高中生物探究性实验教学设计初探

李椿

[摘要]探究性实验教学是高中生物教学的重要组成部分。在设计探究性实验教学时，应注重对教学内容、学习者、教学目标、组织形式及教学过程的分析与设计，从而有效提高探究性实验教学的实效性。

[关键词]探究性实验教学；分析；设计；高中生物

高中阶段是学生求知欲旺盛的时期，依据高中生的学习特点以及新课程的要求，研究高中生物探究性实验教学的设计对高中生的知识建构、身心健康以及个性发展等都有十分重要的作用。本文侧重从教学内容、学习者、教学目标、组织形式以及教学过程等方面探讨高中生物探究性实验教学设计的一般方法。

一、探究内容

在设计高中生物探究性实验教学时，教师要分析学生探究性学习内容的类型，确定范围和深度，选定所要探究的内容，这与“教什么”“学什么”有关；揭示学习内容中各项知识与技能之间的相互关系，为探究性实验的安排打好基础，这与“如何教”“如何学”有关。只有对学习探究内容进行分析，才能确定学习内容的范围和深度，才能促使学习者达到学习目标。

在选择探究内容时，首先应考虑学生对书本知识的掌握程度，要尽可能挖掘书本内容，做到“以本为本”，可以将课本上的验证性实验改为探究性实验，如可将“鉴定组织内还原糖、脂肪和蛋白质”的验证性实验改为“探究某植物组织中可能存在的主要有机物”的探究性实验，还可以模拟课本上有关科学家的科学发现进行相关探究，如可模拟光合作用的发现、植物生长素的发现及生理作用进行相关探究；其次，所选择的探究内容要能激发学生的探究兴趣和学习热情，学生对探究内容的兴趣是开展探究活动的动力源泉。因此，我们所选的探究内容要能够满足学生的现实需要，即要选择与学生生活密切有关的内容，要源于生活又高于生活。

二、学习者

高中生物探究性实验内容的选择与学习者的分析密切相关。奥苏伯尔和加涅等心理学家的研究表明，学习者对某项学习目标的学习、已具备的知识与技能、对知识的了解和掌握的程度是教学工作成败的关键。因此，在进行高中生物探究性实验教学设计时，要以学习者为中心，要突出学习者在学习过程中的主体地位，切实调动和发挥学习者学习的积极性、主動性和创造性，只有这样才能使高中生物探究性实验教学获得成功。

在平时的教学中，教师通常要对学生的学习起点及能力做分析与判断。如果不加以分析与判断而将学习者的起点定得太高，脱离学习者的实际水平，就会降低教学效果，使学习者在高难度的学习内容面前望而却步；如将学习者的起点定得太低，也会脱离学习者的实际水平，会造成时间和精力的浪费，使学习者在低水平的内容上做无用功。长此以往，就会降低学习者的学习兴趣。

三、教学目标

教学目标一般是指教学活动预期所要达到的最终结果。确定教学目标要以教学总目标为依据，制定出符合学习内容和学习者实际的具体确切的执行目标。教师要根据新课标的要求和学习者的实际情况，科学准确地制定教学目标。

一般把教学目标分成认知、动作技能和情感三个领域。一个完整、具体、明确的教学目标应包括以下四个部分，通常称之为“ABCD”法：一是教学对象（Audience）即在教学中针对哪一类学生；二是学生的行为（Behavior）；三是确定行为的条件（Condition），条件是学生学习结果所规定的限制或范围；四是程度（Degree），程度是学生达到教学目标的最低衡量依据，是阐述学习成就的最低水准。

探究性实验的教学目标也可参照以上四个方面来制定，下面以“探究植物细胞质流动方向”为例说明。该探究性实验教学的对象（A）是已学过显微镜的使用、学过细胞的亚显微结构知识的学生；学生的行为（B）是指学生对此探究性实验的材料选择（如小黑藻叶片、葫芦藓叶片等）、设计、操作等具体行为；确定的行为条件（C）是指在某一节课内、在实验室里单独完成或两人共同完成该实验；程度（D）是指通过该探究性实验，学生应熟练掌握临时装片的制作技术、高倍显微镜的使用，掌握“活的植物细胞细胞质的流动方向是多样的且是正常的生命现象之一”等基础知识，提高观察能力和创造能力，养成实事求是的科学态度等。

四、组织形式

小组合作学习是进行探究性实验的重要组织形式，合作学习小组是合作学习的基本单位，合作学习小组构建的好坏直接影响到合作学习活动的成功开展。根据国内外学者的研究和实践发现，小组人数以2～6人为好。探究性实验教学中开展合作学习，可根据实验内容、学生特点、实验环境等进行科学、合理的分组。

在实际探究实验过程中，教师应根据当时的具体情况和具体条件采取适当的组织形式，着重考虑小组的规模，小组成员的个体差异——学习成绩差异、能力差异、性别差异、家庭背景差异、性格差异等，及小组持续合作的时间，等等。

五、教学过程

探究性实验的一般过程包括：“确定问题”-“分析因果，提出假设”-“设计方案，验证假设”-“分析数据，得出结论”-“反馈与反思”。

问题的来源可由课本知识引申、挖掘，也可将验证性实验加以修改，可由教师提供适度的问题，也可由学生通过学习某一知识自己提出。如探究“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”，在探究适宜温度的基础上，可以引导学生进一步探究水质、衣料、洗涤时间等对洗涤效果的影响；“分析因果，提出假设”是解决问题的关键，有助于提高学生的认知策略、学习技能和解决问题的能力。教师作为指导者，可以给予学生提醒、诱导，帮助提高学生的元认知水平，从而使学生作出的假设更切题、更合理、更深刻。“设计方案，验证假设”阶段，实际上是学生具体探究的过程，是学生实验技能的学习过程。“分析数据，得出结论”这一步，有助于培养学生的信息分析与处理的能力以及相互协作的能力。最后，学生通过对探究过程的反馈与探究结论的反思可逐步建构并不断完善自己的元认知策略，同时也是对学生问题解决能力的一次大检阅，非常有利于学生综合能力的提高与发展。

（责任编辑 黄春香）endprint