重视思维启发，促进深度探究

摘 要：核心素养背景下，高中生物实验教学要关注学生思维发展，促进学生对实验原理的深入理解以及迁移应用，提升学生科学探究、科学态度素养。基于此，本文从重视情境创设、增强过程体验、巧用数字技术、实现过程评价等角度，对如何在高中生物实验教学中贯彻核心素养的理念展开一番叙述，以供参考。

关键词：高中生物；实验教学；核心素养

实验是生物教学的重要组成，在核心素养背景下，高中生物实验教学应当指向对学生核心素养的发展，关注学生的科学探究体验，改变传统教学中学生只知道做题，不懂得如何展开科学探究的状况。因此在实验教学中，教师要注重学生的过程性体验，促使学生经历提问、猜测、设计、分析、验证、应用的完整探索过程，优化学生思维方式，促使学生在实验探究中获得核心素养的发展，提升高中生物实验教学质量[1]。

一、重视情境创设，激发探究兴趣

近些年来，高考生物实验题着重考查学生的学科关键能力，具有了情境化、综合化的特征。高考对教师实施对学生核心素养的培养具有导向性，因此在高中生物实验教学中，教师要重视情境创设手段的使用，增强学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力，取得更好的教学效果。教师要基于学生的认知特点，创设具有启发性、探究性的情境，有效激发学生解决问题的兴趣，使学生能够关联自己的现实生活开展探究。

例如，在“探索植物细胞的吸水和失水”这个实验当中，教师借助生活现象来创设情境。

首先，教师向学生展示放置了一晚上的蔬菜，学生可以看到蔬菜已经萎蔫了。

其次，教师使用多媒体向学生展示一个“神奇的实验”，学生可以看到在将萎蔫的蔬菜放入清水中一段时间之后，蔬菜恢复新鲜了。

在学生观察了实验之后，教师向学生提出问题：为什么萎蔫的蔬菜可以在一定程度上恢复成新鲜的状态？

通过对给出的情境进行分析，学生很自然地得到了“植物吸收了水分”这个结论，又引出来了一系列新的探究问题：植物是怎么吸收水分的？在任何情况下，植物都可以吸收外界的水分吗？为学生开展科学探究奠定了良好的基础，让学生带着充足的好奇心参与到科学研究中去。在学生产生了疑问之后，教师组织学生展开进一步的交流讨论活动，让学生根据观察到的现象来提出猜想，设计实验方案，促使学生从真实问题出发展开科学探究，获得良好的问题解决经历[2]。

二、增强过程体验，促进深度思考

在核心素养的视域下，教师要立足以学生为中心的思想，组织学生开展多样化的学习活动，让学生收获猜想、实践、分析、应用等学习体验，真正理解结论的形成过程，促使学生在实验探究中获得综合素质的提升。

（一）引导猜想假设

生物科学是在人们对生命现象的不断探究中逐渐发展出来的，学会做出猜想假设，是学生在科学探究中必须掌握的核心技能之一。在高中生物实验教学中，教师要鼓励学生根据科学现象，展开大胆的猜想假设活动，让学生学会对观察到的生物现象做出客观的判断，使学生的思维能力获得锻炼。

在学生猜想假设的过程中，教师要注重传授给学生一定的方法，促使学生学会科学猜想。基于生物学科的特点，教师可以引导学生从三个角度来展开猜想假设。

第一，根据给出的问题情境来展开猜想假设。例如，在“植物生长素”的教学中，教师引导学生去分析客观事实，让学生观察为什么植物会向着窗外生长，促使学生猜想：在单侧光的前提下，单侧光是植物向光生长的直接原因还是间接原因？如此，能够让学生在猜想中生成更多有趣的实验想法。借助这一猜想，学生可以构建新的实验方案，借助控制变量的方式来探索其中的原理，完成对知识的构建。

第二，引导学生展开对客观事实的分析，让学生可以从客观事实中归纳出科学知识的本质，形成假设的基本观念。例如，在“酶的作用和本质”教学中，教师引导学生分析zJ1HYnL10TiykIfruh3kUw==过氧化氢在不同条件下的分解状态，促使学生猜想：酶可以对生物体内的反应起到催化的作用。之后再让学生结合自己的猜想来设计实验，发展学生的科学探究能力[3]。

第三，促使学生从已有的知识原理出发，展开严谨的推理和大胆的想象。在教学中，教师可以对学生的已有知识经验展开分析，激活学生的已有学习经验，让学生产生认知上的冲突，产生新的困惑，促使学生进行猜想。

