基于科學探究的高中生物實驗教學改革研究

張四維

【內容摘要】高中的生物課程是一門依托實驗過程和結果作為證據的學科，需要學生飽含熱情地參與其中，同時以科學探究為實驗的標準，營造出愉悅且不失約束的氣氛，讓學生輕松地完成各類實驗，對當中原理做到極大程度的掌握，將學生潛在的能力進行切實有效的釋放，使之思維能力也得到相應的拓展。在新時期下，教師秉承著先進的理念，基于科學探究，對實驗教學做到有針對性地改革，讓學生在小組配合中對實驗進行深入的探究，可將新舊知識結合去解決所遇的多個問題，在掌握知識內涵的同時也將其實驗能力做到鍛煉，構建出以科學探究為基礎的高效課堂。

【關鍵詞】科學探究高中生物實驗教學改革研究

在生物教學中，各知識點之間有著潛在的聯系，而且因其具有不同程度的抽象性，故應借助實驗重現自然現象，展現其中原理，使學生吃透所學的內容，也能夠在實驗中感受到不同的樂趣，燃起參與熱情并希望接觸更多實驗來滿足自身的求知欲望。面對這種情況，教師帶著前瞻性思維，基于科學探究來進行實驗教學的優化，設計新穎的實踐活動，配以豐富的教學資源將學生所應具有的科學素養做到極大程度的提升，同時巧用多樣化的情境，讓學生看到周身與生物學相關的現象，能夠從生物學角度進行分析，得到所需的答案，樹立起探究與求實的精神，在科學的方法下將不同的問題解決。

一、豐富教學資源，強化科學素養

1.解讀經典實驗

在高中生物實驗教學中，應深挖課本教材的內涵，對經典的實驗做到細致化的解讀，讓學生形成科學精神，故教師通過互聯網優勢在多媒體等設備中展現經典實驗的研究背景，解讀研究的過程、實驗步驟及結果。該過程中，學生看到實驗的嚴謹性，也意識到實事求是的重要價值，使之開始模仿并形成科學意識來規范自身的操作。例如，在解讀核酸的相關內容時，需要展現其在遺傳中的作用，教師可在多媒體等設備中將實驗的步驟進行分解，詳細的解讀每一部分操作，同時配以圖文或視頻的方式讓學生看到實驗中的變化。又例如，在進行雙球菌的轉換實驗時，鼓勵學生對實驗進行分析，根據自身的能力對當中的不足做到彌補，使之帶著自信去質疑，繼而形成科學探究的精神。教師可進行靈活的點撥，將實驗的研究背景傳遞給學生，同時巧用故事來燃起其操作熱情，能夠依托科學家的實驗思路來進行后續的研究，使學生很輕松地接受到科學的教育，緩解以往的倦怠情緒而“樂學”，更是將其科學素養做到極大程度的提升。

2.融入實驗案例

在新時期下，教師在授課環節有意傳遞科學探究的精神，使學生看到每一個生物知識均是在不斷地嘗試下獲得，繼而讓其正視自身的不足并開始進步，做到全方位的成長。例如，在豌豆雜交的實驗中，教師可通過故事的方式讓學生走入當中情境，去感受孟德爾的實驗精神，也體味到實驗的效用，同時看到孟德爾為了一個實驗可以投入巨大的精力，以此來觀察豌豆在各階段的成長情況，歷時幾年才尋找到當中規律。這些極為經典的案例，可使學生切實有效的培養所應具有的科學精神，釋放其科學思維，使之在模仿的過程中感受實驗的樂趣，找到生物知識的來源，構建極具科學探究意味的新型課堂。

二、設計實踐活動，打開思維空間

高中生物實驗教學有著極強的靈活性，同時也彰顯出實踐性，可讓學生帶著好奇去動手操作，將思維做到快速運轉，切實有效的吃透書本內容，極大程度的提升其原有的實踐能力。為此，教師基于科學探究有針對性地對以往的實驗教學進行改革，在拓展實驗內容的同時也能激發學生潛在的探究熱情，使之手腦結合將新舊知識運用于各類實驗，形成探究的精神并伴隨其終身。例如，在解讀細胞的吸水性時，需將滲透的原理進行展現，鼓勵學生進行假設，給實驗帶來動力，繼而通過動手操作去驗證腦中的想法，感受到操作的嚴謹，也體驗到當中的樂趣，更帶著生物角度去看待周身的一些現象，用科學的方式進行準確的解釋。首先，教師做了一個簡單的演示實驗，成功點燃了學生的好奇心，通過多角度的點撥讓其逐層邁進，故給出討論主題“這個實驗可以簡化一下嗎，如果能簡化，我們該怎么做？”。學生會將新舊知識做到結合，對實驗原理進行相應的分析，繼而萌生表達的欲望。其次，教師鼓勵學生通過動手來展現腦中想法，學生將蓋玻片掀開并滴入所需的蔗糖溶液，如此操作可省略之前的吸水紙吸引這一步驟，提升實驗的效率，也減少對顯微鏡的污染，保護實驗器材。與此同時，學生也會對簡化后的實驗成果有所考慮，故通過多次實驗與對比來驗證簡化后的操作并不會影響到實驗效果的精準性，使之產生不同程度的成就感，樂于對實驗進行創新，給其個性特點的釋放及發展帶來較大的空間。最后，教師轉換點撥角度，鼓勵學生去尋找“能夠替代蔗糖溶液的其他試劑”，使學生有信心去進行后續的探索，能夠將試劑特點、實驗原理等內容進行鞏固。學生會根據蔗糖黏液所具有的黏性來尋找與之特點相同的試劑，考慮到較強的黏性易給顯微鏡帶來污染，故從多種試劑中挑選出KNO3，不僅能替代蔗糖黏液，還可以直接省略給植物細胞滴加清水這一步驟，繼而保證了質壁分離后的復原效果，使學生探究能力得到切實有效的提升。除此之外，在進行與有絲分裂相關的實驗時，教師并未進行傳統的講解，而是鼓勵學生對實驗做到改進，將實驗中所需的2～3mm的根尖長度做到調整，改為剪取1cm，便于后續的漂洗，解決以往易碎的問題，但會在制片時截取2～3mm的根尖分區。在該模式下，教師將以往的實驗做到拓展，由學生來進行實驗的創新，可通過嘗試保證實驗成果的精準性。

