淺談高中生物實驗教學中科學方法的應用

前言：《普通高中生物學課程標準》將科學思維列為學生必備核心素養之一，并強調生物課程需要高中生積極地參與學習，在發現知識的同時查找信息、提出質疑并獨立解決，逐步形成科學的思維習慣。而生物學實驗教學是培養高中生科學思維的基本形式之一。因此，對科學方法在高中生物實驗教學中的應用進行適當分析非常必要。

一、高中生物實驗教學中科學方法的應用意義

1.緩解教學與考試矛盾 當前高中生物實驗教學被普遍忽略，教師、學生均沒有在生物實驗中投入充足精力。與此同時，歷年高中生在實驗設計考察模塊得分率較低，影響了總體成績[1]。通過科學方法在高中生物實驗教學中的應用，可以緩解教學與考試之間的偏差矛盾，提高教學效率。

2.落實新課程基本理念 新課程標準明確要求培養高中生科學素養，科學方法是科學素養的重要組成。通過在高中生物實驗教學中應用科學方法，可以促使高中生理性辨識知識的起源、發展，激發高中生問題意識，剖析真理的相對性，為高中生科學素養提升奠定基礎。

二、高中生物實驗教學中科學方法的應用措施

1.組織探究性活動 在高中生物教學中，探究性教學是科學方法應用的主要途徑，可以充分彰顯科學方法應用過程，提高高中生科學素養[2]。以人教版高中生物選修1《生物技術實踐》專題1《果酒和果醋的制作》為例，高三學生已經通過前面的學習掌握了與醋酸菌、酵母菌有關的知識，且對果酒、果醋的制作具有較大興趣。

第一，為了讓高三學生更加熟練地掌握實驗操作知識且可以動手制作，首先，教師可以利用視頻學習法，于課前提出探究性任務“自己動手制作無害綠色飲料”。

第二，在上述任務頒布之后，要求高中生利用課下時間瀏覽教材，跟隨發酵前處理(圖1)、渣汁分離、果汁澄清、二氧化硫處理、果汁調整、酒精發酵、過濾、殺菌、裝瓶等方法，體驗科學方法在實驗中的應用。

第三，在學生了解果酒和果醋的制作原理之后，教師應為學生具體闡述果酒和果醋的基本制作做法以及基于視頻的自主聯想、體驗思路。

第二，在高中生了解以果品為原料經酵母菌釀制低度飲料酒的方法的同時，指導高中生以小組協作的方式分析這一實驗過程可改進之處，如“傳統釀制工藝過于繁瑣缺乏操作性”等。隨后將高中生視線引向有活性菌種利用上，并鼓勵其分享自己所了解、接觸到的菌種培養、污染防控方法，進一步拓展高中生思維空間，促使其進一步認識了解酵母菌、醋酸菌，并熟悉探究性學習的一般科學方法，即確定課題——設計研究方案——做匯報——實踐探究——報告成果——討論成果。

2.梳理生物科學方法應用歷程 在現行人教版高中三年級生物教材中，涉及了不同類型的多個實驗，在以往實驗教學時，高中生大多將注意力集中在每一個實驗的過程(實驗操作)、結果(實驗現象)上，不注重思考實驗過程操作的原因、是否可以更換其他的操作等問題。針對這一現象，教師可以利用思維導圖的方法，為高中生梳理生物科學方法應用歷程。在生物科學方法應用歷程梳理過程中滲透科學方法，促使高中生跟隨先人足跡汲取與實驗相關的科學思維，在享受生物實驗探索樂趣的同時接受科學方法的教育。

以人教版高中生物《生物技術實踐》專題5《DNA 的粗提取及鑒定》為例，教師可以從提取DNA 的基本思路入手，圍繞DNA 提取方法發展歷程，為高中生梳理科學方法在DNA 提取中的應用。在梳理過程中，帶領高中生回顧DNA 等大分子的物理化學性質與科學方法應用的聯系。比如，根據DNA 與蛋白質等其他成分在不同濃度的氯化鈉溶液中溶解度差異性，利用適當鹽濃度，促使DNA 溶解、雜質沉淀。并鼓勵高中生利用課下時間搜集資料并閱讀整理，為其科學素養提升提供依據。

3.自主設計實驗 生物學史上的多數重大發現都蘊含著科學方法，在充分挖掘教材的基礎上，教師可以類似實驗對比的方式，引導高中生自主參與科學方法應用及科學論證推理過程，同步培養高中生邏輯思維能力、科學探究能力等生物科學素養。如在關于胚胎工程的實驗教學過程中，教師可以借鑒2010 山東高考理綜試題35“胚胎工程培育試管牛”的過程，展示局部操作圖(圖1)，鼓勵高中生根據自己在課程中所掌握的科學方法，自行設計胚胎工程培育試管羊、青蛙的過程，進一步拓展高中生應用科學方法空間。

總結：綜上所述，通過在課程中應用科學的方法，可以同步提升高中生的生物實驗能力、生物學習水平，引導其在思維層面構建生物知識體系，為生物復習奠定基礎。因此，教師應注重科學方法在生物實驗教學中的應用，合理設計探索性活動，梳理生物科學史，為高中生發展提供充足驅動力。