新课程改革背景下高中生物实验教学的困难与策略探究

何石英

新课程改革是我国教育事业发展的重要举措。它以培养具有创新精神和实践能力的现代公民为目标，强调以素质教育为核心、以课程标准为依据、以课程改革为主线、以教师专业发展为支撑、以评价改革为保障。江西省自2021年秋季起，普通高中起始年级全面实施新课程改革，使用教育部根据2017年版课程标准修订的新教材，到2023年实现高中所有年级全覆盖。江西省2021年秋季入学的高一新生正式进入“3+1+2”的新高考模式。2024年起，全国统一高考考试科目为语文、数学、英语三门，使用全国卷，不分文理；考生高考总成绩由全国统一考试成绩和普通高中学业水平考试成绩组成。在新课程改革的指导下，各学科都进行了相应的课程标准修订和教材编写，以适应时代的变化和社会的需求。

高中生物是一门基础性、综合性、探究性很强的科学学科。它涉及人类与自然、社会、文化等多方面的关系，对于培养学生的科学素养、创新意识和实践能力具有重要作用。根据2017年版高中生物课程标准，高中生物教学应该注重培养学生的生物学核心素养，即“通过对生命现象进行观察、探究和思考，形成对生命本质、规律和意义的基本认识，并能够运用所获得的知识、技能和方法解决与生命相关的问题，并对自然界和社会环境表现出积极的态度和价值取向”的综合能力。

在高中生物教学中，实验教学是提高学生生物学核心素养的重要途径。通过实验教学，可以让学生直接接触和感受到生命现象的多样性和奥妙性，激发他们对生命科学的兴趣和好奇心；可以让学生亲身参与到科学探究的过程中，培养他们运用科学方法分析问题、解决问题的能力；可以让学生体验到科学知识的生成和发展过程，引导他们尊重和追求科学真理；可以让学生认识到自己作为一个有机体在自然界中所扮演的角色，引导他们关注自然环境、担当社会责任。

然而，在当前高中生物实验教学中，还存在着一些困难和问题，影响了实验教学效果的发挥。因此，在新课程改革背景下，如何有效地开展高中生物实验教学，是一个亟待研究和解决的问题。本文将从分析高中生物实验教学存在的困难入手，探究相应的策略，并提出一些建议。

一、高中生物实验教学存在的困难

（一）学生缺乏实验兴趣和能力

在高中阶段，由于升学压力大、考试竞争激烈等原因，很多学生对于理科尤其是生物這门选修课并不重视，认为它与自己未来没有太大关系。因此，在参与实验教学时，学生往往缺乏主动性和积极性，只是被动地完成教师布置的任务，或者干脆放弃或逃避实验。即使有一些对实验感兴趣的学生，由于缺乏必要的实验操作技能和基础知识，也往往无法顺利地完成实验，或者不能正确地理解实验结果，从而导致实验失败。这样不仅影响了学生的学习效果，也打击了他们的学习信心，使得他们对于实验教学产生抵触和厌倦的情绪。

（二）实验设备和材料不足

高中生物实验需要一定的设备和材料，如显微镜、培养皿、试管、试剂、标本等。然而，由于经费、场地、管理等方面的原因，很多学校无法为生物实验提供充足和完善的设备和材料，导致实验教学难以开展或者质量不高。其中，有些实验无法进行，有些实验只能进行演示或者观看视频，有些实验只能使用简单的替代品或者模拟品。这些都影响了学生的实验操作和探究体验，降低了学生的实验兴趣和能力。

（三）实验时间和空间受限

高中生物实验需要一定的时间和空间，以保证学生能够安全、有效、深入地进行实验操作和探究活动。然而，在现实教学中，很多学校对于生物实验课的时间安排不合理或者不足，导致学生无法完成实验或者只能草草了事。有些学校没有专门的生物实验室或者实验条件差，导致学生无法进行规范的实验操作或者受到环境的干扰。这些都影响了学生的实验效果和收获。

