)新探究是非常必要和緊迫的。實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化與創(chuàng)新不僅可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和提升學(xué)生的自主探究能力，也是一種促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要手段和途徑。如何優(yōu)化和創(chuàng)新高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，獲得更多簡(jiǎn)單且易操作的可行性的研究成果，值得所有一線生物教師深思和不斷摸索。

參考文獻(xiàn)：

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（責(zé)任編輯：廖? 藝）