浅析高中生物探究式实验教学

任翔

【摘要】 生物实验不仅是培养学生实践能力的重要途径，更是激发学生探索兴趣、培养学生科学素养的切入点。本论文阐述实验操作技能和探究式实验教学模式的内涵，对高中生物一个重要的验证性实验“叶绿体中色素的提取和分离”进行了改进，实施了探究式实验教学设计并进行了教学实践以及分析，旨在探讨如何培养学生的科学素养。

【关键词】 高中生物 实验教学设计 探究式实验 实验操作技能

【中图分类号】 G633.91 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2016）08-001-02

在学校开展的高中生物课外活动兴趣小组活动——“制作叶脉书签”的实验活动中，教师看着学生从学习如何制作叶脉书签，到自主探究选择什么样的叶子最合适制作叶脉书签，最后到用各种各样的方法把普通的叶脉书签加工成了艺术品！这一步一步的成功都凝结着学生自己的智慧，让教师在欣喜的同时受到了启发，更进一步地对生物探究式实验教学进行了思考和研究，并对教材上的重要实验进行了改进和实践。

一、实验操作技能的内涵

探究式学习凸显学生的自主性，强调自主建构知识，期望通过探究活动， 使学生在基本知识、基本技能（不仅包括动作技能，更重要的是探究的基本过程技能）、基本态度、基本观念、基本理解、基本经验这6方面都获得发展。这就使得生物课将更多的是实验、讨论、交流活动。学生通过实验进行探究活动，不仅能加深学生对知识的理解，更能使学生产生兴趣，自觉探究，不断实践，反复训练并逐渐形成各种实验操作技能和养成严谨的科学实验态度。可以说，生物学实验教学在促进学生生物科学素养的培养中， 处于关键地位，发挥着重要作用。

在布鲁姆教育目标分类学里，把课程目标合理地分成认知、操作、情感3个领域。在操作目标领域中，技能是指“学习者在特定目标指引下，通过对某一特定的操作程序反复训练，而形成的各种具有专门化、程序化、自动化特征的能力”。技能目标可以分为“生物学基本实验技能”和实验过程中的“科学过程技能”。生物学基本实验技能：是生物学实验中常见的最基本的技能，它包括器具使用、实验材料获取、实验材料处理、药品试剂的配置使用和实验结果记录5种技能。这5种技能因为高中生物课程有明显的时间限制，以往大多是由教师代替完成（一般教师只指导学生完成实验结果记录和实验材料处理技能）。而在提倡素质教育的今天，教师要有意识地指导并逐步培养学生这5种技能，使学生逐步具备完成完全探究式学习中的基本实验能力。

科学的意义并不在于科学知识的本身，而在于获取科学知识的过程。科学过程技能也可称为终身学习技能。根据美国科学促进协会的观点，探究式学习中的科学过程技能可分为两大部分共13种具体技能：基本过程技能包括观察技能、测量技能、应用数值技能、分类技能、应用时空技能、表达沟通技能、预测技能和推论技能这8个科学过程技能；而统合技能是建立在8个基本过程技能基础上的较复杂、具统合性的科学过程技能。统合技能包含下操作型定义技能、形成假说技能、解释资料技能、控制实验因子技能及实验技能。

科学过程技能中，基本过程技能是统和技能的基础，而统和技能是基本过程技能的发展。在实践中，教师应该特别重视如下几个方面的技能培养： 观察技能、分类技能、表达交流技能、提出假说技能、下操作型定义技能、控制实验因子技能等。论文的案例设计和实践中，教师根据实际情况，着重就这6种技能对学生进行培养。

