基于立德樹人的高中生物學探究性實驗教學中的問題與對策

狄亞君

鑒于高中生物學的學科特點，實驗教學應該受到師生的關注。但受傳統教學觀念的制約，高中生物學教學偏重理論知識傳授，過分關注學生的成績，忽視了學生的發展，難以滿足立德樹人要求。因此，在高中生物學新課程背景下，生物學教師不僅要重視生物學實驗教學，還應立足于當前生物學實驗教學現狀，指向生物學核心素養要求，從生活中尋找素材，引導學生參與探究，幫助學生掌握生物學知識和技能，提升知識的轉化率，促進學生的創新思維發展。

一、基于立德樹人的高中生物學探究性實驗教學中的問題

立德樹人教育根本任務要求教師要關注生物學實驗對學生發展的價值，從多維度設計開放性、探究性的實驗，激勵學生更好地學習。然而，當前生物學探究實驗還存在一定的不足。

（一）教師不關注生物學探究實驗的育人價值

生物學是高中階段最重要的一門課程，探究性實驗作為生物學教學的重要組成部分，承擔著立德樹人的重任。但在調查中發現，當前高中生物學課堂教學中，依然存在實驗課時少、難以滿足實驗教學要求的現象。在這一背景下，高中生物學教師在開展課堂教學時，基本都集中在生物學教材知識的講解上，沒有重視探究實驗價值，致使生物學探究實驗的課時少，學生參與程度低。

（二）生物學探究實驗準備工作不充分

鑒于高中生物學探究性實驗教學的要求，教師在開展實驗教學前，唯有做好充足的準備工作，才可保障高中探究性實驗各項活動的實施。然而，教師一般認為探究實驗與演示實驗一樣，按照教材的內容實施即可，缺乏必要的準備工作，并未結合生物學教材上的實驗準備材料、設計探究問題等，而是按照生物學教材中的實驗內容，按部就班地開展實驗教學，致使其與教材完全一致。另外，在當前的生物學實驗教學中，教師也很少結合實驗需求，對實驗材料、實驗器具、實驗方法和過程進行改進和完善。

（三）習慣性照搬固定的實驗流程和實驗內容

當前，教師常常忽視實驗教學模式的研究，沒有充分挖掘生物學知識的探究點，而是按照生物學教材中的實驗內容，采用驗證的方法進行實驗教學，忽視了研究性實驗教學過程的開展。在這種情況下，學生基本以記憶實驗知識點代替自主探究實驗，思維沒有經歷分析、推測和驗證的過程，探究實驗形式化嚴重。

（四）在探究性生物學實驗評價中，常常將“終結性的考試”作為主要形式

教師在對學生的生物學實驗學習效果進行評價時，常常集中在實驗是否取得了成功、實驗現象是否明確、實驗的結果是否正確、實驗報告是否完善等。而在立德樹人背景下，生物學探究實驗評價既要以學生的實驗結論為依據，又要以學生在探究實驗過程中的行為、思路和態度為依據；不僅要關注學生的實驗學習是否成功，還應關注學生在探究性實驗中其他層面的發展。可以說，高中生物學實驗教學評價的現狀，已經無法滿足立德樹人下的實驗教學要求。[1]

二、基于立德樹人的高中生物學探究性實驗教學開展路徑研究

（一）做好生物學實驗假設和預估

以往，高中生物學教師在開展實驗教學時，受到傳統教學理念的制約，常常將教學的重點集中在生物學理論知識教學中，弱化了實驗教學，嚴重制約了學生的生物學綜合素養培養。因此，在立德樹人背景下，教師需要轉變傳統的教學模式，不僅要從思想觀念上重視實驗教學，還應堅持“以生為本”的原則，指向生物學核心素養的內容，合理設置探究內容，將生活素材融入探究實驗中，讓學生依據探究內容進行實驗的各項準備工作，并借助問題指導學生利用所學的知識提前作出實驗假設。需要說明的是，學生的這種假設并非是漫無目、隨意猜測的，而是基于一定生物學知識基礎，結合具體的實驗原則進行分析。例如，在“探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度”實驗教學中，為了提升學生的生物學核心素養，真正實現立德樹人的育人目標，高中生物學教師對傳統的實驗教學模式進行了改進和優化：引導學生對所學的知識進行回顧復習，包括植物的激素調節、植物發生向光性的原因、生長素的產生、極性運輸和分布的特點等，并據此提出問題，引導學生進行討論，圍繞實驗的原則，提前做出實驗假設和預估。在這一過程中，為了提升學生對實驗預估的科學性、精準性，教師鼓勵學生在課余積極翻閱相關的生物學書籍，或者依托互聯網搜集相關的資料等，并運用已有的信息對本次實驗中最佳的濃度進行預測。之后，結合學生的實驗假設和預估，積極開展生物學實驗探究，利用相關的數據進行驗證。[2]

