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● 目前高中生物实验课教学存在的问题
由于课时紧张、实验步骤繁杂以及实验条件不足等诸多因素的限制，高中生物课的实验课教学一直存在如下问题：
第一，按照课时标准直接做实验。这样的课堂看起来热热闹闹、忙忙碌碌，但由于涉及的原理、添加的试剂较多，操作也比较复杂，所以学生整节课都是按照教材设计的步骤盲目地进行机械性操作，现学现做，照猫画虎，并没有时间真正去体会实验的原理方法，实验不具有连贯性，甚至很多学生到最后还是一头雾水，难以在一节课时内达到预期的实验效果。
第二，先让学生进行预习，然后再去实验室。这样的办法对部分学生是有效的，但由于相关的实验很抽象、难理解，所以课前学习难度较大，需要耗费学生大量的课前时间。同时，由于个体差异，即便是牺牲大量的课前时间，很多学生也不一定能掌握实验方法，课堂实验效果还是良莠不齐。
由于这些问题的存在，师生便都感觉到实验做与不做，并没有明显的区别。于是，衍生出第三种做法，那就是教师纸上谈兵，讲实验，这是目前很多学校实验课的普遍做法。这种做法，虽然应对了部分考试题目，但却忽视了学生的实践动手能力，培养了一批高分低能的学生。由于没有进行过实验，所以学生没有真正掌握基本概念的原理和方法，题目稍一变化就不会了。
那最好的办法是什么呢？数字化生物实验翻转课堂的探索，让信息技术与动手实验有机融合，为高中生物实验课开辟了一条崭新的、行之有效的途径。
● 数字化生物实验翻转课堂的探索
在微视频的帮助下，实验过程更加形象直观，这就解决了之前课前预习耗时耗神的问题，使学生能够显而易见地明确实验流程、方法、步骤，加深对实验的理解，轻松完成课前自主学习。同时，技术支撑下的课上实验探究和展示活动构成的微项目学习，又能提高学生的动手操作能力，引发头脑风暴，从而实现内化知识、拓展能力的高层次学习目标。
下面，我以“绿叶中色素的提取和分离”这一探究实验为例，谈谈数字化背景下，高中生物动手实验课的翻转课堂教学策略。
1.充分的课前准备
第一，学习目标层次化。学生可以选出那些只要按照自己的节奏、方法和步骤去学习就能掌握的内容来作为课前学习目标。例如，本节课的课前学习目标是：发现色素提取和分离的原理；熟悉实验操作步骤；了解色素提取时，研磨、过滤及滤纸条的制备和画滤液细线的注意事项。
第二，为了实现这些目标，我设计了课前自主学习任务单，并发布了如下学习任务。
任务一：通过阅读教材第97页的相关内容，回答：绿叶中色素提取和分离的原理分别是什么？
学生只要多读几遍教材，就都能掌握这个任务。因此，将它作为课前学习任务自主学习，能帮助学生发现实验原理，为进一步的探究实验奠定基础，提供依据。
任务二：通过观看“绿叶中色素的提取和分离实验”微视频录像资料，完成利用仿真模拟软件模拟实验。
这个任务充分体现了数字化背景下翻转课堂的特色。由于学生的个体差异，他们达成同样的目标所需要的时间和步骤是不同的，所以要预估学生可能困惑的地方，针对重点、难点开发相应的微视频支撑。学生在自主学习时，可以暂停、倒退、重播微视频，这有利于他们根据个人情况完成学习，预防学困生的出现。本节课课前自主学习的设计思路，是在虚拟实验环境下，帮助学生理解“绿叶中色素的提取和分离”这一探究实验活动的操作流程，并利用信息技术提供真实实验过程微视频和仿真模拟实验。学生只要通过反复观看微视频，就能了解实验步骤，掌握操作要领，完成仿真模拟实验，实现预期目标。
任务三：通过阅读教材第98页相关内容，观看微视频，回答下列问题：①无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙等实验试剂在实验过程中起什么作用？②色素提取时，研磨、过滤的注意事项有哪些？③如何对滤纸条进行处理？画滤液细线的要求是什么？
