高中生物教学学生实验思维培养策略探析

江芸

【摘要】实验思维在生物学教学中占有重要地位，教师借助实验案例展开相关操作，符合学生学习诉求，促进形象思维、归纳思维、演绎思维、联想思维、抽象思维的建立，赢得学科教学主动权。生物实验内容众多，教师充分考虑实验操作条件，为学生准备适合的实验内容，其实践应用价值更高。

【关键词】高中生物；实验思维；培养策略

所谓实验思维，是指实验研究需要具备的思维方法和思维路径，是在实验研究基础上成长起来的思维方法和思维能力。在高中生物教学中，教师围绕培养学生实验思维展开教学设计和探索，充分利用实验案例展开实践研究，促进学生实验思维的顺利成长。形象思维、归纳思维、演绎思维、联想思维、抽象思维等，都属于实验思维范畴，教师在实验内容整合、实验教学设计、实验活动组织、实验验证探索等环节展开设计，能够为学科教学注入丰富动力，促进学生学科核心素养的培养。

一、整合实验内容，培养学生形象思维

生物学科教学有比较固定的教材内容，特别是实验教学，教材设计都比较全面，演示实验、探索实验、观察实验、验证实验、模拟实验等，教师在实验教学组织时，需要深入教材之中，对实验内容做分析和筛选，推出适合的实验内容，为学生提供更多参与研究学习的机会，这样可以获得丰富学习体验，促进其实验思维的成长。演示实验、模拟实验、观察实验等，都能够为学生带来观摩学习的机会，如果能够让学生近距离接触甚至是参与到实验操作环节，对促进学生实验思维成长有更多助力支持。

教材中有丰富实验内容，教师要做好整合筛选，为学生准备适合的实验任务，让学生自然进入到实验环节，在主动观察和操作过程中形成实验思维。如教学人教版高中生物必修三“内环境稳态的重要性”，教师对教材内容做深度分析，设计实验任务：比较自来水、缓冲液的溶液在加入酸或碱时pH酸碱度发生的变化，以及生物材料在加入酸或碱时pH酸碱度的变化，推测生物体是如何维持pH值稳定的。教师先准备好实验材料，并将学生分成4人小组，要求学生参与实验方案设计，并做好实验分工，还要做好实验记录，对实验结论做具体分析。小组实验开始，学生先将25mL自来水倒入50mL烧杯中，利用试纸测试其起始的pH值，做好记录，然后一次加一滴再验算，轻轻摇动烧杯，再加入5滴后，利用试纸做测试，反复多次操作，最终加入盐酸30滴后，将pH值测定结果记入表中。冲洗烧杯后，用缓冲液替代自来水，反复多重加入盐酸，测量其pH值，做好记录……教师指导学生做实验数据分析，归结出实验结论。

教师推出分组探索实验，指导学生做好实验方案设计，组织学生展开有序操作，记录实验数据，并对这些数据做深入研究，其实验思维得到有效开发。学生对探索性实验有浓厚参与热情，教师从实验内容筛选、实验方案设计、实验操作分析等角度展开组织，为学生提供更多学习探索的机会，学生都能够主动参与其中，形成丰富实验体验认知。

二、重视实验设计，培养学生归纳思维

实验教学需要方案设计，教师要学会放手，让学生有更多参与机会，这对培养学生实验思维有重要现实帮助。学生参与实验方案设计时，教师要给学生更多设计提示，精心选择实验学习目标、设计实验要求、明确实验原理、选择实验器材、设定操作路线、安排实施步骤、评价实验结果等，每一个环节都需要有科学安排，确保实验的顺利展开，促进学生实验思维的成长。

学生设计实验方案经验不足，很容易出现一些缺陷，教师要注意发动学生展开集体行动，借助团队力量展开实验方案研究，可以大大减少问题的发生。高中学生有一定实验体验经历，教师引导学生借助实验旧知展开行动，能够提升实验设计品质。如教学“通过激素的調节”，教师引导学生做教材分析，要求学生对“沃泰默实验”和“斯他林和贝里斯实验”展开对应研究，并让学生自由选择，参与两个实验方案设计行动。教师将学生分成两个大组，然后细分成若干小组，要求学生研究选定的实验，围绕“实验假设”“实验方法”“实验步骤”“实验现象”“实验分析”等环节开展具体思考和设计，推出小组实验设计方案，准备参与班级展示评选活动。学生领受任务后，展开集体讨论，形成实验最终方案。教师在学生具体研究过程中深入到学习小组，观察学生设计表现，对实验设计存在问题做进一步干预，为学生提供更多技术支持，确保实验设计顺利展开。经过一番操作，各个小组都能够推出自己的设计方案。教材中有相关实验内容可以参考，教师在具体指导时，主要关注实验的准备、实验结论分析等内容，要求学生展开深度思考，以培养学生实验操作能力。在实验方案评选环节，教师让学习小组代表做展示介绍，其他学生做评价，给出推荐意见。经过多轮次的评选，最终推出最佳设计方案，教师围绕方案做专业分析，为学生提供更多思考启迪。

