新课程下高中生物实验教学现状及对策分析

1新课程下高中生物实验教学现状及对策分析宣汉中学生物组唐孝春（原创）摘要：生物实验教学是中学生物教学的重要组成部分，是达成中学生物学教学目标的基本途径和方法。本文主要对在新课程背景下高中生物实验教学情况进行了调查和分析，提出可行的对策。关键词：生物实验教学新课程生物实验教学是生物教学的重要组成部分，从2010年秋季开始到现在，我省普通高中新课程已全面施行。和7年前相比，高中生物实验教学还存在些什么问题？值得我们努力的有哪些方面呢？本文结合在新课程背景下宣汉县附近6所高完中生物实验教学的开展情况，作一些分析，思考相应对策。一、目前实验开展情况有人在2016年调查了宣汉县附近6所高完中在新课程实施以来高中生物实验开出情况（统计2016年上、下期，高一至高三），教师在课堂所做的演示实验也包括在内（见表1），同时与2009年的实验开出情况（见表2）作了对比。数据显示，新课程实施以来生物实验开出率有所上升，实验教育教学的观念有所改进，实验教学有所加强。但综合分析，目前的生物实验教学离新课程《普通高中生物课程标准(实验)》（以下简称《标准》）的要求相差很远。《标准》倡导探究性学习——“力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，重在培养创新精神和实践能力”①二、问题分析1、教师在思想上对新课程的要求和理念认识还不到位。认为教学的目标就是让学生能考上好的大学，至于合作探究能力、动手操作能力那是以后的事。于是教师往往是以讲代做，学生机械记忆实验原理、步骤、结论，学生学得艰苦，教师教得辛苦。因现行评价体系的核心和关键任然是高考，高考这一关决定了考生十年寒窗的结果、人生的转折和教师的教学业绩甚至福利，因此，教师的教育教学观念在传统观念的框框中很难完全走出来。2、因教学时间紧张，没时间让学生做分组实验。高一上期要完成必修1，下期上完必修2，高二上期上完必修3，下期基本要上完选修1的7个课题，高三进入全面复习。教学任务重，教学时间显得紧张，所以，实际教学过程中，生物实验做得很少，就连做个演示实验的想法多数情况下都打消了。以讲代做，教师的实验教学基本都是讲实验，学生就硬记实验原理、实验步骤、实验结论，然后大量做题。23、实验室硬件设施不足也是造成这种状况的原因之一，但不是根本原因。很多学校包括国家级示范高中宣汉中学在内，生物实验室器材，药品配置远远不够。比如显微镜损坏较多，目镜物镜遗落不全；用于微生物实验的接种环、涂布器、恒温箱、离心机、灭菌锅等根本没有。任课教师一问没有，干脆以后问都不问，讲实验完事。三、对策分析并不是说生物实验教学就只能按照这种传统模式走下去，很多方面值得我们思考。相反，通过我们的努力，积极探索，就能够依照《标准》的要求，开展好实验教学。表12016年六所学校实验开展情况调查统计表类别名称所在6所学校实验开展情况开出平均教材123456率开出率1、使用高倍显微镜观察几种细胞必修1√√√50%2、检测生物组织中的糖类脂肪和蛋白质必修1√√√√√83%3、观察DNA和RNA在细胞中的分布必修1√17%实4、体验制备细胞膜的方法必修105、用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体必修1√17%6、比较过氧化氢在不同条件下的分解必修107、绿叶中色素的提取和分离必修1√√√√√√100%8、细胞大小与物质运输的关系必修1√√33%9、观察根尖分生组织细胞的有丝分裂必修1√√√50%10、性状分离比的模拟必修2√√33%11、观察蝗虫精母细胞减数分裂固定装片必修2√17%22.5%12、低温诱导植物染色体数目的变化必修2013、生物体维持pH稳定的机制必修3√17%14、果酒和果醋的制作选修10验15、微生物的实验室培养选修1016、土壤中分解尿素的细菌的分离与计数选修1017、果胶酶在果汁生产中的作用选修1018、血红蛋白的