新课程背景下高中生物探究实验教学策略

朱乔

摘 要：生物是高中教学体系中的重要学科。鉴于生物学科的特点，实验教学占据十分重要的地位，是学生发现生物规律、掌握生物知识的载体，更是发展学生思维，培养学生创新精神的途径。鉴于此，面对生物新课程下的教学要求，高中生物教师唯有根据当下的教学需求，优化实验教学内容，引入新颖的背景和素材，增强实验探究的效果。本论文以此视角切入，结合实验教学实践，对其探究性实验开展模式进行了详细研究，具备一定的参考价值。

关键词：新课程；高中生物；核心素养；探究性实验

与其他学科相比，生物学科知识不仅十分繁杂，而且还涉及一些复杂的变化过程，需要学生进行思考和推理，增加了学生学习的难度。鉴于此，在高中生物课堂教学中，积极开展生物实验教学，可促使学生在实验操作中观察、思考、分析、归纳和总结，经历知识的生成和发展过程，真正提升学生的学习效果。同时，实验过程也是高阶思维发展、能力形成的过程，是培养学生生物学科素养的关键。纵观当前高中生物实验教学现状，依然存在诸多不利因素。如：实验课时难以保障、实验教学并未受到重视、实验教学模式单一、实验教学中忽视了学生能力的培养等，生物实验的育人功能不能够充分发挥。教师应依据生物学科素养的要求，科学、优化实验过程，才能真正达到预期的目标。

一、高中生物探究性实验内涵

在高中生物学科中，实验教学占据十分重要的地位。鉴于实验教学开展的形式，可将其划分为验证性实验和探究性实验两种。其中，验证性实验就是在学生已有认知的基础上提出假设，运用科学的实验方法和材料，验证已有的生物结论；探究性实验则是在学生缺乏认知的前提下，借助实验过程发现科学规律、得出结论的过程。从这一方面来说，验证性实验中，侧重点是重复经典实验，培养学生的实验操作能力和观察能力；而探究性实验则是关注学生的创新能力，注重实验的思路、过程和结果。因此，探究性实验就是依据已有的生物知识进行未知生物知识的探索，由教师或者学生提出具备探究性的实验问题，并在问题的引导下明确实验操作原理，科学选择实验材料，设计实验操作方案，通过实验的方式来探索问题的答案，得出实验结论。因此，探究性实验的开展具有重要的意义。

首先，有助于唤醒学生的学习热情，增强学生实验动力。探究性实验是学生将生物知识转化为具体实验操作能力的载体，教师应以生物教材主干知识为基础，设计具备探究价值的问题或者情境等，增强学生实验动力。如此，唤醒了学生的思考热情，使其积极主动搜集资料、设计实验方案、操作实验、观察和分析实验等，呈现出前所未有的积极性。

其次，有助于提升学生的实验探究素养。与传统的验证性实验模式相比，探究性实验教学中，学生需要在问题的引导下，自行设计实验方案，选择实验器材、观察实验现象、分析问题、归纳和总结等。而这一过程，也是学生综合运用生物知识的过程，学生经历分析、辩证、质疑等思维活动，设计科学的实验寻求解决问题的方法，逐步提升学生的实验探究素养。另外，学生在实验探究的过程中，也逐渐形成了科学的态度和素养，真正实现了高中生的全面发展。

最后，有助于培养学生创新思维。新课程背景下，实验教学还承担着培养学生创新素养的重任。探究实验具有未知性、创新性特点，学生从教材中很难找到原型，这就要求学生灵活、创新地应用知识开展各项探究实验活动。这样，学生能够在实验探究的过程中，观察到更加复杂、丰富的生命现象，由此产生诸多新的观点。同时，学生在实验探究的过程中，通过自我设计、优化实验方案，或者思维交流和碰撞的过程中，激发出更多新的意识，真正提升学生的创新素养[1]。

二、新课程下高中生物探究性实验教学开展原则

鉴于高中生物探究性实验的内涵，为了提升探究性实验教学的有效性，必须遵循以下几个原则：

原则一：实验针对性。探究性实验作为高中生物课堂的重要组成，承担着落实学生核心素养的重担。鉴于此，为了充分发挥探究性实验的育人价值，要指向生物学科素养的要求，科学设计实验探究的目标、方案，这样才能够契合学生需要，发挥探究实验的矫正作用，促使学生获得思维、能力、情感态度等多维度的发展。