（四）学生缺乏实验设计能力

在高中阶段，提升学生的实验设计能力有助于培养学生的探究精神和创新思维。这也是检验他们对生物知识和规律的理解和运用的有效方式。然而，由于多种原因，很多学生在实验设计方面表现不佳，如缺乏实验思路和方法，不能确定合适的实验变量和控制条件，不能制订可行的实验步骤和方案，不能合理地分析和解释实验结果等。

二、高中生物实验教学的策略探究

针对上述存在的困难，本文提出以下几点策略，以期改善高中生物实验教学的现状，提高学生的生物学核心素养。

（一）激发学生的实验动机和创造力

要想让学生积极参与到实验教学中来，首先要激发他们的实验动机和创造力。教师可以从以下三个方面着手。

第一，联系生活现象和社会问题，培养学生的好奇心和探究意识。教师可以在实验前提出一些与生活现象或社会相关的问题，如“为什么水稻可以在水中生长而小麦不行？”“为什么人类不能克隆恐龙？”等，引导学生思考并寻求答案。

第二，设计情境化和探究性的实验任务，激发学生的参与感。教师可以根据实验内容设计一些情境化和探究性的实验任务，如“假设你是一名食品检测员，请用你所学过的方法鉴定食品中是否含有某种添加剂”“假设你是一名环保志愿者，请用你所学过的方法检测某个水域的水质是否合格”，等等，让学生扮演不同的角色，在具体的情境中完成具体的任务。

第三，鼓励学生自主设计和改进实验方案，培养学生的创新意识和能力。教师可以在给出基本的实验要求后，让学生自主设计或改进实验方案，如选择合适的材料、设备、方法、步骤、参数等，并让他们解释自己设计或改进的理由。教师可以给予适当的指导和评价，鼓励学生进行创新性的尝试。

（二）利用多媒体和网络资源丰富实验教学

高中生物实验需要一定的多媒体和网络资源，如动画、视频、模拟软件、在线平台等。这些资源可以弥补实验设备和材料的不足，展示难以观察或操作的实验过程和现象，提供互动和反馈的机会拓展跨学科和社会化的视野。教师可以从以下3个方面着手。

第一，选择适合实验内容和目标的多媒体和网络资源，避免过多或过少的信息干扰学生的注意力和思维。教师可以根据实验的难易程度、重点难点、学生的兴趣等因素，筛选出合适的资源。如在讲解光合作用的原理时，可以使用动画来展示光合作用的过程；如在讲解人类基因组计划的意义时，可以使用视频来介绍人类基因组计划的历史和成果。

第二，指导学生合理使用多媒体和网络资源，培养学生的自主学习能力和信息素养。教师可以在使用多媒体和网络资源前，明确学生的学习任务和目标，如观察、分析、比较、评价等，并给予学生一定的提示和问题，引导学生关注重要的信息和思考解决问题的方法。教师还可以在使用多媒体和网络资源后，组织学生进行交流和讨论，检查学生的学习效果和理解程度，并给予适当的反馈和评价。

第三，创造性地利用多媒体和网络资源，激发学生的创新意识和能力。教师在使用多媒体和网络资源时，不仅要将其作为展示或演示的工具，而且要作为创造或探究的工具。教师可以鼓励学生利用多媒体和网络资源自主设计或改进实验方案，如使用模拟软件进行虚拟实验、使用在线平台进行协作实验等。教师还可以鼓励学生利用多媒体和网络资源自主表达或分享实验成果，如使用动画或视频制作实验报告，或使用在线平台进行实验展示、交流等。

（三）建立开放性和探究性的实验环境

高中生物实验需要一个开放性和探究性的实验环境，以保证学生能够自由、安全、有效地进行实验操作和探究活动。这样的环境不仅包括物质环境，如实验室、设备、材料等，也包括人文环境，如教师素养、同伴、氛围等。教师可以从以下3个方面着手。

1.改善物质环境，提供必要的条件和支持

教师应该尽可能地为生物实验提供完善和充足的设备与材料，保持其良好的状态和功能，并合理地布置实验室空间，注意安全防护措施；根据实验的不同类型合理安排时间，灵活地调整课堂进度。

2.营造人文环境，形成良好的氛围和风气

教师应该尊重学生的个性差异和选择权利，强调学生的自主性和灵活性；鼓励学生之间进行合作与交流，并建立平等与互助的关系；培养学生对实验的热情与兴趣，并激发其求知与探究的欲望。

