新高考下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困難與措施研究.docx

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新高考下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的困難與措施研究生物實(shí)驗(yàn)是生命科學(xué)形成和發(fā)展的基礎(chǔ)，對(duì)于提升學(xué)生學(xué)習(xí)思考的主動(dòng)性和實(shí)踐探究能力有重要作用。在新高考模式的改革背景下，要認(rèn)識(shí)到當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的困難，積極探索高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效措施，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)探究素養(yǎng)，推進(jìn)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利實(shí)施。一、新高考下高中生物教學(xué)存在的困難分析（一）高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念尚未更新當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念還較為落后，長(zhǎng)期的應(yīng)試教育束縛了教師的思路，在教學(xué)實(shí)踐中缺乏對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的充分重視，主要是相較于物理、化學(xué)等學(xué)科而言，生物學(xué)科計(jì)入的高考成績(jī)最低，暴露出高中生物學(xué)科的較低地位。（二）忽視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力有重要作用，能夠通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。然而，不少教師因課時(shí)少、教學(xué)任務(wù)重而過(guò)分關(guān)注實(shí)驗(yàn)知識(shí)的傳輸和講解，而沒(méi)有合理設(shè)計(jì)高中生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和過(guò)程，忽略了對(duì)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)思維和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。同時(shí)，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中大多開(kāi)設(shè)的是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和技能型實(shí)驗(yàn)，而缺少學(xué)生主動(dòng)探究的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中大多是帶著結(jié)論開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，而沒(méi)有積極主動(dòng)地在探究性實(shí)驗(yàn)中思考、分析和實(shí)踐，難以提高學(xué)生的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究素養(yǎng)。另外，教師對(duì)于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)利用明顯不足，生物實(shí)驗(yàn)課堂的對(duì)外延展較為狹窄，缺乏生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)與生活實(shí)際的緊密聯(lián)接，不利于發(fā)展學(xué)生的綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。（三）?shí)驗(yàn)教學(xué)硬件配置不足新高考改革實(shí)施后的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備配置明顯不足，實(shí)驗(yàn)設(shè)備和試劑相對(duì)匱乏，難以為一些特定的實(shí)驗(yàn)提供基礎(chǔ)支撐。尤其是在高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，由于缺乏硬件設(shè)備的支持，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)施效果差強(qiáng)人意，不利于培養(yǎng)學(xué)生的高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)。（四）教師的實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)有待提升新高考下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)離不開(kāi)師資力量的支持。然而，當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍的軟實(shí)力不足，對(duì)生物實(shí)驗(yàn)教師的后續(xù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力培訓(xùn)明顯存在欠缺，缺乏生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)時(shí)間和機(jī)會(huì)，導(dǎo)致教師的生物實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)整體偏低。同時(shí)，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)方式不夠合理，學(xué)生積極參與生物實(shí)驗(yàn)的能力不強(qiáng)，主要是采用識(shí)記性的實(shí)驗(yàn)方法，而沒(méi)有對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟、原理和過(guò)程進(jìn)行深入細(xì)致的思考和分析。 