提取和分离选修1√√33%19、胡萝卜素的提取选修1031、植物细胞的吸水和失水必修10探2、影响酶活性的条件必修1√√33%3、探究酵母菌细胞呼吸的方式必修104、环境因素对光合作用强度的影响必修105、脱氧核苷酸序列与遗传信息的多样性必修206、自然选择对种群基因频率变化的影响必修207、探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度必修3√17%8、用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度必修3√√33%9.1%9、培养液中酵母菌种群数量的变化必修30究10、土壤中小动物类群丰富度的研究必修3√17%11、土壤微生物的分解作用必修30（注：打钩的为已开展，其余为未开展）1、切实转变观念影响实验教学质量的根本因素仍然是人的主观因素，所以科任教师、实验专职教师、学校领导首先要从根本上转变传统思想,转变生物实验可有可无的观念。领会《标准》精神，要明白教学方式正在发生着变革。探究性学习能达到在“实验”中学习，在“观察”中发问，在“主动”中发展，在“合作”中增知，在“探究”中创新的目的。真正认识到生物实验在生物教学中的作用,明白新课改在生物学实验教学中的目的和意图,重新定位生物学实验的内涵和地位,把握新课百闻不如一见改后生物实验教学的要求，从思想上、观念上重视实验教学。百看不如一做。我们并不排斥我们的教学目的是为了人生中的一次重要的高考，但是绝不仅仅是为了应付高考，更重要的是通过实验能够培养学生的动手能力、合作能力和积极探索的科学精神。其实这二者之间并不矛盾。因为在实验过程中，通过同组学生的相互分工合作，可以使学生认识到人与人之间合作的重要意义；通过亲眼目睹实验现象，能够培养学生实事求是的科学态度；通过亲身体验实验过程失败的痛苦与成功的快乐，可以培养学生健康良好的心理素质和不畏艰难、勇于探索的进取精神。所以不但培养了学生的生物学素养和分析问题解决问题的能力，而且学生理解掌握了实验而不是背实验，更能在高考中获得优秀成4绩。成功的素质教育肯定会出现好的高考成绩。表22009年6所高中生物实验开展情况调查结果表②实验名称6所学校实验开展情况开出率平均开出率123456（1）生物组织中还原糖脂肪、蛋白质的鉴定√√√√√×83%必（2）用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动×√××√×33%（3）观察植物细胞的有丝分裂√√√××√67%修（4）比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率××××××0（1）（5）探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用××××××0（6）叶绿体中色素的提取和分离√√√××√67%18%（7）观察植物细胞的质壁分离与复原√×××××17%（8）植物向性运动的实验设计和观察××××××0（9）DNA的粗提取与鉴定××××××0必(10)制作DNA双螺旋结构模型××××××0修（11）性状分离比的模拟实验××××××0(2)（12）观察SO2对植物的影响××××××0（13）温度对酶活性的影响××××××0选（14）学习微生物培养的基本技术××××××0修（15）自生固氮菌的分离（选做）××××××0（注：“√”：开展、“×”：未开展）2．关于教学时间紧张的问题高中周课时数学校是严格按照《全日制普通高级中学课程计划》进行设置的。那么，为什么教师总感到教学时间不够，开展实验没时间呢？其实这个问题的症结在于现在的教学模式。所调查学校绝大多数仍然是传统教学模式，教师45分钟满堂灌，“灌”不完往往还要占用下课的休息时间。讲过的内容也在讲，学生懂了的也在讲（生怕学生不懂），讲了也不懂的也在讲，教师纷纷用上扩音器。这种教学方式时间能够用吗？