探究性学习在高中生物实验中的研究与实践

孙旗 赵卓

摘要：随着课程改革的实施，探究学习逐渐走进教育者的视野。生物学科中，实验是锻炼学生能力、开阔思维的重要部分。为了帮助教师更好地进行实验教学，培养科学型人才，本文研究了探究性学习的相关理论和高中生物实验教学的类型，具体分析了高中生物教学过程中融入探究学习方式的策略和方法。

关键词：探究学习 高中生物实验 教学策略

中图分类号：G633  文献标识码：A  文章编号：1009-5349（2019）04-0207-02

新时代的人才，是不仅只懂理论知识，还需要有探究能力的、创新操作型人才。探究学习这一教学策略，不仅使学生积累了知识，而且锻炼了能力，开拓了思维，获得了科学素养。探究学习帮助学生具备基本的素质，能够参与到设计解决具体问题的实践中。

在应试教育的背景下，实验教学更能锻炼能力，却往往被忽视。许多科学家倡导自然学科的教师在教学中应注重实验教学，来推动学科的发展。在生物学中，了解生物实验的类型可以方便寻找恰当的教学方法。而生物学实验是有计划地探究的过程。[1]因此本文将二者融合，对高中生物实验教学的类型进行分析，应用探究性学习，激发学生探究意识，锻炼其科学探究能力。

一、探究性学习的特征

科学探究是指学生通过发现问题或现象去获得知识、领略科学探究方法的实践活动。[2]应通过探究性学习帮助学生成为知识的主动建构者。

1.主体性

探究活动要以学生为主体，思维不仅仅局限在课本上的固定知识，要自主探究，整合自己的认知结构，无论是课题和探究方式方法的选择，还是设计探究过程，学习者都要亲自参与并解决问题。在发现疑惑确定题目阶段，每个学习者都有自己的想法，这个时候完全体现了学生的主体性，最终的题目由组内成员彼此讨论确定，依据研究问题，成员们确定实验所应用的材料并参与设计过程。

2.探究性

探究学习的过程要求学习者有一定的探索精神和探究意识，要根据课题提出自己的见解。教师可以在最后的检验评价环节中适当为学生提供帮助，切忌为学生提供整个探究过程，让学生被灌输知识，而是要辅助学生去“探究”。如在研究“影响酶活性的条件”中，实验材料的确定、实验遵循的原则、用什么方法控制变量以及实验中条件如何设置等均应该由学生来探究。

3.实践性

实践是让研究者真实获得知识和经验的方式。探究者不能仅学理论知识，整个探究过程都需要去实践操作。这要求探究主体要有一定的实践精神和动手实践的能力。如在“酵母菌的呼吸方式”中，教学对象必须动手操作实验，调配培养液，检验酒精是否产生等环节都需要操作观察，并总结实验注意事项，没有学生的亲自实践，实验教学是没有任何意义的，只有通过实践，让学生真正参与进来，他们才会真正得到收获。

4.合作性

探究学习活动是一个积累知识、锻炼能力的学习交流过程。学习者应具备合作探究精神。例如在 “用样方法调查某种植物的种群密度的实验”中，首先分若干个探究小组，在勘察地形之后小組之间讨论确定该地区中所含物种种类，确定合适的调查对象，再分工合作，由几个人负责一个样方计数，注意要做到随机取样，小组合作计算种群密度。分工合作节省了时间，又让所有人参与了探究过程，而探究者在这个过程中得到了锻炼，收获了新知识。

二、高中生物实验的分类

1.观察描述型生物实验

以观察为主的实验特点是：使用实验药品和操作部分较少、实验设计环节较简单、多数会用到显微镜等观察仪器，重点在“观察”，通过观察来进行实验。以观察为主的实验，在进行完实验的基础设计之后，要留心观察仪器的使用问题。通过直观观察或借助实验仪器观察处理后的实验对象，描述实验对象，得出实验结果。涉及借助高倍显微镜观察细胞的实验就是典型的以观察为主的实验，教师要先介绍观察仪器构造，再演示使用方法，在教学中教师要引导学生自主观察，来辨认对象。

2.动手操作型生物实验

以操作为主的生物实验的特点是：明确完实验原理和目的、确定完材料之后，对过程的操作要求极高，对实验器材的使用、实验药品的配置、实验方法步骤都要把握得准确无误。此类型实验可以锻炼学生的操作能力。如在“色素提取分离”的实验中就是典型的以操作为主，在滤纸条的制备等环节对动手操作能力要求极高。大部分高中学生的分析和操作能力不太强。因此，老师可以利用此类实验锻炼这个年龄段学生的操作能力。

3.数据分析型生物实验

以数据分析为主的实验特点主要是设计过程后，最终的结果离不开数据的分析，对观察、操作的要求没有前两类高。但是要求数据是真实的。如“用样方法调查某些植物种群密度实验”中，最终是要以数据来得出结论，而获得数据的关键在于“随机取样”，要求计数原则，要求真实，才能保证实验结果的准确率，对数据的分析也涉及统计学知识。

三、探究学习在高中生物实验中的应用

（一）教学步骤

探究性学习在实验教学中由学生发现确定问题、假设结论、设计过程、得出结论并进行交流。在植物细胞吸水失水实验中：上课前学生分成若干学习小组，在教师创设情境比如“腌咸菜、烧苗等”现象之后，由各个学生思考自己提出想探究的问题，然后小组讨论定下合适的题目，之后再进行假设，根据所得结果验证假设是否正确，最后总结交流。

（二）教学策略

（1）联系生活，创设情境从学生常见的日常生活或自然现象出发，激发求知欲，引导其提出问题。[3]比如在“植物细胞吸水和失水”中，教师可以与腌制菜的过程相结合，或者问学生是否吃过糖拌柿子，为什么糖拌柿子会有汁水出来，或者询问学生是否清楚烧苗现象。而这些实例属于在日常生活中与本节实验内容相关的常识。在试验开始前，教师联系生活实际询问，激发学生共鸣，让学生想认识并解决自己的困惑，设计解决过程。

（2）鼓励学生提问，开阔思维。在探究过程中，教师应鼓励学生勇敢提问，不能抹杀学生的探究积极性，教师要有一定耐心和知识功底。如在“影响酶活性的条件”中，让学生大胆猜想可能影响酶活性的条件。

（3）利用多媒体技术优化探究实验。现代多媒体技术为教学提供了许多教学资源。为了规范学生操作，教师可借助多媒体向学生播放此节的视频。如在“探索生长素类似物促进插条生根的最适合浓度”中，在实验实施条件有限时，教师可以用多媒体技术，借助图片展示材料用具，在学生设计完实验后，教师也可以利用动画或者视频展示实验环节或者实验方法，比如“沾蘸法，浸泡法”等，让实验处理方法更直观。

本文介绍了探究学习的理论知识并分析了生物实验教学的类型，将探究学习理论和实验教学紧密结合，使实验教学更加符合素质教育要求，使学生成为知识的主动探索者，利用实验教学锻炼学生能力，培养学生的科学素养，进一步推动素质教育的实施。

参考文献：

[1]徐建华.浅述生物实验与探究性学习的关系[C].//教育探索与实践学术，2014.

[2]（美）国家研究理事会.美国国家科学教育标准[Z].戢守志等译.北京：科学技术文献社，1999.

[3]梁晓敏.以问题引导高中生物探究性学习的开展[J].生命世界，2010（4）：84-85.

责任编辑：孙瑶