原则二：学生主体性。探究实验注重学生能动性的发挥，教师要始终贯彻“以生为本”的育人理念，结合高中生的认知发展区、已有知识掌握情况等，科学设计探究性实验方案。同时，在探究性实验中，还应尊重学生在实验中的主体地位，鼓励学生动手动脑，通过操作实验、观察、反思、总结等过程，使得学生在亲身经历中，理解实验过程，并從中获得成长和发展。

原则三：创新发展性。无论是生物新课程改革，还是新高考的要求，生物教师在优化实验教学时，要坚持“创新发展性”的原则，兼顾生物学科和实验的特点，不仅要选择一些典型的生物实验，引导学生积极创新；还应引导学生在实验探究的过程中，多方面尝试和思考，使得学生充分发挥自身的实验探究主动性，并从中获得综合能力的均衡发展。

原则四：激励进取性。实验本身也是一场小型的考试，其中涉及基础知识、实践操作、反思和提升等，是学生综合能力提升的关键途径。因此，在探究性实验教学中，教师应关注学生的自信心，给学生提供自我展示的平台。同时还应借助鼓励和引导，帮助学生在实验探究的过程中，强化学习动机，建立其理性思维等[2]。

三、新课程背景下高中生物探究实验教学开展策略

（一）基于问题情境，唤醒学生实验探究欲望

在传统的生物实验教学中，部分教师常常为了达到既定的实验教学目标，直接将实验的目的、原理、步骤、过程、结论等告知学生，引导学生在课堂上进行验证。在这种实验教学模式下，由于学生缺乏自我思考、自我探究的机会，致使其实验积极性比较低，甚至出现了敷衍了事的现象。鉴于此，在开展探究性实验教学之前，要精心设计实验教学方案，充分借助巧妙的提问、有趣的事迹、趣味性魔术表演、游戏等，为学生创设实验情境，使得学生在情境驱动下，产生积极主动求知的欲望。以“绿叶中叶绿素的提取”探究实验为例，教师就充分发挥实验情境这一载体，给学生设计了一个良好的实验情境：春天的时候，我们看到的树叶都是绿色的。秋天来临之后，树叶就会逐渐变黄。为什么会出现这一现象呢？这样的现象与生物体中的哪些物质有关呢？今天我们就以洋葱、菠菜作为实验材料，进行色素提取，请你结合前概念、已有的生物知识，假设一下该实验中会出现什么样的现象？并结合所学的生物学知识对实验的现象进行分析和解释，揭示树叶颜色变化的原理，通过具体的生物现象发现其中的本质规律，激趣励学，唤醒学生的实验探究欲望。

（二）注重实验前假设预估

纵观当前高中生物课堂教学现状，受到传统教学理念的束缚，教师在开展课堂教学时，常常将重点集中在理论知识传授中，忽视了生物实验教学，弱化了学生的实验操作能力、分析能力等。鉴于此，高中生物教师在开展探究性实验教学时，不仅要关注学生的实验操作、观察学习，还应充分利用实验前这一阶段，利用学生的前概念和已有知识掌握情况，引导学生结合具体的实验内容做出假设和预估。需要说明的是，为了提升高中生物探究性实验教学的有效性，在引导学生实施实验假设和预估时，应充分发挥自身的引导价值，基于学生已有知识掌握情况，指向具体的实验内容进行科学、合理地预估，切忌学生漫无目的、随便猜想。以“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”为例，教师转变传统的实验教学模式，鉴于学生在以往的学习中，已经掌握了“植物激素调节、植物发生向光性原因、生长素的产生、积极运输和分布特点”等，并在此基础上，结合高中生的认知发展水平，引导学生结合本次实验内容，指导学生在课下通过翻阅生物书籍、网络等搜集资料，做出科学的假设和预估，并据此按照预计的实验结果，设计实验方案，开展实验探究等。如此一来，实验教学不再是单纯地验证，而是激活了学生的探究思维，使得学生在试验假设和预估中，打开了探究性实验的大门[3]。

（三）科学组织实验教学，促进学生个性发展

传统生物实验没有给学生预留思考和发挥的空间，学生严格按照教材上的器材和步骤开展实验操作，记录实验现象，分析实验结果等。但这种实验教学模式下，学生学习到的知识停留在浅层，难以在实验探究学习中，经历知识生成和发展过程，也无法促进学生思维和能力的发展。鉴于此，在开展探究性实验教学中，要将生物实验课堂交给学生，结合学生课前的实验假设和预估，引导学生以小组的形式，经过讨论和思考，科学设计实验方案，调整和优化实验步骤，并思考实验各个步骤的作用，分析不同材料和步骤对实验结果的影响，强化学生的自主实验和研究能力。以“微生物的实验室培养”为例，教师在组织实验教学方案时，就引导学生结合所学的知识，指向本次实验的目标，科学设计实验方案和步骤。之后，通过教师的指导，形成完善的实验流程：配置牛肉膏蛋白胨培养基操作—接种操作—培养操作。接着，引导学生以小组作为载体，按照既定的实验操作流程，将接种的培养基和未接种的培养基置于37℃的恒温箱中，分别培养12个小时和24个小时之后，观察培养基中的现象，并进行分析和探讨，交流微生物培养所需要的条件，探讨优化实验的方法，增强学生的信息交流和经验分享，使得学生在合作中更好地掌握实验方法和技巧，增强学生的实验探究能力，发展学生的思维能力和创新能力。