在问题引导和微视频的支持下，学生自行解决了许多因为个性差异而产生的落差问题，理解了概念、原理所包含的意义。这为学生进一步体验色素的提取和分离实验过程，深刻理解色素的提取和分离原理，掌握色素的种类及其在生产生活中的应用，实现内化知识、拓展能力奠定了坚实的基础，由此也培养了学生核心素养的高层次的课堂学习目标。
2.适时转入“检测 真实情境探究”，实现课堂教学方式创新
在课堂学习过程中，学生直接利用真实的实验材料，动手实验。因为有了充分的课前自主学习准备，他们的手法快速熟练，配合默契，学习情绪高涨，探究欲望强烈，几乎无一不达到预期的实验结果。于是，他们收获了成功的喜悦，信心百倍地投入到后续的学习过程中。
学生先利用5分钟时间播放另一种提取色素的方法视频资料：95%的酒精5ml 绿叶碎片→沸水浴2分钟→取色素液分离。然后基于上述情境，探究“前后两个实验的原理是否相同”。有了前面的铺垫，学生们摩拳擦掌，相互碰撞各种设想，实现了已有知识重组和不断访问、知识要素迁移和多重链接。小組学生兴高采烈，取长补短，主动交流发言，通过讨论达成了共识。
可见，有了信息技术的支持，我们再现了真实的探究实验过程，从而设计出基于真实情境的探究主题，引发了学生思考，充分地提高了课堂效率。微视频与动手操作相结合，创新了实验课，能形象化地呈现枯燥的书本知识，刺激了学生的感官，激发了他们的兴趣，更好地培训了他们的创新精神、实践能力和科学素养。
3.微项目学习是实现课堂学习目标的主渠道
“协作探究 展示活动”构成的微项目学习，是实现课堂学习目标的主渠道，能够让绝大多数的学生走进尖子生的行列。微项目学习应具备如下特点：
第一，学生可以自由思考，依据问题所依存的情境对其中一些元素提出自己的界定或假设，在群策群力的基础上尽可能地激发创造性，产生尽可能多的设想、方法，并允许提出质疑，然后寻找证明假说的方法和理论依据等有效途径。
由于课时紧张、实验步骤繁杂以及实验条件不足等诸多因素的限制，高中生物课的实验课教学一直存在如下问题：
第一，按照课时标准直接做实验。这样的课堂看起来热热闹闹、忙忙碌碌，但由于涉及的原理、添加的试剂较多，操作也比较复杂，所以学生整节课都是按照教材设计的步骤盲目地进行机械性操作，现学现做，照猫画虎，并没有时间真正去体会实验的原理方法，实验不具有连贯性，甚至很多学生到最后还是一头雾水，难以在一节课时内达到预期的实验效果。
第二，先让学生进行预习，然后再去实验室。这样的办法对部分学生是有效的，但由于相关的实验很抽象、难理解，所以课前学习难度较大，需要耗费学生大量的课前时间。同时，由于个体差异，即便是牺牲大量的课前时间，很多学生也不一定能掌握实验方法，课堂实验效果还是良莠不齐。
由于这些问题的存在，师生便都感觉到实验做与不做，并没有明显的区别。于是，衍生出第三种做法，那就是教师纸上谈兵，讲实验，这是目前很多学校实验课的普遍做法。这种做法，虽然应对了部分考试题目，但却忽视了学生的实践动手能力，培养了一批高分低能的学生。由于没有进行过实验，所以学生没有真正掌握基本概念的原理和方法，题目稍一变化就不会了。
那最好的办法是什么呢？数字化生物实验翻转课堂的探索，让信息技术与动手实验有机融合，为高中生物实验课开辟了一条崭新的、行之有效的途径。
● 数字化生物实验翻转课堂的探索
在微视频的帮助下，实验过程更加形象直观，这就解决了之前课前预习耗时耗神的问题，使学生能够显而易见地明确实验流程、方法、步骤，加深对实验的理解，轻松完成课前自主学习。同时，技术支撑下的课上实验探究和展示活动构成的微项目学习，又能提高学生的动手操作能力，引发头脑风暴，从而实现内化知识、拓展能力的高层次学习目标。
