如何利用高中生物實驗培養學生探究能力

■福建省南平市順昌縣第二中學 張 煜

（吳淑媛）

在新課改的背景下，學生素養的培養變得更加重要。對高中學生而言，要想在未來成為生物專業人才，不僅要具備扎實的生物知識，還要具備高超的實驗水平以及優秀的探究能力，只有這樣，才能更好地促進自身發展，更好地應對社會的發展和變化。高中生物教師需提起對改革的重視，積極改善生物教學工作，通過多元化的手段開展生物實驗，促使學生探究能力的不斷提升。這樣不僅能促使高中生獲得全方位發展，也能推動教育改革的進程。

在社會的發展中，高素質人才的需求量越來越大。生物作為一門科學性極強的課程，對學生的探究能力的要求很高。本文將以生物實驗為基礎，對學生的探究能力培養方法作出相應的探究。

一、高中生物的實驗教學現狀

在高中階段的教學中，生物是一門十分重要的學科。該學科主要研究生命現象，以及分析生物的活動規律。該學科不僅具有一定的抽象性，也具有較高的科學性與邏輯性。要想取得預期的學習成果，學生往往需具備較高的探究能力。特別是在生物實驗中，只有具備探究能力與操作能力，才能切實地提高掌握程度。

傳統的生物實驗課往往更加注重學生的理論知識，以及實驗的完成效果，而忽視了對學生探究能力的培養。這樣不僅不利于學生素養的全面提高，也不利于提升學生生物學習水平。針對這種現狀，生物教師需提起重視，并制訂科學的實驗方案，改善實驗教學現狀。

二、培養探究能力的重要性

（一）促進學科素養發展

生物學科具有很強的科學性，不僅需要學生具備扎實的理論知識，也需要學生具備強大的邏輯思維與探究能力。在生物課的實驗教學中，教師要在講解理論知識的基礎上，加強對學生的探究能力的訓練，在此基礎上，促使學生的生物素養持續發展，進而推動學生生物成績的提高。

（二）促進綜合能力提升

學生在成長與發展中，只有具備優秀的綜合能力，才能取得長久的發展，才能在社會變化中提高適應力。其中，探究能力作為一種重要的素養，對學生未來的進步有著重大影響。只有結合生物學科的特點，根據實驗的要求，對學生進行探究能力的培養，以及探究精神的滲透，才能在潛移默化中鍛煉學生的綜合能力。

（三）提高生物綜合水平

在生物學科中，理論知識是其中的基礎，實驗操作是其中的關鍵構成部分。學生要想提高實驗操作水平，就要具備較好的探究能力。在一定程度上，探究能力與實驗水平，能起到互相促進的作用。因此，增強探究能力能全面提高學生的綜合水平。

（四）貫徹新課改的要求

新課改的提出使學生的素養發展備受重視。生物教師需積極響應教育號召，做好生物教學的改革，結合實際教學情況，培養學生的探究能力，從而推進新課改素質教育的進程，真正推動學生更好地發展。

三、生物實驗中培養探究能力的方法

（一）營造生物實驗氛圍，激發學生探究能力

生物教師要善于借助教學氛圍，提升學生的生物興趣，為后續的能力培養打下基礎，結合學生的實際需求與興趣愛好等營造實驗條件，取得較好的實驗效果以及能力激發效果。

例如，當學生學習“細胞”相關內容時，學生需認識什么是“細胞”，并對生命結構的層次形成正確的認知，同時，學會用顯微鏡觀察細胞，這也是一項基礎的實驗要求。教師可以采用個性化的教學手段激發學生的實驗欲望以及探究能力。例如，教師可以依據學生的興趣愛好進行個性化教學，主動向學生詢問“喜歡的植物”或“喜歡的花卉”，并以此作為實驗對象，提取細胞，以便于后續的研究與分析，通過這樣的方式，為學生營造良好的生物實驗氛圍，激發學生的實驗熱情以及探究的欲望與能力。

學生在面對自己喜歡的實驗對象時，往往會產生更多的實驗問題，并對此進一步探究。在學生的交流與探討中，在不同實驗對象的比較與分析中，學生也能形成更深刻的探究意識，從而進一步推動探究能力的提升。長此以往，學生的探究欲望和能力能獲得良好的培養。

