基于科学探究思维培养的高中生物实验教学研究

吴倩 程建欣

摘 要：在高中阶段，生物作为高考的一门重要参与学科，对于学生的个人素质提升及价值观念形成具有不可忽视的作用。尤其是在生物实验方面，可以多方面培养高中生思考能力、探究能力、创新能力等今后全面发展的优势所在。文章基于此，旨在研究高中生物实验的现状，并分析科学探究思维对于高中生物实验的意义，最后给出相应的应对策略，让现在的高中生物课堂更加多姿多彩，以达到国家对高中生素质培养的目标，促进学生未来的综合能力发展。

关键词：科学探究；高中生物；实验教学；研究策略

对于高中各学科的学习，生物相较于其他学科很大的不同，便是实验教学是高中生物课堂需要开展的一大要点。在新课标改革的不断驱使下，传统的生物教学已经不足以满足学生的需求，教师需要结合生物学科本身具有的特点，将生物实验融入其中，以此来促进学生的科学探究思维。因此，高中生物教师需要了解现今实验教学的一些不足之处，在不断更新教学模式的情况下，让生物实验效果达到既定标准，最终能够整合促进学生、教师与学校的均衡进步，取得事半功倍的成效。

一、高中生物的实验教学现状

（一）实验活动较少，比例失衡

对于目前的高中生而言，生物相对于语数英而言，分数占比较少。这就造成即使生物也是高考的科目，但学校在排课时，其在每周所占的课数比例不那么高。那么，高中生物教师为了在有限的时间里传授学生高考考纲里的知识点，便会更加注重将时间使用在课堂教学上，导致几乎沒有实验教学的活动，出现比例严重失调的情况。而且，现今高考升学的压力对于教师和学生来说，身上都背负着沉重的担子。在这种环境下，教师在课堂教学时会尽可能多地将时间花费在教材中内容的讲解上，腾不出其他的时间进行实验教学活动的开展。更有些高中生物教师受到传统观念的影响，限制在应试教育的理念下，不能正确认识实验教学的好处，盲目地对其进行排斥，激发不了高中生的学习兴趣。如果教师长期以这种教育模式进行指导，只能阻碍学生核心素养提升的进程，实现不了教育部门期待的教学质量指标。

（二）教学模式单一，缺少生活互动

生物是一门需要聆听与实践相结合的科目，而且可能很大程度上，实践所带来的效果大于讲解。但是，许多教师并不能领会实验教学的真正意义，选择的实验模式也较为单一，大多是口头讲解或者仅仅让学生进行原理的验证，不能真正让学生参与到实验的思考、探索与实操中。高中生物教师在进行生物实验的指导时，要让学生摆脱仅停留在“听实验、观察实验”的学习状态，注重学生的参与互动，通过灵活多样的实验教学实现实验教学的既定标准。同时，许多生物实验活动没有与大自然联系起来，导致与学生生活出现了脱节的现象。改变学生仅仅为了高考而听课的思想是高中生物教师必须解决的一大难点。在高中生物教学中，单单依靠教材中的实验内容不能引发高中生的学习兴趣，教师如果能对其进行延伸、拓展，将其与学生日常生活事物联系起来，会极大地丰富学生的认知，综合性地提高学生的科学探究素养。

（三）财力支撑少，缺乏基础设施制度

生物实验与化学、物理实验相同，必须建立在完善健全的基础设施上才能展开。可是，大多数学校的财力支撑有限，教育领导者在传统观念的限制下，没有意识到实验对于生物的重要性，只对生物进行知识教学，选择将更多的资金注入到体育、化学等设施储备上，导致生物实验出现相关设施缺失或者实验设备太过陈旧而不能有效开展的情况。对实验设施使用制度制订不完善也是现今很多学校存在的问题。校方在最初选择购进一批实验设备时，要因地制宜，在有限的财力支持下让其对学生起到最大的帮助作用，还要对其使用、维护等采用严格的管理制度，保证资金最大限度上使用正确，设备达到最长使用年限[1]。学校、社会等层面要着重注意生物实验设施的需求，避免教师在开展实验教学活动时，因为硬件的缺失丧失教学乐趣，教师和学生都局限在课堂知识的表面认识上，严重干扰了生物实验活动的正常开展，不能有效发挥高中生物的最大潜能作用。