总之，在高中生物教学中，教师要重视起学生的猜想，让学生可以在大胆的质疑和猜想中突破自身的认知阻碍，真正地成为一名探究者。

（二）加强交流合作

在高中生物实验教学中，教师要重视学生之间的交流互动，让学生可以在思维碰撞中对如何解决问题形成更加深刻的认识。在学生之间的交流合作中，教师要为其搭建支架，帮助学生找到正确的沟通方向。同时，教师也要注重营造良好的课堂平等互动氛围，让每位学生都可以积极参与到交流互动中来，感受到实验探究的乐趣，更好地实现对学生核心素养的培养。

例如，在“探索植物细胞的吸水和失水”这一实验中，教师借助问题驱动的方式，促使学生之间展开深层次的交流互动：

用一块干净的玻璃片，在中央滴上一滴清水，保持玻璃片的清洁度。将洋葱表皮放在水滴上，用盖玻片轻轻地覆盖住。

第一次观察：在使用显微镜来观察这一装片时，可以怎样来调节亮度和焦距？怎样顺利地找到物象？为什么要用滴管从盖玻片的一端滴加一定浓度的蔗糖溶液？如果浓度低于或者高于规定的数值会怎样？

第二次观察：观察原生质团的大小变化，原生质层和细胞壁的位置变化，细胞膜、细胞质、液泡膜与细胞质的边界，思考问题，在观察的过程中，如何调整条件来观察到更多的现象？

第三次观察：在此对原生质层和细胞壁的位置变化等因素展开观察，将你观察到的结果和预期的结果进行对比，存在哪些差异？为什么会出现这些差异？

实验后分析讨论：是不是所有的植物细胞都可以发生质壁分离现象？在什么前提下，植物细胞才会发生质壁分离？利用观察到的科学现象，在保存蔬菜的过程中，我们可以采取怎样的方法？

借助上述问题的提出，能够让学生在实验过程中积极地展开交流，有助于学生获得良好的实验探究体验。在实际的教学中，为了让学生更好地参与到交流合作中去，教师也要注重采取恰当的分组方式，并且善于结合学生的认知特点来规划合作交流的内容，更好地促进学生在实验中的参与。

（三）重视数据分析

在实验探究中，数据分析是一个重要的环节。在传统的高中生物实验中，学生普遍缺少数据分析的意识，大多是直接得到结论，给学生的思维发展带来了一定的阻力。在数据分析中，能够让学生更好地理解结论形成的过程，发展学生的科学思维以及实事求是的科学态度，促进学生科学素养的发展。因此教师要重视起学生的数据分析体验，让学生可以进一步掌握科学探究的有效方法[4]。

例如，在“影响酶活动的条件”实验中，教师组织学生展开实验探究的活动，让学生尝试使用姜汁、牛奶等物品，制作出姜撞奶，感受科学知识在现实生活中的应用。本次实验的操作原理为：姜汁中含有丰富的生姜蛋白酶，牛奶中含有丰富的酪蛋白和钙离子，当两者混合之后，生姜蛋白酶会水解牛奶中的酪蛋白，在钙离子的参与下，会让牛奶发生凝固。在这次实验中，学生需要利用这一原理，探索适合姜撞奶制作的温度，并且借助这一问题的探究，对影响酶活性的因素形成更加深入的认识。学生通过多次进行实验，观察牛奶凝结的速度、程度，制作出了反映酶活性的曲线图，了解了影响酶活动的因素。

总之，教师要在实验教学中重视学生对数据的提取以及分析，让学生学会在定量分析中得到对结论的正确认识，改变学生过于强调结论的实验探究不良习惯，发展学生的科学探究能力。

（四）鼓励迁移探索

迁移是指让学生基于已有的知识以及经验去解决新的问题，在实验教学中，促使学生将实验结论、实验方法应用到其他领域中去，有助于深化学生对实验原理的认识，并且促进学生解决问题能力的提升，发展学生的生物核心素养。在教学中，教师要对学生的能力发展需要展开分析，基于学生的好奇心需求，组织学生展开必要的迁移活动，促使学生形成良好的问题解决意识。

例如，在“被动运输”的教学中，教师引导学生展开“渗透现象探究”的实验，让学生从“小丑鱼为什么不能生活在淡水当中”这个问题出发，利用纱布、玻璃纸、漏斗、蔗糖溶液等展开实验活动，探索半透膜的相关知识，在实验当中解决情境中的问题，理解渗透作用的概念。在学生完成了实验探究之后，教师引导学生展开认知迁移的活动，向学生提出新的问题：借助对渗透作用的理解，你认为我们可以如何来实现对海水的淡化？如此，能够将生物知识更好地和现实生活关联，让学生在解决新问题的过程中更好地理解渗透作用的原理。通过对实验过程展开分析，学生能够认识到发生渗透作用需要两个条件，一个是要有半透膜，一个是半透膜的两侧溶液需要有浓度差，要想将海水淡化，也就是将海水中的盐分尽可能地除去，因此可以使用反渗透的方式来实现海水的淡化。在学生解决了这个问题之后，教师激励学生去发现生活中更多类似的问题，让学生尝试运用掌握的新知识、实验思想来解释更多的生活现象，探索更多生命问题的解决方法，促使学生在不断解决问题的过程中成长起来[5]。