（四）加强观察和讨论，促进知识内化

高中生物探究性实验教学目的，旨在借助生物实验这一载体对实验现象展开科学分析，厘清其中蕴含的实验原理，并在实验中逐渐建立起理性的认知，最终促进学生的能力发展。探究实验是促进学生知识内化的有效方法，教师要深入教材开发与学生能力相适应的探究实验内容，体现学生在实验中的主体地位，灵活的融入各种素材和资源，科学设计实验方案，坚持课内和课外知识相结合的原则，将实验内容渗透到学生的生活中，拓展实验的空间，鼓励学生灵活地开展各项探究实验活动，锻炼学生思维，促进学生发展。同时，教师还应关注生物实验的每一个环节，引导学生结合实验观察，对数据和现象进行记录，引导学生围绕实验过程和结果进行交流和讨论，促使学生在思维碰撞的过程中，促进知识的内化，并实现自身的全面发展。以“探究影响酶活性的因素”为例，教师引导学生结合实验的过程、结果进行思考，“温度会影响酶的活性，应该设定哪几个温度？在具体的实验过程中，如何才能将不同的溶液温度分别调到设定的数值范围之内？在实验探究的过程中，如何才能排除PH、其他因素对实验结果的干扰？”通过教师的引导，学生经过思考和讨论，最终得出了实验探究的结论，即：过酸、过碱、低温都是影响酶活性的主要因素，低温会降低酶的活性，高温会导致酶失去活性，pH值不同也会对酶的活性产生影响。如此，通过教师的引导，学生在探究性实验的思考、讨论中，不仅深刻理解了其中蕴含的生物知识，也在探究中促进了知识的内化。

（五）理论联系实际，提高探究能力

核心素养下，生物实验不应束缚在教材的知识、素材和资源中，而应该引导学生将生物理论知识和实验方法应用到实际生活中，在实验中培养学生的社會责任意识，坚持理论联系实践的原则，积极开展生活化的实验教学，提高学生生物理论知识转化为实际操作的能力，实现学以致用的目的。以“探究酵母菌细胞呼吸方式”为例，教师为学生融入了生活中常见的现象，引导学生在生活化的实验素材中，积极开展讨论和探究。具体来说，在这一生物探究性实验中，为学生介绍了酒精测试仪的应用原理，并由此引出“酒驾”的问题，引导在熟悉的场景中，逐渐进入到“酵母菌细胞呼吸方式”的实验探究学习中。又如：探究“光合作用对植物的影响”，就联系实际生活，引导学生结合实际生活中植物进行光合作用的条件，通过查阅相关资料的方式，将“在冬季建造大棚，控制光照时间、科学实施田间水肥管理等方式帮助植物进行光合作用”等内容引入到探究实验中，开展“温室大棚”探究实验，让学生思考如何在冬季实现植物的高效光合作用，增加农业生产效果。这样既实现了学生学习的需要，也能够将教材知识迁移到实际生活中，解决生物问题，体现生物知识的应用价值[4]。

结束语

综上所述，鉴于生物实验教学中蕴含的育人价值，教师应深入研究新课程理念，收集和开发与高中生物教材知识相关的探究实验，为学生构建实验的平台，引导学生通过实验发现知识，掌握规律，并能够运用实验的方法将教材知识应用到具体的生活中，培养学生的动手操作能力，强化学生对知识的理解，真正落实生物学科素养下的实验教学要求。

参考文献

[1]王子建.新课程理念下的高中生物探究性实验教学分析[J].高考，2021（29）：53-54.

[2]杨花礼.例谈高中生物探究性实验教学的实施路径[J].甘肃教育，2020（9）：189.

[3]关建峰.基于新课程理念下高中生物探究性实验教学的实践与思考[J].试题与研究，2019（6）：185.

[4]石玲芳.新课程标准下高中生物探究性实验教学研究[J].新课程（下），2018（10）：34.