教师推出实验方案设计任务，让学生以团队为单位展开研究和设计，为学生带来更多学习启示。教师针对学生思维认知特点做具体指导，成功激发学生参与热情。从学生学习表现可以看出，教师教学设计是比较成功的。学生都能够主动进入到学习小组，参与集体讨论和探索行动，逐渐达成学习共识。教师组织学生做互动评选活动，为学生带来更多理性研究的机会。学生对实验方案设计科学性研究，这本身就是一种理性学习，教师做出具体的指导和组织，确保实验方案设计评选顺利展开。

三、创新实验组织，培养学生演绎思维

实验方案执行过程中，教师需要有科学组织的意识，确保实验的平稳推进，顺利落实实验目标。高中学生有比较独立的思想，对实验有自己的个性认识，教师在具体指导时，要做好程序的梳理，近距离指导学生展开实验操作，让学生在亲身实践中建立实验认知。生物实验对实验条件有不同要求，教师在组织学生参与实验时，鼓励学生做创新探索，推出更多替代性实验，借助生活条件展开生物实验，不仅能够确保实验的自然展开，还能够培养学生良好学习习惯。

学生进入实验环节，需要处理众多实验问题，教师在具体辅助时需要有选择意识，选择合适的出手时机，有些问题需要学生独立面对，有些问题需要教师提前提示，有些问题则需要教师亲自干预，确保实验顺利展开。如教学“植物生长素的发现”，教师综合分析实验内容，推出具体的实验任务：这里有完整胚芽鞘和剥除尖端的胚芽鞘，先做观察，了解胚芽鞘的结构和特点，设计光照实验，做出实验预测，对胚芽向光性做判断，然后将这些胚芽放入到纸箱子之中，利用单侧光刺激的方式展开实验程序。学生根据教师引导进入到实验设计和操作环节，制作适合的实验箱子，在箱子侧面留出光照口，将胚芽放入其中，将纸箱放到阳光下晒，通过观察和操作，建立实验数据。因为实验需要较长时间，教师要求学生做跟踪观察，记录相关数据信息，展开实验分析，对实验猜想做验证。在实验观察期间，学生及时反馈实验观察情况，教师针对学生反映问题做具体分析，为学生做出更多专业解释，确保实验程序顺利推进。

教师推出实验任务后，鼓励学生做实验方案设计，利用多媒体帮助学生做实验程序梳理，为学生提供更多实验操作服务。学生顺利进入到实验设计、实验猜想、实验操作、实验总结环节，对实验数据做分析和归结，自然形成实验认知积累。生物实验有学科特点，对实验条件要求都比较严格，教师指导学生做实验操作，让学生合理利用生活材料助力实验，获得不错辅助效果。创新实验组织，教师需要掌握学生学情，对学生操控能力有准确判断，这样才能做出准确设计和指导，让更多学生都能够自然进入到实验环节，在深入探索中建立实验认知基础。

四、强化实验探索，培养学生联想思维

学生进入实验环节后，教师要跟进指导，对实验环节做梳理，对实验结论做预测，让学生参与实验中每一个环节的实践，引导学生进入到实验核心，在反复论证基础上建立实验认知。探索实验、验证实验、观察实验等，都具有探索实践的意味，教师组织学生主动操作和思考，对实验结论做深度分析，促进学生学科知识的顺利内化。学生大多有主动探索的意愿，对实践性实验有更强认同感，教师要抓住学生思维走向，做出针对性指导，让学生在主动参与过程中建立实验思维基础。