（二）設置層層遞進的問題，提高學生的探究能力

在設計相關實驗時，教師可以設置層層遞進的問題，對學生進行循序漸進的引導，讓學生通過反復思考與推理，反復實驗與分析總結，達到鍛煉探究能力的目的。例如，在學習“細胞呼吸”的相關內容時，學生需了解生物的“有氧呼吸”和“無氧呼吸”的知識點。在設計這部分實驗的時候，教師可以設置幾個問題：如何控制有氧條件；如何控制無氧條件；如何判斷二氧化碳的產生與否；如何判斷其產生量是多少。在一步一步的問題引導下，學生學會利用與分析現有實驗條件，從而達到預期的實驗效果。在此過程中，學生能更好地掌握方法與過程，更好地總結實驗經驗與規律，從而形成對該學科的深次層認知。學生的實驗技能提高的同時，探究能力也得到鍛煉與提高，從而促使生物科學素養的不斷提升。

（三）創新設計實驗案例，提升學生探究能力

在生物教材中，一些經典案例雖然可以取得很好的教學成果，但較難滿足學生日益增長的需求。教師只有結合時代的變化，進行實驗案例的創新，才能切實推動學生的能力發展。結合生物實驗的原理、操作與實驗結論進行實驗創新，是重要的能力培養手段。例如，在“酵母菌的細胞呼吸”相關內容中，教師可通過“試劑”與“器材”的創新，提升學生的探究能力。比如，在試劑方面，可以選擇磷酸緩沖液代替氫氧化鈉，目的是方便學生的觀察，同時獲得更穩定的實驗現象。創新案例以及優化實驗條件更加便于學生的觀察與思考，從而讓學生的探究能力得到提升。

（四）貼近學生實際生活，提高課外實驗探究能力

在課堂的授課中，短短的45分鐘往往很難滿足學生的探究需求。因此，教師需借助課外實驗，提高學生的探究能力，選擇一些貼近生活的實驗素材，提高生物學科的現實意義，進一步增強學生的實踐運用和探究能力。

例如，在“細胞大小”以及“物質運輸關系”的實驗中，教師可以利用生活中常見的“食醋”與“涼粉”，替換“NaOH”以及“瓊脂”，在提高安全性與環保性的同時，促使學生探究素養的提高。

（五）做好生物實驗引導，培養學生探究能力

生物實驗要求學生具有較高的嚴謹性，并且具備相應的思維能力。因此，在對學生實施教育的時候，教師要做好實驗方法的引導。只有學生掌握良好的實驗方法，才能獲得實驗活動的成功，才能獲得探究能力的培養。在實驗開始前，教師要引導學生明確實驗步驟，了解相關的生物實驗知識。通過理論與實驗結合，不僅可以夯實學生的生物基礎，也能培養學生的觀察能力、分析問題的能力以及探究能力。

就具體而言，教師需從三個方面對學生實施引導，以提高實驗教學的效果。一方面，在實驗開始前，教師要引導學生做好充分的準備工作。學生不僅需要熟知注意事項，也要提高對實驗的重視度，及時做好相關的數據記錄。同時，學生需深刻理解實驗的目的，以及實驗步驟中的一些要點。只有全面做好準備工作，才能為后續實驗活動打好基礎，才能提升實驗的順利性與有效性。結合實驗要求和目的，學生需自主實施操作，自主掌控實驗環節。在充足的準備工作中，學生在深度參與中，不僅能降低實驗失誤的概率，也能提升結果的準確性。同時，學生在分析與思考的過程中，也能獲得探究意識的開發，獲得相應的能力培養。另一方面，在實驗的過程中，教師要加強對學生的關注，提高學生操作的規范性，提升實驗器材的使用效果。只有嚴格按照相關規定進行操作，才能進一步保障實驗結果的精準性，進而避免學生受到錯誤結果的影響。同時，學生在動手操作的過程中，一旦出現一些預料外的問題，就要立刻解決，以免干擾后續的實驗活動。對實驗所得數據，更要認真做好記錄，并且實施相應的歸納與整理，進行相關的數據分析與研究，以便于為實驗報告提供理論指導，以及提供更加有效的數據支持。

除此以外，在實驗結束后，要強化實驗結果的分析。只有強化對生物實驗的結果分析，才能促使學生思維發散，促使其探究能力提升。例如，教師可以給予學生一定程度的引導，為學生提供一些方向性的思路。比如，“實驗過程中，為什么會出現這種現象，或出現這種問題”，以及“當前的實驗方式，是否適合這個實驗項目，是否能滿足實驗的需求，是否能達到實驗的目的”。當學生進行數據分析后，再進行實驗結果的研究時，帶著這些問題進行思考，能達到更好的學習效果。學生在探索與研究的過程里，不僅能促使邏輯思維能力得到提高，也能提高分析能力以及探究能力。也就是說，借助生物實驗，依托問題指導，不僅能提升學生的生物水平，也能提升理論知識的運用能力，以及培養學生的探究能力。