二、 探究式实验教学模式的内涵

教学模式是教学流程中各个基本要素定型化的特定操作程序。它是某种教学理论简化的表达形式，在使教学理论具体的同时体现其内在价值。依据学生认知途径和试验内容，中学生物实验可分为两种基本类型：验证性实验和探究性实验。而探究式实验教学模式是通过开展探究性学生实验来实现学生的主体性、创造性的发展和学生的实验操作技能的培养，它将实验和主动探究有机结合起来。在教师的鼓励、启发和引导下，学生自主选择问题和发现问题，自主实验，探索研究，归纳出概念和客观规律。调动了学生的主动性和积极性，在探究过程中，获取知识，发展技能，培养能力。

探究式实验教学模式可以是一节课的全程教学模式，也可以是一个“探究点”的教学模式。这里所说的一个“探究点”，就是一个知识点，亦即一个概念、一条规律、一个具体运用。对“探究点”的探究是教学过程中学生的一个完整的认知过程。这个过程必然要经过一个“探索—研究”过程，最终以学生获得这个知识点并把它纳入自己的认知结构而结束。

三、探究式实验教学设计及分析

（一）探究性实验教学设计

1. 教学内容分析。叶绿体中色素的提取和分离实验在过去一直属于验证性实验，是高中生物实验中难度较大的实验。一般说来，该实验的重点是初步掌握提取和分离叶绿体中色素的方法，探究高等植物叶绿体中有几种色素及其颜色。难点是叶绿体中色素提取中应注意的问题。通过实验培养学生实验操作能力及合作精神，掌握探究实验的方法。但是，学生很容易从教材中学到高等植物叶绿体中有几种色素及其颜色，以此做实验的探究点，容易使实验留于形式，实验的本质不自觉中成了验证性实验。因此，论文将“是否还有其它比菠菜更合适的材料”做本实验的探究点，以此引起学生对探究的兴趣。

2. 教学目标设计。初步学会用过滤方法提取叶绿体中的色素和用纸层析法分离色素。探究该实验的最佳实验材料，培养学生的科学素质和创新意识。如实观察并记录实验现象和结果，提高学生的实验操作技能。分析实验过程中出现的问题，培养学生分析问题和解决问题的能力。分析实验结果，探究最佳实验材料应满足什么要求。

3. 教学方法设计。以探究为核心对高中生物学的实验进行分类，有助于准确制定实验教学目标，设计出最佳的实验方案，也为实验教学评价提供了统一标准。“提取和分离叶绿体中的色素”属于引导式探究实验，即教师提出实验结构或程序，学生参与“干什么”和“发现什么”的探究过程。且该实验的内容多，时间紧，操作性技能要求高，教师不仅要做好实验前的准备工作，还要通过启发式问题引导学生自主探究。对实验中的关键性操作要熟练操作，并要知其所以然，因此， 讲解、讨论、谈话等教学方法要灵活应用，不要死套探究式学习的固定模式。

四、结语

本文通过对探究式学习实验操作技能和探究式实验教学模式的理论研究，对高中生物一个验证性实验实施探究式实验教学设计及其案例分析，探讨如何培养学生的实验操作技能。教师通过案例分析和实践，认为：

对技能性实验实施探究式实验教学，既能通过规范的实验操作，培养学生观察、仪器的使用、数据处理等基本的实验操作技能，又能使学生对“探究点”进行探究，达到培养综合探究的能力和科学的实验态度的目的。通过教师随堂进行的他评与课后学生的自评相结合，能促进学生对关键步骤的思考和实验原理的理解，并能自觉规范自己的实验操作。

总之，对验证性实验实施探究式实验教学，对培养实验操作技能有重大意义。 但实验教学中常见的实验时间不足、实验结构不优化、教学评价易留于形式等问题还需要进一步进行探讨。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 任长松.高中新课程与探究式学习.天津：天津教育出社，

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[2] 陈继贞，张祥沛，曹道 平.生物学实验教学研究.北京：科学出版

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（5）陈继贞、张祥沛、曹道平.生物学教学论. 北京：科学出版社.2004.22-23.

（6）教育部基础教育司，教育部师范教育司.生物课程标准研修.北京：高等教育出版社