下面，我以“绿叶中色素的提取和分离”这一探究实验为例，谈谈数字化背景下，高中生物动手实验课的翻转课堂教学策略。
1.充分的课前准备
第一，学习目标层次化。学生可以选出那些只要按照自己的节奏、方法和步骤去学习就能掌握的内容来作为课前学习目标。例如，本节课的课前学习目标是：发现色素提取和分离的原理；熟悉实验操作步骤；了解色素提取时，研磨、过滤及滤纸条的制备和画滤液细线的注意事项。
第二，为了实现这些目标，我设计了课前自主学习任务单，并发布了如下学习任务。
任务一：通过阅读教材第97页的相关内容，回答：绿叶中色素提取和分离的原理分别是什么？
学生只要多读几遍教材，就都能掌握这个任务。因此，将它作为课前学习任务自主学习，能帮助学生发现实验原理，为进一步的探究实验奠定基础，提供依据。
任务二：通过观看“绿叶中色素的提取和分离实验”微视频录像资料，完成利用仿真模拟软件模拟实验。
这个任务充分体现了数字化背景下翻转课堂的特色。由于学生的个体差异，他们达成同样的目标所需要的时间和步骤是不同的，所以要预估学生可能困惑的地方，针对重点、难点开发相应的微视频支撑。学生在自主学习时，可以暂停、倒退、重播微视频，这有利于他们根据个人情况完成学习，预防学困生的出现。本节课课前自主学习的设计思路，是在虚拟实验环境下，帮助学生理解“绿叶中色素的提取和分离”这一探究实验活动的操作流程，并利用信息技术提供真实实验过程微视频和仿真模拟实验。学生只要通过反复观看微视频，就能了解实验步骤，掌握操作要领，完成仿真模拟实验，实现预期目标。
任务三：通过阅读教材第98页相关内容，观看微视频，回答下列问题：①无水乙醇、二氧化硅、碳酸钙等实验试剂在实验过程中起什么作用？②色素提取时，研磨、过滤的注意事项有哪些？③如何对滤纸条进行处理？画滤液细线的要求是什么？
在问题引导和微视频的支持下，学生自行解决了许多因为个性差异而产生的落差问题，理解了概念、原理所包含的意义。这为学生进一步体验色素的提取和分离实验过程，深刻理解色素的提取和分离原理，掌握色素的种类及其在生产生活中的应用，实现内化知识、拓展能力奠定了坚实的基础，由此也培养了学生核心素养的高层次的课堂学习目标。
2.适时转入“检测 真实情境探究”，实现课堂教学方式创新
在课堂学习过程中，学生直接利用真实的实验材料，动手实验。因为有了充分的课前自主学习准备，他们的手法快速熟练，配合默契，学习情绪高涨，探究欲望强烈，几乎无一不达到预期的实验结果。于是，他们收获了成功的喜悦，信心百倍地投入到后续的学习过程中。
学生先利用5分钟时间播放另一种提取色素的方法视频资料：95%的酒精5ml 绿叶碎片→沸水浴2分钟→取色素液分离。然后基于上述情境，探究“前后两个实验的原理是否相同”。有了前面的铺垫，学生们摩拳擦掌，相互碰撞各种设想，实现了已有知识重组和不断访问、知识要素迁移和多重链接。小組学生兴高采烈，取长补短，主动交流发言，通过讨论达成了共识。
可见，有了信息技术的支持，我们再现了真实的探究实验过程，从而设计出基于真实情境的探究主题，引发了学生思考，充分地提高了课堂效率。微视频与动手操作相结合，创新了实验课，能形象化地呈现枯燥的书本知识，刺激了学生的感官，激发了他们的兴趣，更好地培训了他们的创新精神、实践能力和科学素养。
3.微项目学习是实现课堂学习目标的主渠道
“协作探究 展示活动”构成的微项目学习，是实现课堂学习目标的主渠道，能够让绝大多数的学生走进尖子生的行列。微项目学习应具备如下特点：
第一，学生可以自由思考，依据问题所依存的情境对其中一些元素提出自己的界定或假设，在群策群力的基础上尽可能地激发创造性，产生尽可能多的设想、方法，并允许提出质疑，然后寻找证明假说的方法和理论依据等有效途径。