二、引入科学探究思维的意义

（一）有利于提高学生的参与兴趣

高中生物的教材上存在很多晦涩难懂的专有名词，对于高中生的学习可能相对而言会有点枯燥乏味，又因在高中课堂阶段讲解的生物知识点大多与自然存在极大的关系，如果单靠口头描述的话，对于学生来说太过抽象，不易理解，极大程度上让学生丧失了学习的兴趣。教师在引入科学探究思维后，能够让学生不仅通过肉眼直接观察事物的真相，也能从实验探究中真正了解到现象的产生、形成及发展。高中生物的实验教学能够帮助学生更好地领悟课本内容，掌握高考考纲知识点，在实践探究过程中，结合科学探究思维，营造一个多姿多彩且自在的课堂氛围。利用科学探究思维的利处，教师可以极轻松地在实验中抓住学生的眼球，让学生积极踊跃地参与到生物实验中，培养学生的主动探讨性。并且在学生通过自身的实验研究得到正确答案的过程中，也能提高学生学习的自信心，从中找到生物探索的价值所在。

（二）有利于帮助学生解决学习重难点

高中生物教师要明确地知道教材内外的知识点大多是复杂烦琐的，要掌握的许多生物现象对于高中生来说，只是单纯听课，再死记硬背作用不大，可能会出现即使耗费大量时间却依然赶不上进度的情况，容易让学生出现厌烦、疲惫的心理状态。培养学生的科学探究思维，能够让学生在一次次探索实践中，逐步得出实验的结果，继而能够总结出相应的结论，循序渐进地掌握知识要领。高中生物教师要在引入科学探究思维的基础上，对传统的实验教学方式进行改进，融入多样化的创新实验活动，从而最大限度上激起学生的学习生物实验的兴趣与技巧。学生通过多次实验的不断摸索、探究、失败、思考等步骤，便可以依靠自己解决生物课本中一些晦涩难懂的知识点，更好地在脑海中形成一套专属重难点知识体系，逐步地培养起生物实验记忆系统，为今后搭建更高效的生物课堂奠定踏实的基础。

（三）有利于学生的全面素质发展

现如今的社会，经济、科技和信息技术等都在飞速发展，与之相伴的便是精英人才的缺失。在对人才要求越来越高的前提条件下，使得教育部应势而为，做出相应的教学改革。在高中生物实验课堂中引入科学探究思维便是一重大举措，通过实验的用脑思考、动手实践的性质，发挥实验课极具探究性的特点，确立高中生物教师主导、学生主体的地位，引发学生强烈的好奇心，从而达到塑造学生探究思维能力培养的目标。这一举措有利于激发学生对于日常身边事物的探索心，落实教育部对于高中生物核心素养建设的规划要求，能够让学生将课堂知识灵活运用到生活实践当中，在实际环境中解决存在的问题，更好地促进学生的全面素质发展，发挥高中生物实验的优势，以便将来尽可能稳定地为社会输出需要的高质量技术人才。

三、在科学探究思维培养下的高中生物实验教学研究策略

（一）基于科学探究思维优化生物实验内容

在传统的授课教学中，高中生物教师大多喜欢按照教材中的内容按部就班地进行讲解，然后一步一步地对学生进行实验指导，限制了学生的自我思考能力，导致生物实验开展成果较差，学生的科学探究思维能力也不能得到快速提升。因此，高中生物教师在基于科学探究思维的培养下，要懂得在教导课本知识点的基础上优化实验教学内容，为学生拓展更多的生物实验文化，激发学生内心的生物探究欲望，给其建设一个高效、公平、互动性与探究性极强的空间平台，最终达到落实学生科学素养培养的目的。如：在观察“洋葱表皮细胞质壁分离以及质壁分离复原”的实验过程中，教师可以先向学生讲解教材中实验的原理及步骤，并向其分析易错点，然后让学生进行相应的思考，在脑海里搭建一个步骤大纲。接下来，教师在基于科学探究思维的前提下，带领学生前往实验室做演示性实验，同时让学生在完成基础实验的基础上，深化实验更多的可能。具体来说，教师可以引导学生是否可以简化实验步骤，更高效率地得出实验结论。又或者，让学生探讨是否可以使用其他溶液代替蔗糖溶液，看最终质壁分离现象产生的同异性。类似的，生物教师提出多个问题，引导学生自主地进行实验探究，从而摸索出问题的答案，在思考中形成自己的独立实验体系。在这一实验过程中，教师要不断创新实验模式，让学生在教材实验内容的拓展延伸中潜移默化地培养自身科学探究思维能力[2]。

