浅析研究性学习在高中生物实验教学中的应用

摘 要：高中生物实验教学一直处于边缘化的地位，为了更好地落实核心素养发展观，高中生物实验教学应该推广研究性学习活动，立足多种教育思路的拓展，重视突出学生的主体地位，重视培养学生的探究意识，不断优化高中生物课堂的同时，发展学生的创造创新、积极探索的思维品质。本文探索了研究性学习在高中生物实验教学中的应用方法和路径，希望能够为高中生物实验教学的创新提供新的思路。

关键词：研究性学习;高中生物;实验教学;意义;应用

一、 研究性学习的开展背景及意义

（一） 研究性学习的开展背景

社会的发展总是推动教育革新的直接动力，近年来研究性学习在我国的出现，不断受到教育部和各学校的重视，其根本原因是社会对于具备创新和实践能力人才的渴求。研究性学习是一种实践性较强的教育教学活动和现有的学科教学不同，研究性学习不再局限于对学生进行纯粹的书本知识的传授，而是让学生参加实践活动，在实践中学会学习和获得各种能力。研究性学习在我国的实施经过了理论探索、实验校试点、实验区推广再到全国推广的渐进的过程，是一个自上而下有组织的整体性改革，目前在高中已经成为独立的课程，延伸到高中生物学科，特别适合在生物实验教学之中应用。

（二） 研究性学习的意义

研究性学习的意义在高中生物实验教学之中的体现主要表现在如下幾方面：第一，学术意义。高中生物实验活动的研究性学习活动设计能够让生物实验的理论有着实践发展的基础，能够更好地服务学生的科学探索需求，保证高中生能够运用生物学基础、维持生物实验的基本兴趣、确保在生物实验活动之后能够反思实验结论等。第二，实践价值。高中生物实验活动的开展能够让高中生拥有更好的实践操作能力，因为在研究性学习活动之中应该重视对生物实验操作的能力累积，让实验行为成为生物学理论掌握的促进者、辅导者、帮助者，成就学生主动求知、乐于探究的心理品质，发扬学生勇于创新的精神。

二、 研究性学习在高中生物实验教学中的应用模式

（一） “主体自学”研究性学习

研究性学习活动在高中生物实验教学之中的应用模式可以采取主体自学的方式。其具体程序包括：第一，预习。第二，实验。第三，展示。第四，反馈。这样的基本程序下，学生要对实验的主要程序和内容有预习，掌握基本的知识点;然后开展实验活动，确保实验能够在学生的自学之后由学生独立完成。在展示阶段就是由各小组分别展示自己的实验结论，主要对实验的过程进行详细的讲解，以“说过程、说结论”为主。最后，教师反馈所有的实验信息，总结需要注意的相关问题，有严重失误的就让学生重新完成实验活动。

案例：《物质跨膜运输实例》的教学设计

1. 预习

预习这节课的基础知识：对渗透作用现象的观察，阐明渗透作用发生的条件，推导渗透作用的概念;说出水分子跨膜运输的特点;举例说明动物细胞膜和植物的原生质层相当于半透膜，掌握这节课的实验内容等。为了便于学生理解，由“问题探讨”入手，从“扩散”迁移到“渗透”，理解动物细胞的吸水和失水;通过探究实验了解植物细胞的吸水和失水。预习活动可以课后进行，结合导学案来进行组织学生自学，结合微课提升学生的自学能力。

2. 实验

学生分小组开展实验活动：

第一，明确实验内容：植物细胞是不是一个渗透系统，哪些结构相当于半透膜？植物细胞在什么情况下会失水，什么情况下会吸水呢？让学生自己筛选出值得探究的问题，去研究它。

第二，供给实验材料：紫色洋葱鳞片叶、菠菜叶、美人蕉的花瓣、刀片、镊子、滴管、载玻片、盖玻片、吸水纸、显微镜、质量浓度为0.3 g/mL的蔗糖溶液、盐水、清水等。

第三，分组设计实验活动。

3. 展示

各组展示自己的实验结果，结合实验报告来对各个步骤的开展进行详细的口头说明。

4. 反馈

教师根据学生的表现来总结实验过程中需要注意的问题：（1）步骤甲中，盖盖玻片中，将盖玻片的一侧先接触液滴，然后将另一侧轻轻缓慢放下，这样操作的目的是为了防止出现气泡，影响观察。（2）步骤乙用显微镜观察，可以观察植物细胞在清水中液泡的大小和颜色以及原生质层的位置，便于与质壁分离后的现象进行对比，即作为后续观察的对照。

从这个案例就可以看出这种实验模式以学生的独立学习为主，重视了学生对于实验问题的布置和反馈。

（二） “网络”实验模式

网络实验的教学活动的组织就是以网络学习为主，开展网络实验的交流。具体的步骤内容包括：第一步，教师组织网络研究性学习活动，分给各小组实验任务;第二步，各小组利用课余时间去开放实验室内完成实验活动，并且结合网络收集到的资料信息对比，形成系统的实验材料。第三步，网络上各小组展示汇报。