探索实验过程中可能遇到多种问题和困难，教师在学生主导实验操作时，需要随时出手相助，为学生顺利展开实验环节提供必要服务。学生操作实验的能力参差不齐，出现操作问题是常事，教师跟进观察非常有必要，确保实验顺利推进。如教学“种群数量的变化”，教师对教材内容做深度发掘，筛选出实验任务：探究培养液中酵母种群数量的动态变化。在实验设计环节，教师要求学生积极参与设计工作，经过师生互动，最终归结出实验关键点：利用血球计数板在显微镜下直接计数，其优点是直观快速，适用于稀释的菌悬液培养基中菌体的计数，利用计算公式展开计数总结……学生进入实验操作阶段，教师跟进观察和指导，利用多媒体放大展示，指导学生做观察和计算。为追求实验精确性，教师在实验操作过程中，组织学生开展实验观察经验交流活动，鼓励学生做方法介绍，适时传授经验方法，让学生在操作中建立方法體系。教师鼓励学生做创新尝试，以提升观察计算准确性。观察实验与计算相结合，增加了实验难度，学生主动展开操作，教师及时提供辅助，实验按部就班展开，实验效果显著呈现出来。

学生对实验有不同体验，教师全程监督学生实验操作，发现问题及时解决，与学生展开多重交流和互动，为学生提供最到位的服务，确保实验顺利展开。生物实验需要专业器材支持，如显微镜的应用，需要操控者掌握更多技巧和方法，教师从不同角度做引导和辅助，为学生展开主动性操作创造条件。特别是让学生展开互动交流，对操作经验做归结，为学生展开实验操作创造良好环境。学生进入实验后，其学习体验呈现差异性，教师组织学生做实验交流活动，为学生内化实验认知创造机会。

五、关注实验总结，培养学生抽象思维

实验过程、实验结论、实验效果等因素，都是需要科学评价和分析的，教师要为学生做实验总结提供更多帮助，通过理性分析和探索，建立实验认知基础。学生对实验的感知成长需要一个渐进过程，从感性走向理性、从表象走向深刻，教师要及时做出辅助，对实验现象做整合处理，让学生在实验探索过程中建立实验思维。实验总结需要学科知识的支持，教师引导学生做实验分析时，要给学生提供更多实验数据，教师和学生一起参与实践操作，这样可以获得最佳探索效果。

关注实验总结，教师要对学生参与实验情况有清晰了解，以便做出科学引导，为学生展开实验总结提供必要帮助。学生面对实验数据时，往往找不到整合处理的方向，教师有丰富实验经验，要做好教学观察，根据学生需要做出具体判断，为学生提供必要的路线规划建议，确保实验分析总结学习顺利推进。如教学“人口增长对生态环境的影响”，教师为学生准备的实验任务是：成立调查小组，深入到社会生活，对人口增长过快给当地的生态带来的影响进行调研，写出调查报告，需要有调查设计、调查过程、调查数据分析、调查结论。这是一项调查性实验任务，虽然没有学科实验器材的支持，但调查任务并不轻松，调查分析同样需要具备严谨的实验思维。学生开始组建学习小组，教师指导各个小组做调查方案规划。在调查内容选择时，教师给学生以具体的指导：人口增长对生态的影响主要体现在土地资源的压力、水资源的压力、森林资源的压力、能源矿产资源的压力、生活环境和生态环境的压力。学习小组集体研究调查方案，并做好成员分工，利用多种信息渠道搜集相关信息，对诸多信息数据做综合分析，得出调查结论。在调查成果汇报阶段，教师要求调查小组对调查过程和数据可靠性做具体介绍，对调查结论做阐释，要求其他学习小组做出评价意见，课堂研究气氛逐渐形成。经过集体评选，一批调查成果被确认，教师对学生创造性学习给予更多正面点评，为学生对接生活展开实验操作提供丰富借鉴。

教师设计社会生活调查任务，这不是标准的实验学习任务，但带有探索意味，与探索实验有更多契合点，其训练价值很高。学生对社会调查类学习活动有不同诉求，教师针对性做出设计和指导，为学生规划清晰操作路线。学生对调查数据做科学分析，作出调查结论，为调查行动画上圆满句号。

生物学科有丰富实验内容，教师围绕学生实验思维培养展开教程设计，能够为学生带来更多深度学习的机会。实验教学实践探索过程中，教师校准教学方向，针对学生实验思维培养展开教学实践和探索，能够生发更丰富教学启动力。学生有实验探索的主动意愿，教师抓住学生学习心理展开设计，为学生顺利进入实验创造良好条件，其历练效果更为显著。

【参考文献】

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