（二）基于科学探究思维营造生物实验情境

经过社会上许多调查研究发现，高中生物课堂教学成果的呈现会受各方面因素的影响，实验环境便是其中非常重要的一个因素，可以引发学生的积极踊跃性，便于今后更高效课堂的展开。如果高中生物教师能在基于科学探究思维培养的前提下，利用身边环境事物创设丰富有趣的教学情境，便能够通过一系列举措为学生营造出具有创新探究性的生物实验环境，保证学生在实验教导过程中能够多方面地进行自我提升。通过这一新型教学模式，能够让学生规避一味处在听实验的乏味现象，避免学生长期在这种情境下所产生的依赖感，缺少独自思考的能力。高中生物教师在进行相关培养时，要结合课堂实验教学内容，因地制宜地为学生设计出适合的实验情境，使学生能够在实验过程中高效地完成教学目标。譬如：在“植物细胞的吸水和失水”实验学习中，生物教师可以利用教学设备将其变化的过程多以媒体化的形象展现出来。之后，教师可以给定一些生活中涉及的洋葱表皮有关细胞的情境让学生进行思考、探究，如：液泡的大小是否有变化？颜色有没有发生改变？这一过程是物理变化还是化学变化？清水和蔗糖溶液或者其他溶液的作用影响是什么？大致类似的情况下，教师不断地给定对应的情境，让学生进行针对性的探索，开发出学生的实验探究想法，让其在稳步掌握实验的方式中，悄无声息地提升自身的科学探究逻辑思考能力。

（三）基于科学探究思维举办生物实验探讨

不可否认，固然高中生物教师在教学上发挥着极大的作用，但很多时候教师不能时时陪伴在学生身边，这时同学之间互帮互助的好处便深刻地体现出来了。现今的教育模式下，开展小组互动活动是进行高效教学的一大有效方法，高中生物教师有效运用此手段到实验教学当中，可以很大程度上发挥团队的合作作用。教师和学生都要意识到，生物实验不是一项简单的进程，有时具有诸多的步骤，包括在材料的选择、实验的设计等，那么在有限的时间里仅依靠一个人是完成不了的。这种情况下，教师要根据实验性质及内容将全班有条理地划分成小组，让学生在小组探讨中知道自身知识点的欠缺，与同学在合作规划中碰撞出知识的火花。例如：在《DNA是主要的遗传物质》这一章节内容中，教师可以让小组学生分配好各自的任务，有规律地对DNA的本质、DNA的结构构成成分等进行观察、摸索，最终得出可靠的结论。在这一小组合作中，学生在教师的引导下有目的地对问题进行研究，处于一个轻松自在的环境中，能够最大限度地发挥出个人的优势，以便使小组活动高效开展。同时，学生之间可能会因为意见不同而展开更多的探讨，打破个人盲目追逐问题答案的局限性。长此以往，学生能够设身处地考虑问题的全面性，达到科学探究思维素养的培养标准。

（四）基于科学探究思维设计生物实验评价

在传统的高中生物实验评价中，很多学校只是简单地对学生实验结果进行评价，限制了实验成绩的评价标准，在学生的综合发展上欠缺一定的考虑。在新课改的前提条件下，教育部门需要更加注重学生的全面素质发展，长远的能力提升。因此，在基于科学探究思维培养的模式条件下，高中生物教师要跳出传统思维的舒适圈，对最终成绩标准的判定进行改良[3]。具体来说，教师可以从学生在实验过程观察的细心程度、是否具有独立思考完成的能力、对实验结果进行归纳总结的能力等多方面入手，让学生得到的实验评价更加公正、全面，激发起学生的求知欲望及实验探究热情。举个例子，在“能量之源——光与光合作用”的实验探究过程中，教师要时刻观察学生的进展及探讨情况，了解学生对于绿叶中色素的提取和分离的掌握能力，避免个别同学出现浑水摸鱼拿高分的情况。教师还可在实验结束后采用抽样的方式对学生进行提问，考查学生对于实验的总结归纳水平，更加客观地给出学生的实验评价。特别注意的是，教师要考虑到学生接受能力的不同，不能单纯地依靠实验完成程度给出成绩，造成学生学习的不自信，继而产生退却排斥的心理。高中生物教师要采取激励的方式，更加注重学生在实验过程中汲取的知识点，让学生在肯定中得到科学探究思维素养的提升。

结束语

总而言之，虽然高中生物教师在基于科学探究思维的条件下开展实验教学会碰到些许阻力，但只要教师能够从学生的兴趣入手，充分调动学生的积极性，就能从根本上让学生解决学习难点，促进自身的综合发展。同時，教师需要将传统观念与新式教学结合起来，在社会各层面的帮助下，因材施教，为学生打造个性化专属教学方案。这样就能做到在响应国家号召的基础上，帮助学生培养科学探究思维常态化，落实高中生物实验教育领域的可行性，唱响时代的主题曲。

参考文献

[1]郑洁.基于科学探究思维培养的高中生物实验教学研究[J].中学课程辅导（教学研究），2021（19）：30.

[2]陈金焕，钱丽娜.基于科学探究思维培养的高中生物实验教学途径[J].中国新通信，2020，22（21）：207-208.

[3]宋军山.基于科学思维培养的高中生物学教学策略[J].中学生物教学，2020（30）：38-39.