二、新高考下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的措施分析（一）更新生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念學(xué)校要重視高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，積極購(gòu)置生物實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材，協(xié)調(diào)各年級(jí)的生物實(shí)驗(yàn)時(shí)間，確保生物實(shí)驗(yàn)合理有序的實(shí)施。教育主管部門(mén)要強(qiáng)調(diào)新高考模式對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的要求，增強(qiáng)學(xué)校及教師對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的重視度，全面調(diào)查和了解學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)室設(shè)備、實(shí)驗(yàn)工作人員配置的相關(guān)情況，對(duì)其及時(shí)給予幫扶。并利用教師交流學(xué)習(xí)的契機(jī)，合理配置高中生物教師，全面更新高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)觀念。（二）探索多樣化的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法1.結(jié)合實(shí)際生活開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)。新高考下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要與學(xué)生的日常生活相聯(lián)系，教師要精心創(chuàng)設(shè)生活化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，鼓勵(lì)學(xué)生在生活中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中生活，更好地優(yōu)化生物實(shí)驗(yàn)方式和實(shí)驗(yàn)步驟，進(jìn)一步陶冶學(xué)生的情操。在“通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)探究膜的透性”的生物實(shí)驗(yàn)之中，可以選取具有生活氣息的實(shí)驗(yàn)材料，可以將玻璃紙改進(jìn)為雞蛋膜等生活中隨處可見(jiàn)的材料，引導(dǎo)學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)中獲得真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在學(xué)習(xí)“葉綠素的提取與分離”的生物實(shí)驗(yàn)中，可以讓學(xué)生從生活中隨機(jī)提取綠葉作為實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生自己動(dòng)手操作實(shí)踐，在動(dòng)手動(dòng)腦中明白葉綠素提取的原理和方法，理解葉綠素提取的有機(jī)溶劑是無(wú)水乙醇，從而增強(qiáng)學(xué)生對(duì)高中生物知識(shí)的理解和體悟。又如：在《植物細(xì)胞質(zhì)壁分離》的生物實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生觀察生活中的現(xiàn)象，如：觀察并思考雞蛋中蛋黃和蛋清的分界是否是由于半透膜的存在；花兒的葉片在幾天不澆水后會(huì)出現(xiàn)枯萎現(xiàn)象；在家中做的西紅柿片上撒上白糖之后，過(guò)了一會(huì)盤(pán)碟底部會(huì)出現(xiàn)西紅柿汁。通過(guò)上述生活中的現(xiàn)象激發(fā)學(xué)生的探究興趣，對(duì)生活再進(jìn)行討論和科學(xué)探究，如：了解植物葉片萎蔫是由于植物細(xì)胞失水過(guò)多而導(dǎo)致的；西紅柿汁的出現(xiàn)是因?yàn)橹参锛?xì)胞失去水分而到了盤(pán)子中。2.基于問(wèn)題驅(qū)動(dòng)的學(xué)生自主學(xué)習(xí)和探究。要善于在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)現(xiàn)新的問(wèn)題，提出問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生對(duì)既有知識(shí)的認(rèn)知沖突，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與到高中生物實(shí)驗(yàn)過(guò)程之中，進(jìn)行自主學(xué)習(xí)、探究和思考。在《探究植物細(xì)胞的吸水與失水》的生物實(shí)驗(yàn)之中，教師先拋出問(wèn)題：“植物細(xì)胞會(huì)發(fā)生吸水和失水的現(xiàn)象嗎？”由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，回憶植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，獲取成熟植物細(xì)胞的相關(guān)信息。進(jìn)而，教師進(jìn)一步提出相關(guān)問(wèn)題串：（1）植物細(xì)胞吸水和失水的狀況是怎樣的呢？（2）植物細(xì)胞在什么情況下會(huì)失水和吸水？（3）植物細(xì)胞能否構(gòu)成一個(gè)滲透系統(tǒng)？其哪些結(jié)構(gòu)與半透膜的原理相一致？在上述具有關(guān)聯(lián)性的問(wèn)題之中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生圍繞問(wèn)題進(jìn)行自主思考和學(xué)習(xí)，根據(jù)上述問(wèn)題相互討論實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)的自主設(shè)計(jì)和實(shí)施。 在《體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法》生物實(shí)驗(yàn)之中，為了讓學(xué)生對(duì)細(xì)胞膜有一個(gè)直觀形象的認(rèn)知和了解，教師預(yù)先準(zhǔn)備三種細(xì)胞：高等植物細(xì)胞、紅細(xì)胞和肌細(xì)胞，并向?qū)W生提問(wèn)：“上述三種細(xì)胞之中，哪一種細(xì)胞比較適合提取細(xì)胞膜呢？”學(xué)生對(duì)問(wèn)題進(jìn)行思考后回答：“應(yīng)當(dāng)選擇紅細(xì)胞用于提取細(xì)胞膜，其原因是在于動(dòng)物細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，且不具有細(xì)胞核與眾多的細(xì)胞器?！