这样的教学设计就是利用了网络资源的广泛性，教师必须结合当前科技探索以资料收集为基础的基本特点，确保学生的研究性学习活动能够学会利用网络资源，找到文献的对比与差异，然后为自己的实验内容提供依据。例如：在教学“观察DNA和RNA在细胞中的分布”等实验时，教师不能代替学生完成实验，而是要让每个学生自己动手操作，教师在教学过程中只是学生实验的组织者、引导者和合作者。学生可以根据微课等指导内容开展独立的实验活动，但是实验结果应该与网络资料进行对比，教师可以推荐一些权威的生物学网站。例如：http：//cellbio.utmb.edu/得克萨斯大学细胞生物学研究生培养方面的网站。

http：//cimewww.epfl.ch一个电镜方面的网址。

http：//classweb.gmu.edu/Geoge Madson大学的教学网站。

http：//gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookCELL2.html一个细胞学教学网。

（三） “以学定教”研究性实验

“以学定教”研究性实验活动的开展主要以自学基础为主，详细程序如下：

第一：课前预习，课上自习;第二：引导暴露：暴露学生的“闪光点”和“相异构想”;第三：共同解难。

案例：显微镜的操作

1. 课前预习，课上自习

具体的学习内容包括：了解显微镜的工作原理;认识显微镜的结构;了解显微镜各结构的作用;掌握使用显微镜的方法：低倍镜的使用方法、高倍镜的使用方法等。

2. 引导暴露

教师布置任务：请同学们练习用显微镜进行实际观察。

学生活动：自己选择显微镜标本，然后练习用显微镜观察标本上面的细胞情况。变换不同的目镜和物镜进行观察，看看物象有什么变化？放大倍数不同，看到的细胞个数与大小有什么不同？看到的物像究竟被放大了多少倍？

总结：自己在显微镜观察的过程中遇到了什么困难？将问题和自己的体会记录下来。

3. 小组讨论解决难点问题

4. 教师帮忙解答问题

可能出现的问题包括：（1）使用40倍物镜时，可用细准焦螺旋调节焦距，禁止用粗准焦螺旋调节;也不得移动载玻片。（2）初用显微镜可以现用手遮挡一只眼睛，逐步习惯双眼观察标本。（3）一只眼像目镜内看，同时逆时针方向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升直到看清楚物像为止.再略微转动细准焦螺旋，使看到的物像更为清晰。

从案例情况可以看出，这样的教学活动之中学生不断地发现问题，不断思考怎样去解决问题，个人能力得到发展。

（四） “问题探究”研究性学习

高中生物实验研究性学习活动的开展可以以问题为导向，组织同学们进行科学假设，形成全面系统的模拟科学探究。具体的步骤包括：第一，提出问题;第二，建立假说;第三，拟订计划;第四，验证假说;第五，交流提高。

案例：《生态系统的物质循环——酸雨》的实验教学设计

1. 提出问题：探索酸雨对植物的影响。

2. 建立假说：假设酸雨对小麦种子发芽有一定的影响。

3. 拟定计划：确定酸雨的替代品和pH环境并确定作用时间，且能够准确选择观察记录方法，即划定观察和测量内容并自行设计记录图表。提前熟悉器材使用并配置好酸雨替代液以及培养小麦种子，同时要严格按照方案处理小麦种子并做到认真观察和准确记录

4. 验证假说：学生开展实验活动，对比进行实验，探索不同pH值的雨水对于植物的影响。

5. 交流提高：

在讨论和分析实验结果方面，要会陈述观察结果，通过比较分析与假设得出结论，并经过合作讨论形成书面报告。

从这个实验案例可以看出，科学的假说让学生的研究性学习活动变得特别接近科学探索活动，这样能够让高中生爱上科学，早早就形成科学素养。

三、 研究性学习在高中生物实验教学中應用的对策

（一） 突出学生主体地位

研究性学习活动的开展就是要突出学生的主体地位，要以学生为主开展实验学习活动，以学生的能动性和创新性发展为主。具体做法就是要让学生能够自学基础知识、开展独立实验活动、收集相关资料对比分析、最终独立撰写实验报告。所以，在实验中教师也不应墨守成规，多引导学生自己动手实验，设计一定的开放性实验，对学生的探究能力培养也具有积极意义。

（二） 注重探究意识培养

研究性学习活动的开展就是要重视培养高中生的生物学探究意识。教师应更新教学理念，科学设置探究方向，让探究式教学方法成为学生提高生物综合水平的有效助力。在教学实践中，教师必须寓新课程理念于课堂教学中，转变传统教学思想，能够让学生经历整个科学探索的全部过程，而不是按照教师的指示去完成实验任务。总之，教师要通过教材实验激发学生思考潜能，提高探究思维能力;鼓励学生质疑，拓展学生创造能力，培养学生的良好思维品质。

综上所述，高中生物实验教学一直处于边缘化的地位，为了更好地落实核心素养发展观，高中生物实验教学应该推广研究性学习活动，立足多种教育思路的拓展，重视突出学生的主体地位，重视培养学生的探究意识，不断优化高中生物课堂的同时，发展学生的创造创新、积极探索的思维品质。

参考文献：

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[2]杨怀瑜.研究性学习在高中生物新教材教学中的实施[J].科技资讯，2015（26）.

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作者简介：

张丰兰，宁夏回族自治区银川市，银川市第六中学。