基于探究的高中生物实验教学途径

陈琳

摘 要：高中生物作为学科教育的重要组成部分，其主要的教学方式包括知识教学与实验教学。为更好的帮助学生建立生物学科的知识体系，将生物实践与探究相结合成为当前阶段增强实验教学课堂效果的重要途径。为此，本文从生物实验课程的重要性、科学探究模式的分层等方面出发，对实验课程的具体探究途径进行系统的讲解。

关键词：科学探究 开放性分层 案例设计

探究性的生物实验作为高中生物课程的重要组成内容，是提升学生生物水平，增强学生实验探究深度的关键。为此，本文以实际的生物实验案例作为设计高中生物学科科学探究的重要参考，对传统实验活动的改进方式提出几点有效的建议。[1]

一、通过科学探究，帮助学生更好的认识生物学科

1.生物实验课程的重要性

生物实验的教学课程主要是指通过实验仪器进行实验教学的一种情境教学形态。在高中的生物课程中开展实验教学，与理科类的其他教学实验相同，都是将书本上的抽象知识转化为更加直观、具体、形象的课堂实践。与此同时，生物实验可以将某一原理高度浓缩，并展示给学生们，帮助高中阶段的学生缩短对生物知识点认识与理解的时间。但从教学论的角度出发，这种通过实验进行知识学习的过程，实质上属于知识教学的辅助环节，在具体的生物实验教学中居从属地位。因此，在进行高中生物实践课程中，有时达不到预期的教学效果，无法实现预设的教学结论。虽然生物教师会在一定程度上注意对学生进行实践技能、实验方法、自主探究等方面的系统训练，但从教学整体方案设计来看，实验课程仍旧处于次要地位。[2]

2.运用科学探究的方式，提高学生对生物学科的理解

针对这种情况，课程标准中人提出科学探究的理念，帮助教育者通过全新的视角动态的对实验教学进行解读。强调在高中阶段的生物课程中，将反映“完整的画面”作为生物科学探究的重点。具体来讲，就是将科学探究作为学生进行生物学习的基本途径，帮助他们更好的认识生物世界，并建立起系统的科学理解体系，从而对生物学科的基本规律产生自己的领悟。在此基础上，教师应该合理的运用科学探究的教学模式，提升生物实验的实际教学效果，转变实验课程的传统教学方式，进一步强化学生的实践操作能力、自主创新能力，提倡学生保持质疑态度与实证精神。为此，营造开放、自由、个性的科学探究平台、为学生提供更加多元的思维环境、破除生物学科的封闭性、引用现代化的教学模式等，是当前阶段提升高中学生科学素养的有效途径。[3]

二、在实验中进行科学探究的分层与面临的问题

1.生物科学探究实验的开放性分层

美国的学者施瓦布将科学实验分为三个层次，相关专家根据多年的实践基础添加一个环节，将实验的开放层次分为提出问题、实验方法、具体步骤以及答案四个层次，按照探究层次的不同，按步骤进行试验，验证相关的成果。不同探究层次，生物实验的难易程度也有所差别，零层次科学探究为学生提供问题、实验器材、步骤以及答案四个方面的条件，一般被称为验证性的实验。一般而言，除验证性实验之外，演示性实验以及学生实验也都可以归纳为零水平的探究层次，适合刚接触生物实验的学生。随着学生学习程度的加深，对科学基本精神的领悟力加强，实验的问题确定、实验程序以及相关结论等方面的开放性也在逐步加强，直至完全开放的探究程度。

2.探究性生物实验面临的问题

新课程改革的生物实验教学中，将这种开放式的分层探究引入到实际的课堂教学环节，使得实验的教学效果有了显著的提高。与此同时，一个较为突出的问题是高中阶段学科教学的时间与知识量都有着明确的规定，相较于知识性学习，探究性学习占用的时间更多。部分教师为达成阶段性教学任务，在进行生物实验教学时，更倾向于选择开放性较低的实验探究层次。一方面部分教师为保证实验课堂的教学纪律，实现对课堂的全面控制，通常会事先给出实验结果，降低开放性探究性生物实验的比重。另一方面，一些教师在生物实验经验、技能水平等方面的限制，也会在一定程度上降低探究实验的开放水平。

三、生物实验科学探究的案例设计与分析

以高中阶段生物课程的“酶的催化效率—过氧化氢分解”为实验对象，进行案例分析。

1.提出问题

通过知识迁移，引导学生联想到已经学习催化剂化学反应的相关内容，并提出“催化剂和化学反应之间是否有对应关系？”“催化剂改变化学反应速率的方式？”等问题。

2.进行假设

教师布置相应的教学任务，组织学生进行资料收集、小组讨论，并提出实验的假设。

3.实验准备

（1）知识准备

教师布置预习任务时需要有侧重点，引导学生阅读重点学习内容，例如过氧化氢、二氧化锰以及三氧化铝的性质，并联系实际生活中的物品。

（2）器材准备

试管，卫生香，火柴，过氧化氢，二氧化锰，三氧化二铝，鸡肝匀浆（新鲜的和不新鲜的各一份），马铃薯匀浆（生的和熟的各一份）等。

4.生物探究实验得出的结论

（1）二氧化锰，三氧化二铝，鸡肝匀浆，马铃薯匀浆，能加快过氧化氢的分解速率，故能作过氧化氢分解的催化剂。

（2）如果采用新鲜的鸡肝匀浆或者是生的马铃薯匀浆放入到试验过程中，得到的反应速度要快于二氧化锰以及三氧化铝的催化效果，因此得出结论前者的催化效率大于后者。

结语

以科学探究为基础的实验教学模式不仅能够有效提升学生对生物实验课程的参与度，培养学生的实验操作能力与自主探究的科学精神，还能在一定程度上夯实高中学生的生物基础，实现学以致用的教学目的。为此，教师在设计生物实验教学方案时，应以新课标的指导为实验教学改革标准，深度挖掘科学探究的实质内涵、转变传统实验模式、利用开放性试验的分層，为学生验证精神、探究精神等全面发展提供更加广阔的平台。

参考文献

[1] 朱慧.高中生物探究性实验教学存在的问题及对策[J].内蒙古教育，2017（8）.

[2] 房佳.基于“学案导学式”视频开发的高中生物实验教学研究[D].南京师范大学，2011.

[3] 何凤荣.探究提升高中生物实验教学的有效方法[J].俪人：教师，2015（23）：125.