本o接著，教師提出問(wèn)題：“那么是否能夠選擇雞的紅細(xì)胞？”并向?qū)W生提示：雞不是哺乳動(dòng)物，屬于鳥(niǎo)類，具有細(xì)胞核及其他細(xì)胞器。對(duì)此，在教師的提示之下，學(xué)生思考并得出結(jié)論，應(yīng)當(dāng)選擇哺乳動(dòng)物成熟的紅細(xì)胞，因?yàn)椴溉閯?dòng)物成熟的紅細(xì)胞沒(méi)有細(xì)胞壁，細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有細(xì)胞核和其他眾多的細(xì)胞器。之后，教師再提出問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主思考：“如何制備細(xì)胞膜，是否能夠使用鑷子夾取或用針挑破細(xì)胞膜呢？”3.運(yùn)用多媒體教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生分析和討論。多媒體教學(xué)是一種直觀形象的教學(xué)策略和方式。在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，教師可以精心創(chuàng)設(shè)多媒體情境，導(dǎo)入新課，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情，讓學(xué)生快速進(jìn)入到生物實(shí)驗(yàn)過(guò)程之中。在《探究植物細(xì)胞的吸水與失水》的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以通過(guò)多媒體展示相關(guān)情境：在蔬菜上灑水、糖拌西紅柿等，學(xué)生通過(guò)多媒體視頻或圖片看到腌蘿卜條時(shí)灑上一些鹽會(huì)出水、向青菜上灑水能夠讓青菜變得更加硬挺。通過(guò)直觀形象的多媒體展示情境，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到植物細(xì)胞也會(huì)吸水和失水，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入到新課之中。同時(shí)，還可以利用多媒體向?qū)W生展示質(zhì)壁分離和復(fù)原的動(dòng)畫(huà)，引導(dǎo)學(xué)生觀察植物細(xì)胞發(fā)生的形態(tài)變化，并播放預(yù)先錄制的關(guān)于植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的微課，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)需求進(jìn)行自主觀看、思考和分析，討論相關(guān)問(wèn)題：“植物細(xì)胞內(nèi)的吸水或失水主要是指哪一結(jié)構(gòu)中水分的進(jìn)出？”“植物細(xì)胞的細(xì)胞壁對(duì)水分進(jìn)出是否有影響？它與原生質(zhì)層有什么不同的特性？”“成熟的植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離的原因有哪些？”……從而引導(dǎo)學(xué)生加深對(duì)生物知識(shí)的理解和記憶。（三）引導(dǎo)學(xué)生自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究在新高考背景下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要增設(shè)拓展性實(shí)驗(yàn)課程，引導(dǎo)學(xué)生自主開(kāi)展實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生在探究性實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行分析討論和科學(xué)探究，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。 以人教版高中生物教材必修一第五章《探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式》實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，考慮到酵母菌是一種單細(xì)胞真核生物，學(xué)生對(duì)于酵母菌具體的細(xì)胞呼吸方式并不清楚。對(duì)此，可以設(shè)計(jì)有氧環(huán)境和無(wú)氧環(huán)境下的探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn)獲悉酵母菌的兼性厭氧代謝特點(diǎn)，思考并探究有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的不同產(chǎn)物，從而較好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。教師要明確探究性實(shí)驗(yàn)的類型——對(duì)比實(shí)驗(yàn)（相互對(duì)照實(shí)驗(yàn)），強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過(guò)對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生結(jié)合已知條件來(lái)作出假設(shè)：酵母菌在有氧條件下會(huì)生成CO2，在無(wú)氧條件下會(huì)生成CO2和酒精。并開(kāi)展小組合作探究活動(dòng)，提出探究性實(shí)驗(yàn)思路：第一部分為控制自變量，要為酵母菌分別提供有氧和無(wú)氧的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，通過(guò)接通橡皮球持續(xù)通空氣制造有氧環(huán)境，通過(guò)酵母菌培養(yǎng)液密閉營(yíng)造無(wú)氧環(huán)境；第二部分為連接詞，如一段時(shí)間后；第三部分為檢測(cè)因變量，檢測(cè)其產(chǎn)物中是否含有酒精或二氧化碳，必要時(shí)要寫(xiě)出檢測(cè)指標(biāo)。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中要思考自變量有無(wú)氧氣，因變量是否有CO2和酒精產(chǎn)生，無(wú)關(guān)變量主要是溫度、酵母菌濃度等影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可變因素。學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師要對(duì)學(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)給予過(guò)程性指導(dǎo)、答疑和點(diǎn)撥。