3.指导实验过程，提供必要的帮助和反馈

教师应该在实验前，明确实验目的和要求，并设计合理的实验方案和步骤；在实验中，及时观察和了解学生的实验情况，并给予适当的引导和提示；在实验后，组织学生进行实验总结和讨论，并给予正面的评价和建议。

（四）培养学生实验设计能力

为了提高学生的实验设计能力，教师应该采取以下策略。

1.引导学生明确实验目的和问题

教师应该在实验前，引导学生思考实验的意义和价值，激发学生对实验的兴趣和好奇心；帮助学生明确实验的目标和问题，让学生知道自己要通过实验探究什么、验证什么、解决什么。

2.指导学生选择合适的实验材料和设备

教师应该在实验前，指导学生选择合适的实验材料和设备，并让学生了解它们的性质和功能；教会学生如何正确使用和保管实验材料和设备，避免浪费和损坏。

3.帮助学生制订可行的实验方案

教师应该在实验前，帮助学生制订可行的实验方案，并让学生理解实验方案的原理和逻辑。教师还应该教会学生如何确定合适的实验变量和控制条件、如何安排合理的实验步骤和时间、如何记录和处理实验数据等。

4.促进学生分析和解釋实验结果

教师应该在实验后，促进学生分析和解释实验结果，并让学生与预期结果进行比较；教会学生如何根据实验结果得出结论、如何发现并解决实验中出现的问题和误差、如何提出改进或拓展的建议等。

三、高中生物实验教学的未来发展

高中生物实验教学的未来发展，应该紧跟时代步伐，与科技的进步相结合、与社会的需求相适应、与学生的发展相协调。具体来说，可以从以下几个方面进行展望。

一是提高高中生物实验教学的质量和水平。这需要加强对高中生物实验教学的研究和评价，建立科学的实验教学标准和指标，完善实验教学的管理和监督机制，保证实验教学的规范性和有效性。同时，也需要加强对高中生物实验教师的培训和考核，提升他们的专业素养和实践能力，促进他们的专业发展和成长。

二是拓展高中生物实验教学的内容和形式。这需要根据生物学科的发展趋势和前沿领域，不断更新和丰富实验教学的内容，引入新的实验主题和问题，激发学生的探究兴趣和创新思维。同时，也需要根据信息技术和网络技术的发展变化，不断创新实验教学的形式，利用新的实验工具和平台，如虚拟实验、远程实验、模拟实验等，拓宽学生的实验视野和体验。

三是加强高中生物实验教学的社会化和国际化。这需要开展与社会需求相联系的实验项目和活动，如环境保护、公共卫生、食品安全等，让学生在实验中感受到社会责任和使命感。同时，也需要加强国际交流和合作，借鉴国外先进的实验教学理念和方法，参与国际性的实验竞赛和活动，提升学生的国际视野和竞争力。

四、结语

高中生物实验教学既是培养学生生物素养的重要途径，也是提高学生综合能力的有效手段。但是，高中生物实验教学也面临着一定困难，需要教师采取相应的策略进行改进和创新。

本文研究了大量期刊文献，并从网络上搜集各类官方信息，总结了高中生物实验教学的困难与策略，举例说明了一些策略的应用方法和效果。这些策略旨在激发学生的学习兴趣，提高学生的实验技能，培养学生的探究能力，增强学生对生物现象和规律的认识。

然而，这些策略并不是固定不变的，也不是一劳永逸的。教师在实际教学中，还需要根据不同的实验内容、学生特点、教学目标，灵活选择和运用合适的策略，不断完善和创新高中生物实验教学，为培养高素质的生物人才奠定坚实的基础。

本文虽然对高中生物实验教学的困难与策略进行了一定程度的探讨，但仍有不足之处。例如，本文没有对高中生物实验教学的现状进行深入分析、没有对高中生物实验教学的效果进行评价等。这些都需要进一步地研究和探索。

希望本文能够对高中生物教师和相关研究者有所启发和帮助，也期待更多的人关注和参与高中生物实验教学的改革和发展。