淺談高中生物探究性實驗教學

生物是一門以實驗為基礎的自然科學，在高中生物教學中，實驗具有不可替代的作用。進一步突出生物學科的特征，強化探究性實驗教學，充分發揮實驗教育功能是高中生物教學中的共識。幫助學生學會探究，同樣是高中生物實驗教學中的重要部分，是認知目標、技能目標、體驗目標的辯證統一。在國家基礎教育課程改革的背景下，進一步改變高中生物教育中普遍存在的重復性聯系、被動灌輸的學習方式，引導和倡導學生更加主動地去參與和體驗探究。

一、高中生物探究性實驗教學概述

1.高中生物探究性實驗的特點

高中生物開設探究性實驗可以引導學生積極參與科學探究的過程。高中生物探究性實驗的特點包括：（1）自主性。探究性實驗需要學生自己設計并完成實驗，就要求學生熟悉教材內容，并能運用實驗設計的原則方法和原理設計出合理的實驗方案，并會觀察實驗現象、分析實驗原理、解釋實驗原理，最后得出實驗結果。這樣，才能夠最大限度地激發學生學習的興趣和創造的潛能，也能充分體現學生學習的自主性，符合現代主體性教育理論的要求。（2）探究性。探究性實驗不同于驗證性實驗，這使得實驗中出現什么現象，學生不能直接從課本中找到答案，只能通過細心的觀察和思考得出。正因為其過程和結果的不確定，對于開闊學生視野，養成求異思維品質，提高創新意識和實踐能力是十分有效的。（3）靈活性。探究性實驗對于所探究的問題，可以提出不同的假設，可以有不同的探究方法，可以有不同的材料用具，只要能夠解決問題就行。對于一些硬件設施較差的學校來說，他們可以采用簡便的方法和現成的材料進行探究性實驗，甚至可以根據自己學校的實際情況，結合課程教學，取消或增加一些探究性實驗，從而有利于素質教育的開展。

2.高中生物探究性實驗的教學功能分析

探究性實驗不僅是高中教學的重要內容，也是最常用的有效教學方式之一，同樣是學生最有效的學習方式。探究性實驗的過程十分符合高中生認識世界、認識物質的規律，探究性實驗過程當中的很多因素都能夠進一步激發學生發現新知識，探究性實驗能為高中生形成生物學基本概念以及基礎理論提供感性認識素材，可以幫助高中生進一步鞏固生物知識以及生物實驗技能，可以培養高中生嚴謹的科學態度以及進行科學方法的訓練，進一步調動其學習積極性。

3.高中生物探究性實驗教學的難點

（1）實驗設計難。由于學生以前沒有這樣的經驗，同時受學生年齡的限制，他們的思維往往有較大的局限性。因而，學生難以完成一個比較完整合理的實驗設計方案。

（2）實驗完成難。由于以往認識的偏差和條件的限制，對學生動手能力的培養不夠，而且學生對實驗儀器的認識和控制能力較差，因此，學生獨立完成實驗較難。

（3）實驗分析難。限于學生的思維能力，學生獨自分析實驗結果、得出正確結論比較困難，特別是對實驗中某些條件的忽視或控制不好而造成的實驗結果的偏差，難以得出合理的解釋。

二、高中生物探究性實驗課的教學方法

在實驗教學中應盡量鼓勵學生運用所學的知識，進行實驗設計。指導實驗設計的一般方法，包括提出問題→作出假設→實驗設計→進行實驗→分析結果→得出結論→表達交流，老師可以提供給學生一個已設計好的方案或者教材實例進行參考模仿。例如，在探究“影響酶活性的條件”實驗中，許多同學確認的課題是《溫度對酶活性的影響》，但在設計實驗方案時，我發現部分同學根據已有的知識選用斐林試劑來檢測酶的催化效率。他們認為在適宜的溫度條件下，淀粉可以被淀粉酶水解成還原性糖，因而可以用斐林試劑檢測。是不是真的可以用斐林試劑呢？在我的提醒下，學生很快意識到他們忽視了斐林試劑反應的條件是需要加熱，對于冰水浴實驗組，在加熱過程中，隨著溫度的升高，酶活性也會逐漸增加，使淀粉逐漸被水解，導致結果很可能與對照組差不多，從而影響了探究目標的達成。而選擇碘液來檢測就不存在此類誤差，可在催化反應結束后直接滴加碘液，根據溶液是否變藍來判斷淀粉有否被水解。

三、高中生物探究性實驗課的教學環節

科學探究通常包括通過實驗來探究、通過調查來探究等不同形式。生物學實驗教學在生物學教學中有著十分重要的地位，教師應積極提供機會，讓學生親自嘗試，對實驗進行探究，并將其內容要求盡可能多地滲透到各主題內容的教學活動中去。以探究為本的生物學實驗教學與一般意義上的探究是有區別的，也與科學家從事的科學探究有著明顯的不同。中學生物學探究性實驗是基于中學生物學實驗前提下的，由教師給予學生指導的科學探究活動。在科學上，實驗的結果、結論或許早就有了，但為什么還要組織學生去探究呢？因為要教會學生科學探究的一般方法，考查學生在實驗過程中的操作表現、思維表現、學習能力表現等。探究性實驗一般以小組合作開展，提倡“以問題為中心，自主探索，小組交流，重在發展”，它要求學生既要對所研究的課題開展學習活動，同時又要對實驗過程開展學習活動。

高中生物探究性實驗課的教學過程結構歸納為以下六個環節：背景下提出問題；假設；設計實驗（包括實驗A、B、C）；實施實驗（包括實驗A、B、C）；結論；表達交流。

以上六個環節可以解釋如下：

1.準確地把握實驗的目的，找出自變量

2.確定實驗的原理

實驗原理通常根據實驗的目的和題目所給的材料進行分析處理，確定實驗變量的檢測方案，再與我們所學過的知識聯系起來確定實驗的原理。

3.設置對照實驗，選擇合理的實驗對照方法

4.選擇實驗材料（實驗材料要根據原理來選擇或題干所給的信息來確定）

5.設計實驗步驟

設計實驗步驟時最好能理順實驗思路，一定要注意遵循實驗設計的四個基本原則（對照原則、單一變量原則、等量原則、科學性原則）。實驗步驟基本模式如下：（1）將相關的實驗材料、用具或相應的實驗對象等隨機平均分組，并編號（目的是為了防止偶然誤差）。（2）施加實驗變量，控制無關變量，設置對照（注意：單一因素不同，其他因素相同且條件要適宜）。（3）進一步相同處理（如條件適宜相同環境）。（4）檢測因變量、觀察、統計、比較。如果實驗現象是隱蔽的，必須找出具體的檢測方法，以顯現實驗結果，便于觀察，之后找出具體的觀察和記錄對象，觀察、記錄、統計、比較實驗數據和現象。（5）有些實驗可能需要反復操作本實驗，目的是防止偶然誤差。

6.預測實驗結果并得出結論

根據實驗的原理分析或推測其可能的情況，并將所有可能的結果和結論一一列出。探究性實驗回答的基本模式為：如果可能出現什么樣的實驗現象，則（說明）……

通過生物實驗課教學實踐，我體會到生物實驗課對提高生物學科的教學質量能起到很大的促進作用。我決心將實驗課的改革，繼續深入進行下去，全面提高學生素質，提高生物教學質量及實驗結論。

（作者單位 浙江省東陽市巍山高中）