最后，讓學(xué)生分組進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)結(jié)果的展示，包括實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄表、實(shí)驗(yàn)分析等，讓學(xué)生通過(guò)交流自主表達(dá)自己的觀點(diǎn)和見(jiàn)解，并總結(jié)出探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：酵母菌在有氧環(huán)境下產(chǎn)生大量的二氧化碳，無(wú)氧環(huán)境下會(huì)產(chǎn)生酒精和少量二氧化碳。又如：在學(xué)習(xí)高中生物實(shí)驗(yàn)《體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法》一課之中，要從觀察證明細(xì)胞膜存在的小實(shí)驗(yàn)入手，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)細(xì)胞邊界的整體性感知，進(jìn)而再開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生圍繞“探究膜的結(jié)構(gòu)——概述細(xì)胞膜的功能”這一線索進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，選取適宜的實(shí)驗(yàn)材料和方法制備純凈的細(xì)胞膜，讓學(xué)生體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法，分析細(xì)胞膜的成分，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究思維和能力。在讓學(xué)生了解紅細(xì)胞制備的原理前提下，指導(dǎo)學(xué)生按照步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作：制作裝片——觀察——滴蒸餾水——持續(xù)觀察紅細(xì)胞的正常狀態(tài)、圓漲狀態(tài)和漲破狀態(tài)，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)僅能夠觀察到細(xì)胞膜的存在和破裂狀態(tài)，而并沒(méi)有真正將細(xì)胞膜提取出來(lái)，對(duì)此教師要進(jìn)行適當(dāng)提示和點(diǎn)撥，考慮細(xì)胞膜與細(xì)胞器、細(xì)胞質(zhì)的密度存在差異，可以采用差速離心的方法單獨(dú)提取細(xì)胞膜，也可以在沒(méi)有離心機(jī)的條件下采用將試管靜置的方式提取細(xì)胞膜。（四）注重生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反思和遷移應(yīng)用新高考下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要注重對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反思和總結(jié)，通過(guò)學(xué)生自主參與實(shí)驗(yàn)思考和探究，培養(yǎng)學(xué)生的合作互助意識(shí)和科學(xué)探究精神，提高學(xué)生的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力和科學(xué)素養(yǎng)。在《探究植物細(xì)胞的吸水與失水》的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)之中，重點(diǎn)在于讓學(xué)生體驗(yàn)到制備細(xì)胞膜的方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新思維和素養(yǎng)。教師要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行總結(jié)和歸納，在學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)思路后要關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和表現(xiàn)，放手讓學(xué)生動(dòng)手操作和思考討論，從而讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中獲得一種沉浸式的體驗(yàn)。同時(shí)，還要引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行遷移和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科知識(shí)遷移和應(yīng)用能力。以學(xué)習(xí)《《探究酵母菌細(xì)胞呼吸的方式》實(shí)驗(yàn)為例，教師可以留出時(shí)間讓學(xué)生針對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題進(jìn)行提問(wèn)，發(fā)散學(xué)生的思維，并將實(shí)驗(yàn)知識(shí)與日常生活實(shí)際相聯(lián)系，讓學(xué)生思考日常生活中酸性重鉻酸鉀能夠檢測(cè)酒精可以用于什么地方，讓學(xué)生聯(lián)系生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考，并做出回答：交警叔叔在查酒駕醉駕的時(shí)候就會(huì)用到酸性重鉻酸鉀。另外，教師還要引導(dǎo)學(xué)生思考酵母菌在有氧和無(wú)氧狀態(tài)下的呼吸作用除了能夠產(chǎn)生酒精和CO2以外，還能夠產(chǎn)生其他的什么物質(zhì)，要求學(xué)生在課后查閱相關(guān)資料，并進(jìn)一步深入探究實(shí)驗(yàn)。三、結(jié)語(yǔ)綜上所述，新高考下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要充分體現(xiàn)新課標(biāo)的理念，發(fā)揮學(xué)生的主體地位和作用，采用多樣化的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和策略，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣和欲望，引導(dǎo)學(xué)生深入探究生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及其內(nèi)在本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。