这之中，四川省宣汉中学做得比较好，该校建立了“学案课堂”、“翻转课堂”等课改实验班，学生自主学习、合作交流、上台展示、教师点评、课后反思，实验也相对开展得较多，学生学得轻松，效果好。所以，只有跟上新课程的步伐，变革教学模式，开展实验教学才能有时间上的保证。53、下点功夫，使生物知识实验化这里谈加强实验教学，不是指只要做完了教材上规定的实验就行了，事实上，有的实验因学校实验条件达不到是无法开展的。但是，生物教师要有新课程的观念，因地制宜，灵活机动进行实验教学，可以使生物知识实验化，哪怕在课堂上做实验演示也比空洞讲实验效果好。笔者在教学中进行了探索，以下举几个例子说明。（1）在讲基因控制性状时，教师讲“显性基因控制显性性状，隐性基因控制隐性性状，纯合子表现出基因所表示的性状，杂合子表现出显性基因控制的性状”，学生只能被动接收这些信息。教师何不实验化处理让学生一看就懂：取红色卡纸两张，用记号笔分别在卡纸的一角写上“A”表示显性基因，另取一张透明无色卡纸，在对侧角写上“a”表示隐性基因。这样，红色卡纸代表显性性状，无色卡纸代表隐性性状。教师在课堂上演示，当把两个显性基因A叠加在一起，呈现出红色，即基因型AA表现出显性性状；当把显性基因A和隐性基因a叠加在一起，呈现的颜色也红色，即Aa表现出的也是显性性状；当把两个隐性基因a叠加在一起，呈现的颜色是无色，即aa表现出隐性性状。从而帮助学生较容易地理解显性基因和隐性基因如何共同决定性状的。（2）做生物组织中还原糖的鉴定实验时，有的学校为了节省时间，实验员课前把相关组织样液准备好，斐林试剂配好，学生只需滴入试剂水浴加热，观察到砖红色沉淀就算完成了实验。这样做学生只是目睹了反应的颜色变化，但对实验材料的选择、试剂配制的要求却不一定掌握，而这正是容易考查的地方。我们何不把半个梨、一瓣西瓜、一截甘蔗放在一起，看学生自己选择哪种材料，若有错误，教师及时纠正。试剂也让学生自己配制，知道现配现用的原则。（3）讲有丝分裂和减数分裂时，教师往往借助幻灯和在黑板上画图来反复讲述其过程，越讲越繁杂，学生很难理解掌握。教师其实不必费这么多的时间，可以发动学生利用废导线做染色体模型，让学生自己看书理解后自己在桌子上通过摆放和移动染色体来领会细胞分裂的过程，自己总结染色体和DNA的数目变化规律，达到化难为易的效果。（4）在讲基因的表达之“翻译”时，学生总是感觉不易理解。我们可以组织学生做个模拟实验：预先准备64张密码子卡片和64张反密码子卡片及20种氨基酸卡片。发给学生每人一张反密码子卡片，教师掌握密码子卡片，氨基酸卡片统一放在讲台上。教师在黑板上画一条线表示mRNA，将塑料核糖体模型粘在线条的左端。学生模拟转运RNA的作用，既识别密码子又携带氨基酸。教师给出一个起始密码子，会有一个学生发现自己手持着该密码子的反密码子，于是他去寻找他所需要运输的氨基酸并把它贴在黑板核糖体上相应位置，依6次重复，每当形成一个肽键时，教师把核糖体向前移动一个位置，并在黑板上记下一分子水。于是，“翻译”过程清清楚楚。4、学校要加大投入，完善实验教学设施高中新课程与旧教材相比，保留了原来必修部分12个实验中的7个，补充了15个，合计22个实验，加上选修1（生物技术实践）其中的7个考试课题，造成现有实验条件不能满足实验教学的状况，致使影响实验的开出。随着新课程的深入推进，学校实验教学的硬件条件正在不断完善，这种形势下，任课教师争取学校领导的重视和支持，在管好、用好现有实验设备的基础上，投入一定的经费购买必要的设备、仪器、药品等。同时，生物教师也要充分发挥自己的聪明才智和现有设备的作用，搞好实验教学。只要我们从根本上转变了观念，认真落实新课程教学目标，提升自我教育教学素养，努力跟上新课程的步伐，改变传统的教学模式，就不会因教学时间、实验条件等因素使实验教学停步不前，相反，必然会使实验教学出现崭新的景象。参考文献①《普通高中生物课程标准（实验）》，中华人民共和国教育部，2003②《实验教学与仪器》2011年第二期