三、巧用問題情境，形成探究精神

1.設計問題串，點燃好奇心

在高中生物課堂中，教師總攬全局，極大程度的挖掘各單元的授課目標間的潛在關聯，展現出邏輯性，繼而設計出與學生能力相契合的問題串，將其好奇心做到相應的釋放并轉換為求知的欲望，飽含熱情的參與后續的實驗活動。例如，在解讀制備細胞膜的方法時，可拋出多個有一定聯系的問題串：①是否可以直接觀察到細胞膜？②它是由什么組成的？③細胞膜的功能是什么呢？待學生開始進行探究并產生問題意識時，教師并沒有直接給出所需的答案，而是通過生活實例及實驗來完成解答，學生會從中看到細胞膜所包含的成分，無需死記便可完成牢固的記憶。與此同時，教師可輕松將學科思想做到相應的滲透，例如，結構與功能之間的適應性，讓學生感悟到“邊界”并不只是空間上的，還可能會有特定的功能，才可讓整個系統可以有效地運轉，繼而認識到生物結構的特點與內涵。在逐層遞進的問題串中，學生通過探究感受到各知識點之間的潛在聯系，帶著好奇“一探到底”，能夠完成自學成效的檢驗，也構建出飽含探究品質的新穎課堂。

2.借助問題串，燃起主動性

在進行問題串的設計時，教師秉承著先進的理念對問題串做到相應的創新，使之給學生帶來極強的驅動力，繼而走入深度思考的境界，模仿科學家并體味生物實驗的魅力，將其思維帶領至一定的深度。例如，在解讀植物細胞的失水性時，教師借助問題串來傳遞書本內容，①通過臨時裝片的觀察，你們看到了什么？②如果遇到無顏色的細胞，該怎么觀察它的吸水和失水性？③除外表皮細胞之外，還有誰會擁有這些特性？學生面對這些問題不再局限于書本內容或之前所學的實驗，而是將實驗過程、物品等進行更換，以此來驗證自身的想法并找到答案。部分學生會選用白菜葉來進行后續的實驗，將失水的特點做到相應的掌握，與細胞的吸水性結合，尋找到當中的關聯，能夠站在生物學的角度去解釋一些現象。該模式下，學生走出以往的思維禁錮，借助實驗來夯實基礎，燃起主動性，也將其科學探究的精神做到切實有效的培養。

四、優化授課模式，關注探究過程

1.傳遞探究方法

教師應通過多元化的點撥讓學生能夠看到多種不同的探究方法，繼而尋找到與自身喜好及能力相契合的方式，故教師開始傳遞探究方法，讓學生參與探究的過程，由以往死記的被動位置做到相應的轉換，走入“樂學”的主體位置。例如，在進行葉綠體的觀察實驗之前，教師鼓勵學生根據書本內容去想“要觀察什么？”，“如何對胞質環流現象進行加強”等，使之帶著目的去完成后續的操作，不會呈現出盲目性。學生會在大方向的指引下進行細致化的觀察，繼而開始探究，圍繞著生物知識點來探究，將其原有的觀察能力做到切實有效的提升，也會使之在實驗中將心中疑問解答，萌生成就感，迫切地希望在課堂或實驗中接觸更多的生物知識，也可帶著生物眼光去探究，懂得先找準方向，再選擇辦法，通過實驗與對比得到所需的答案，轉換其科學探究的態度。

2.訓練探究能力

小組合作模式可將學生所具有的智慧做到有效的匯集，使之在合作中表達出心中所想，那么多條思路會相互碰撞，繼而萌生出創新的意識，再將新舊知識結合去進行驗證，使之綜合能力得到極大程度的鍛煉。在合作中，學生原有的視野被拓展，可有效降低學習難度，在自由且不失規范的交流環境中使其科學探究的能力隨之強化，也感受到生物規律。例如，在探究影響植物染色體數量的因素時，教師將學生分成4～6人的小組，秉承著“組內異構”的先進原則，讓各層次能力范圍的學生進行打散，同時注意“組間同構”，將小組合作的效用做到極大程度地發揮。教師讓小組進行根尖分生區的觀察，再討論“分生區的分裂有什么特點，是減數分裂？”，使小組開始探究，部分組員認為并不是減數分裂，各組員便通過實驗與探究來驗證這一說法，掌握有絲分裂的特點，同時發現生殖細胞會進行減數分裂。在該方式下，學生能夠吃透生物概念，在對實驗現象進行分析時會理清思路，使最終的結論彰顯出準確性。

結語

高中生物的探究性實驗能夠釋放出學生潛在的創新意識，使之在參與中將創新能力做到不同程度的提高，故教師開始在科學探究的基礎上通過多種不同手段激發出學生的積極性，使之萌生主動性，樂于動手操作，讓其在自由的想象中做到獨立性的思考，能夠收到意想不到的成效。為此，教師以科學探究為主線，對高中生物實驗教學進行有針對性的改革，增加實驗所應具有的探究性，同時對概念學習做到相應的改變，讓學生“樂學”而積極參與，將其技術、情感與個人價值等做好權衡，實現全方位的成長。

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（作者單位：江蘇省丹陽高級中學）