基于探究的高中生物實驗教學途徑

陳琳

摘 要：高中生物作為學科教育的重要組成部分，其主要的教學方式包括知識教學與實驗教學。為更好的幫助學生建立生物學科的知識體系，將生物實踐與探究相結合成為當前階段增強實驗教學課堂效果的重要途徑。為此，本文從生物實驗課程的重要性、科學探究模式的分層等方面出發(fā)，對實驗課程的具體探究途徑進行系統(tǒng)的講解。

關鍵詞：科學探究 開放性分層 案例設計

探究性的生物實驗作為高中生物課程的重要組成內容，是提升學生生物水平，增強學生實驗探究深度的關鍵。為此，本文以實際的生物實驗案例作為設計高中生物學科科學探究的重要參考，對傳統(tǒng)實驗活動的改進方式提出幾點有效的建議。[1]

一、通過科學探究，幫助學生更好的認識生物學科

1.生物實驗課程的重要性

生物實驗的教學課程主要是指通過實驗儀器進行實驗教學的一種情境教學形態(tài)。在高中的生物課程中開展實驗教學，與理科類的其他教學實驗相同，都是將書本上的抽象知識轉化為更加直觀、具體、形象的課堂實踐。與此同時，生物實驗可以將某一原理高度濃縮，并展示給學生們，幫助高中階段的學生縮短對生物知識點認識與理解的時間。但從教學論的角度出發(fā)，這種通過實驗進行知識學習的過程，實質上屬于知識教學的輔助環(huán)節(jié)，在具體的生物實驗教學中居從屬地位。因此，在進行高中生物實踐課程中，有時達不到預期的教學效果，無法實現(xiàn)預設的教學結論。雖然生物教師會在一定程度上注意對學生進行實踐技能、實驗方法、自主探究等方面的系統(tǒng)訓練，但從教學整體方案設計來看，實驗課程仍舊處于次要地位。[2]

2.運用科學探究的方式，提高學生對生物學科的理解

針對這種情況，課程標準中人提出科學探究的理念，幫助教育者通過全新的視角動態(tài)的對實驗教學進行解讀。強調在高中階段的生物課程中，將反映“完整的畫面”作為生物科學探究的重點。具體來講，就是將科學探究作為學生進行生物學習的基本途徑，幫助他們更好的認識生物世界，并建立起系統(tǒng)的科學理解體系，從而對生物學科的基本規(guī)律產生自己的領悟。在此基礎上，教師應該合理的運用科學探究的教學模式，提升生物實驗的實際教學效果，轉變實驗課程的傳統(tǒng)教學方式，進一步強化學生的實踐操作能力、自主創(chuàng)新能力，提倡學生保持質疑態(tài)度與實證精神。為此，營造開放、自由、個性的科學探究平臺、為學生提供更加多元的思維環(huán)境、破除生物學科的封閉性、引用現(xiàn)代化的教學模式等，是當前階段提升高中學生科學素養(yǎng)的有效途徑。[3]

二、在實驗中進行科學探究的分層與面臨的問題

1.生物科學探究實驗的開放性分層

美國的學者施瓦布將科學實驗分為三個層次，相關專家根據(jù)多年的實踐基礎添加一個環(huán)節(jié)，將實驗的開放層次分為提出問題、實驗方法、具體步驟以及答案四個層次，按照探究層次的不同，按步驟進行試驗，驗證相關的成果。不同探究層次，生物實驗的難易程度也有所差別，零層次科學探究為學生提供問題、實驗器材、步驟以及答案四個方面的條件，一般被稱為驗證性的實驗。一般而言，除驗證性實驗之外，演示性實驗以及學生實驗也都可以歸納為零水平的探究層次，適合剛接觸生物實驗的學生。隨著學生學習程度的加深，對科學基本精神的領悟力加強，實驗的問題確定、實驗程序以及相關結論等方面的開放性也在逐步加強，直至完全開放的探究程度。

2.探究性生物實驗面臨的問題

新課程改革的生物實驗教學中，將這種開放式的分層探究引入到實際的課堂教學環(huán)節(jié)，使得實驗的教學效果有了顯著的提高。與此同時，一個較為突出的問題是高中階段學科教學的時間與知識量都有著明確的規(guī)定，相較于知識性學習，探究性學習占用的時間更多。部分教師為達成階段性教學任務，在進行生物實驗教學時，更傾向于選擇開放性較低的實驗探究層次。一方面部分教師為保證實驗課堂的教學紀律，實現(xiàn)對課堂的全面控制，通常會事先給出實驗結果，降低開放性探究性生物實驗的比重。另一方面，一些教師在生物實驗經驗、技能水平等方面的限制，也會在一定程度上降低探究實驗的開放水平。

三、生物實驗科學探究的案例設計與分析

以高中階段生物課程的“酶的催化效率—過氧化氫分解”為實驗對象，進行案例分析。

1.提出問題

通過知識遷移，引導學生聯(lián)想到已經學習催化劑化學反應的相關內容，并提出“催化劑和化學反應之間是否有對應關系？”“催化劑改變化學反應速率的方式？”等問題。

2.進行假設

教師布置相應的教學任務，組織學生進行資料收集、小組討論，并提出實驗的假設。

3.實驗準備

（1）知識準備

教師布置預習任務時需要有側重點，引導學生閱讀重點學習內容，例如過氧化氫、二氧化錳以及三氧化鋁的性質，并聯(lián)系實際生活中的物品。

（2）器材準備

試管，衛(wèi)生香，火柴，過氧化氫，二氧化錳，三氧化二鋁，雞肝勻漿（新鮮的和不新鮮的各一份），馬鈴薯勻漿（生的和熟的各一份）等。

4.生物探究實驗得出的結論

（1）二氧化錳，三氧化二鋁，雞肝勻漿，馬鈴薯勻漿，能加快過氧化氫的分解速率，故能作過氧化氫分解的催化劑。

（2）如果采用新鮮的雞肝勻漿或者是生的馬鈴薯勻漿放入到試驗過程中，得到的反應速度要快于二氧化錳以及三氧化鋁的催化效果，因此得出結論前者的催化效率大于后者。

結語

以科學探究為基礎的實驗教學模式不僅能夠有效提升學生對生物實驗課程的參與度，培養(yǎng)學生的實驗操作能力與自主探究的科學精神，還能在一定程度上夯實高中學生的生物基礎，實現(xiàn)學以致用的教學目的。為此，教師在設計生物實驗教學方案時，應以新課標的指導為實驗教學改革標準，深度挖掘科學探究的實質內涵、轉變傳統(tǒng)實驗模式、利用開放性試驗的分層，為學生驗證精神、探究精神等全面發(fā)展提供更加廣闊的平臺。

參考文獻

[1] 朱慧.高中生物探究性實驗教學存在的問題及對策[J].內蒙古教育，2017（8）.

[2] 房佳.基于“學案導學式”視頻開發(fā)的高中生物實驗教學研究[D].南京師范大學，2011.

[3] 何鳳榮.探究提升高中生物實驗教學的有效方法[J].儷人：教師，2015（23）：125.