优化生物学实验教学 培养学生科学探究能力

保山市教育教学研究所 何自颖

生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情景中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现。它包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。在高中生物学实验教学中，教师要注重培养学生的科学探究能力，即提高其针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施，以及对结果的交流与讨论的能力。笔者将结合教学实际谈谈如何在生物学实验教学中培养学生的科学探究能力。

一、联系生活，激发学生科学探究兴趣

在高中生物学实验教学中，教师应引导学生充分运用生活中的常见材料来做实验，这样不仅有利于学生科学探究能力的生成，而且可以让学生意识到生物学与生活之间的联系，使其萌生深入学习生物学知识的想法。事实上，现实生活中的常见物品都可以用来做生物学实验，如在切好的黄瓜片中加入适量食盐，黄瓜会渗出许多水分；把切好的土豆丝放入水中浸泡，土豆丝变硬了，而被食盐腌过的土豆丝却变得非常软等。为什么植物的细胞可以吸水和失水呢？学生经过讨论后联系自己学过的生物学知识来解释这一现象，原来是细胞液和外界溶液中存在的浓度差引起了该现象。高中生物学教师可以给学生安排小实验作为家庭作业，请学生利用家里的蔬菜来操作，进一步探讨植物细胞吸水和失水的问题。

二、搭建平台，鼓励学生进行科学探究

在做高中生物学探究性实验的过程中，教师应激发学生的探究欲望。如在指导学生做“生物组织中可溶性的还原糖、蛋白质和脂肪鉴定”这个实验的过程中，教师可以为学生提供多种材料，如生活中常见的白萝卜、紫甘蓝等，请学生利用这些材料来做对照实验。学生也可以使用多种不同手段来对实验结果进行验证，如可以先使用隔水加热的手段来观察指示剂颜色的变化情况，再使用酒精灯加热来观察指示剂颜色的变化情况，根据使用不同方法所观察到的结果来判断哪种温度条件是鉴定蛋白质和可溶性还原糖的最佳条件。在组织学生通过实验鉴定生物组织中的蛋白质时，教师可以要求学生，依次加入双缩脲试剂A和双缩脲试剂B后观察颜色的变化情况。为了培养学生的科学探究能力，教师还可以要求学生调整加入两种试剂的顺序，先加入双缩脲试剂B，再加入双缩脲试剂A，请学生仔细观察调整后颜色发生了怎样的变化。总之，高中生物学教师在组织学生进行探究性实验的过程中，应该给予学生更多实际操作的机会，搭建平台，鼓励他们勇于探究。

三、巧用“问题串”，引导学生探究与思考

在高中生物学实验教学中，教师应该优化实验过程，结合实验内容和目标来巧设“问题串”，提出有效的问题来指引学生完成实验探究过程，从而让学生在实验探究过程中充分思考。如在指导学生做“植物细胞的吸水和失水”实验时，教师可以请学生思考：植物细胞是否能够吸水或失水？在怎样的条件下植物细胞才会出现吸水或失水的情况？学生认真思考教师提出的问题后通过实验探究的方式来寻找答案。学生可以用洋葱作为实验材料，先小心地取一点洋葱鳞片，然后在低倍镜下观察它。在实验过程中，学生发现洋葱鳞片的细胞壁和原生质层的位置十分相近，呈现紧密相连的状态，且洋葱鳞片中央有一个大液泡。接着，教师引导学生使用引流法来继续完成实验。学生在洋葱鳞片表面加入了0.3 g/mL的蔗糖溶液，确保蔗糖溶液能够完全覆盖洋葱鳞片。等待片刻后，教师请学生继续观察洋葱鳞片的变化情况并做好实验数据记录。接着，教师请学生在另一块洋葱鳞片表面适当加入清水，让洋葱鳞片可以完全浸泡在清水中，再观察洋葱鳞片的变化情况，并做好实验数据记录。学生需要分析实验结果，从而对比得出0.3 g/mL蔗糖溶液和清水对植物细胞分别产生了何种影响，最终根据实验数据得出结论，从而促进实验探究能力和归纳总结能力的提升。

四、科学选择实验材料，提升学生科学探究能力

高中生物学实验具有灵活性，学生可以选择多种材料用于探究过程，使用不同的材料也将获得不一样的实验结果。因此，如何正确地选择实验材料便成为十分重要的问题。高中生物学教师应该培养学生的实验材料选择能力，让学生对实验的内容有充分的了解，根据实验内容来科学地选择实验材料。这样做既有利于丰富学生的生物学知识储备，也有助于学生科学探究能力的形成。如做“检测生物组织中还原糖”的实验时，学生准备了许多实验材料，包括苹果、橙子、甜菜、梨等。那么，是否每种材料都能够用于这一实验呢？学生该如何正确选择实验材料呢？教师可以组织学生以小组为单位进行讨论，根据学生所学的生物学知识来判断哪种材料更适合这一实验。小组讨论过后，多数学生认为橙子并不适用于这一实验，因为实验时会产生砖红色沉淀，而橙子的颜色是橙色的，会影响实验效果，导致难以分辨；甜菜也并不适用于这一实验，这是由于在甜菜的块根部位存在蔗糖的成分，而蔗糖的性质为非还原性糖，本实验主要是检测生物组织中的还原糖，使用甜菜根本无法检测出还原糖。最后，学生一致认为选择梨和苹果更合适。这一实验应选择颜色接近白色、含葡萄糖量比较高的材料，所以苹果和梨非常适合。又如，在做“pH对酶活性的影响”实验时，有部分学生选择了比较常用的盐酸来做实验，但是由于盐酸具有催化淀粉水解的作用，所以不应该选用，而应该选择过氧化氢酶。

总而言之，教师要多鼓励学生选择生活中常见的材料来做生物学实验，增强生活与生物学之间的联系，促进学生探究欲望的形成。同时，教师还应该培养学生科学选择实验材料的能力，鼓励学生进行探究，并巧用“问题串”，培养学生的探究能力和归纳能力。