（六）培養學生的探究興趣，提高學生的探究能力

在生物教學工作中，教師需認識到興趣的重要性，并且致力于培養學生的實驗探究興致。只有提高學生的興致，才能提高學生探究的動力，才能調動學生進行實驗的積極性，從而進一步提高探究能力。通常情況下，教師可以使用學科滲透的方式，提升生物實驗的樂趣，以便更好地調動學生的實驗熱情，增強學生的探究欲望。例如，在學習“土壤微生物”以及“分解作用”的相關內容時，可以通過其他學科的滲透教學，增強學生的探究熱情。比如，在語文課程中，有一句著名的古詩詞“落紅不是無情物”。如果從生物學的角度來講，為什么“落紅”不是“無情物”？古詩詞“化作春泥更護花”這句話，從生物學的角度分析，為什么它能“更護花”？“化作春泥”有哪些方式？當學生的探究積極性高漲時，教師可以引導學生開展生物實驗，以“‘落紅’的魅力”為基礎，進行“分解作用”相關的實驗，以便探究“土壤微生物”的秘密。這樣的生物實驗方式，往往可以有效調動學生的實驗熱情，進而提高學生的探究能力。

（七）設置生物問題情境，提升學生探究能力

在生物教學中，教師要設置生物問題情境，以便提升學生的探究能力。通常情況下，教師可以使用“問題串”的形式，培養學生的探究意識，提升其探究的能力。學生在一些問題的驅動下，往往可以主動地進行深入思考，進而達到相應的學習效果。生物教師要利用相關的邏輯結構，為學生設計一些“問題串”，并提升問題的關聯性，借助“問題串”這一載體，貫穿各個教學環節，可以顯著提高生物課堂質量。教師在設計一些教學的目標時，可以提高目標內在的關聯性，立足于學生現有的認知水平，激發學生的探究潛能。當好奇心被調動、求知欲被激發后，學生往往可以形成更加濃厚的生物興趣，得到更加強烈的學習體驗。例如，在學生學習“細胞膜”的相關內容時，教師可以設置幾個關聯性強的問題：“細胞膜可以直接進行觀察嗎？細胞膜通常具備什么功能？它是由哪些成分所構成的呢？細胞壁是生物的生命系統邊界嗎？”設置與知識點相關的問題，將學生引入深層次的思考中，推動課堂質量的提高，推動學生探究能力的提升。與此同時，教師可以根據生活中的一些實例，促使學生進行深入分析，循序漸進地引出細胞膜的成分。在學生的探究過程里，學生將會理解“功能與結構相適應”的意思，將得到“系統邊界與空間外圍”的相關感悟。無論是對學生思維的培養，還是對學生探究水平的提高，這種教學方法都能起到很好的作用。學生在一探到底的過程中，可以檢驗自身的學習成果，也能養成勇于探究的品質，構建高質量的生物實驗課堂。

另外，借助“問題串”的形式，還可以提升學生的探究性學習能力，拓展學生的學習廣度與深度。無論是對創新思維的培養，還是探究思維的培養，這種方法都具有良好的效果。在生物實驗教學中，教師要勇于創新教學模式，提高“問題串”教學的價值。在該模式下，當學生的問題意識被啟發，將會得到更有效的思維鍛煉。例如，在學習“細胞失水”與“細胞吸水”的內容時，教師可以依托問題串的形式，促使實驗教學創新。比如，“觀察臨時裝片時，每次都有哪些不同的現象？這一現象特征是不是表皮細胞獨具的特點？而對那些沒有顏色的細胞，需要使用哪種觀察方法呢？”在這些問題串的支持下，學生的思維將得到發散，思緒也將更加清晰。在這種指導與教育下，學生可以使用不同的實驗方式，對生物知識實施鞏固和驗證。除此以外，教師可以使用白菜葉這一生活化材料，組織學生實施實驗操作。這樣也能完成實驗任務，觀察實驗的過程。經過這一系列的教育和鍛煉，學生能在不知不覺中培養創新思維，增強探究意識與能力。

四、結語

總而言之，生物教師要積極響應教育號召，改善教學現狀，促進學生探究能力的發展；通過營造實驗氛圍，設置層層遞進的實驗問題，培養高中生的探究能力；通過創新實驗案例和課外拓展實驗等，提高學生的探究能力；結合具體生物實驗要求，采取多樣化的教學手段，實現高中生知識與能力的協調發展。