三、巧用数字技术，丰富实验体验

数字技术的发展为高中生物实验教学改革创造了良好的环境。在高中生物实验教学中，通过合理使用数字技术，能够增强教学的直观性、趣味性，为学生开展更加多样化的实验探究活动提供帮助，促进学生生物核心素养的提升。在教学中，教师要根据学生的科学探究需要，灵活利用各种数字技术，满足学生的科学探究需要。

例如，在教学中，教师可以借助VR虚拟仿真实验平台来组织学生展开虚拟实验。这一平台实现了实物器具的虚拟化，包括培养皿、染液、载玻片、计数板等，学生可以根据自己的科学探究需要，在平台上灵活地展开各种实验，探索结论。如学生需要进行较长周期的实验观察，包括微生物发酵、分离单菌落等时，教师可以引导学生利用虚拟平台来进行实验，让学生可以在较短的时间内完成观察，解决实验条件和实验效果之间的矛盾。

再如，在“探究生物体维持PH稳定的机制”这一实验中，教师可以引导学生利用传感器来展开实验探究。在人体进行无氧呼吸的过程中，身体内会产生大量的乳酸，食物当中也会含有大量的酸性物质或者碱性物质，给人体的稳态带来影响。在探索内环境稳态的过程中，pH试纸会出现测试不准确的问题，而借助PH传感器、二氧化碳传感器等数字技术，则可以让学生在实验中获得精准的数据，帮助学生更好地完成数据分析，提高科学探究的效率。

数字技术为学生创新实验探究的方式提供了很好的帮助，在使用的过程中，教师要注重对学生的引导，促使学生形成良好的探究意识，避免出现学生盲目信赖数字技术的问题。教师要善于引导学生将数字技术作为一种辅助手段，更好地挖掘学生自身的科学探究潜能。

四、实现过程评价，完善素养培养

在新课程标准的背景下，教师要注重基于学生的素养发展来展开评价活动，改变过去实验教学中过于看重学生最终结论的问题。在实验教学中，教师有必要对学生进行全面的观察，深入了解学生在实验中的各种表现，包括学生的学习态度、学生产生的猜想和质疑、学生实验探究的能力等。同时，教师在评价的过程中也要考虑到学生的差异性，了解不同学生的成长规律，为学生提供适合的引导，提升评价的精准性、时效性。

基于学生学科素养的发展需要，在生物实验教学中，教师需要从以下角度来展开分析：

第一，学生在实验探究中表现出的学习态度，包括学生是否具有良好的问题解决意识，学生是否具有积极的质疑精神，学生是否有乐于分享的意识，学生是否有良好的数据采集和整理意识。

第二，学生在实验探究中表现出的探究能力，包括学生是否能够根据观察到的现象以及已有经验来展开科学猜想和假设，学生是否可以根据实际需要来设计出具有可操作性的实验方案，学生是否可以掌握简单的实验操作方法，学生是否可以对实验现象进行科学的分析。

第三，学生在实验探究中表现出的创新意识，包括学生是否能够理解实验装置的搭配原理，学生是否可以根据实际情况提出改进实验装置的意见，学生是否可以灵活使用数字技术来辅助实验探究。

在教师对学生展开评价的过程中，教师也要善于引导学生展开自评的活动。借助学生的自评，能够让学生对实验探究的过程进行反思，找到更加适合自己的学习方式，促进学生综合素质的提升。此外，教师也要注重落实“教学评一体化”的思想，基于评价的结果来探索更加有效的实验教学方案，提升生物实验教学的整体质量。

结束语

在高中生物实验教学中加强对学生思维的启发，提升学生实验探究的自主性、开放性，有助于丰富学生的实验体验，促进学生对科学思想、技能知识的内化，实现对学生核心素养的有效培养。教师要加强对情境创设、猜想、数据分析等手段的使用，促使学生做到学思结合，理解实验探究的方法，逐步提升高中生物实验教学的效果，让学生在多样化的实践体验中得到发展。

参考文献

[1]童志伟.例析高中生物实验原理的“三性”[J].教学考试，2024（15）：12-14.

[2]崔德锋.高中生物实验课堂的构建研究[J].考试周刊，2024（12）：123-128.

[3]葛欣.生命观念素养下的高中生物教学评一致性教学策略探析：以“遗传学的基本概念与应用”模块为例[J].黑龙江教育（教育与教学），2024（3）：59-61.

[4]吴超，王玲玲.利用现代技术提升高中生物实验教学效果探究[J].高考，2024（5）：133-135.

[5]贾正福.高中生物实验教学中学生创新能力与动手能力的培养[J].高考，2024（4）：101-103.