（二）堅持生本理念優化生物學實驗教學

以往，高中生物學教師在開展實驗教學時，常常照搬教材上的器材、步驟，直到出現與教材描述一致的現象或是結論時，即說明實驗成功了。在這種實驗教學模式下，學生存在極強的被動性，難以通過生物學實驗探究學習實現自身的全面發展。鑒于此，在立德樹人背景下，高中生物學教師在優化實驗教學時，首先應轉變傳統的實驗教學模式，始終貫徹“生本理念”，引導學生結合所學的生物學知識和生物學實驗的要求，通過交流與討論，對生物學實驗教學方案、步驟進行設計。接著，指導學生以小組為載體，圍繞既定的生物學實驗方案進行驗證，在親自操作實驗、觀察實驗基礎上將生物學理論知識與具體的現象或過程聯系起來，并促使學生從中獲得綜合素養的發展。例如，在“微生物學的實驗室培養”探究性實驗教學中，堅持生本理念，對實驗教學模式進行了重設，引導學生結合本次實驗目標、實驗內容以及所學的生物學知識，設計好生物學實驗步驟；通過教師的指導，改善學生自行設計的實驗步驟，逐漸形成科學的實驗流程：配置培養基—接種—培養；引導學生以實驗小組為載體，按照這一步驟將已經接種的培養基，以及未接種的培養基一同放進37℃的恒溫箱中，培養12小時、24小時之后，對其展開觀察，并做好實驗記錄，最終高效達成既定的實驗目標。如此，通過生物學實驗教學模式的重新設計，滲透了生物學實驗方法，鍛煉了學生的思維能力，優化了實驗理念，提高了學生的探究效果。[3]

（三）基于問題引導優化生物學實驗教學效果

以往，高中生物學教師在組織實驗教學時，基本上都是采用“灌輸式”的方式進行。在這種實驗教學模式下，學生思維能力比較弱，常常是在教師的主導下進行學習，很少會獨立思考。而在立德樹人背景下，高中生物學教師在優化實驗教學時，唯有充分發揮問題式教學模式的作用，結合生物學實驗內容科學設計問題，使學生在生物學實驗問題的引導下進行思考與探究，逐漸達成既定的教學目標。在高中生物學實驗的問題式教學中，教師應充分結合生物學實驗的內容、學生的學習需求等，精心創設幾個問題情境，在激發高中生實驗探究興趣的同時，使其以更加積極、主動的態度參與到生物學實驗探究學習中。例如，在“降低化學反應活化性能的酶”生物學實驗教學中，為了實現高中生的全面發展，真正落實立德樹人的育人目標，教師在開展生物學實驗教學之前，就結合這一實驗內容、高中生的實際情況，為學生設計了一系列的問題：酶是什么？為什么生物的新陳代謝離不開酶？你知道科學家是如何對酶的本質進行探究的嗎？待到學生的實驗興趣被激發之后，教師就帶領學生進入“對過氧化氫在不同條件下的分解速率進行對比”實驗探究中。學生在生物學實驗過程中圍繞“不同條件下過氧化氫分解速率的差異性”這一問題進行思考、觀察、分析等，最終在問題探究和解決的過程中，不僅高效地完成了這一生物學實驗，還在實驗探究的過程中實現了自身的全方位發展，真正落實了立德樹人背景下的實驗學習目標。

（四）基于交流討論優化生物學實驗教學

傳統生物學實驗教學，教師常常將實驗的內容、器材、現象和原理給學生講一遍，在學生實驗前就急于將實驗結果拋出來，或者直接引導學生圍繞實驗結果進行驗證，實驗的步驟、過程和操作要點比較明確，學生按部就班參與就行。但是在這種實驗教學模式下，學生難以通過生物學實驗深化所學的生物學知識，也無法經生物學實驗探究學習實現自身的全面發展。因此，在立德樹人背景下，教師要引導學生一邊操作實驗，一邊觀察，并結合實驗過程中的問題開展自主討論，使學生在交流、討論中通過思維碰撞、觀點交融，最終實現自身的全面發展。同時，為了促使學生更好地參與到交流討論中，教師還應為學生營造一個輕松、開放的學習環境，并借助集體討論的模式，圍繞實驗中存在的問題展開討論。另外，由于高中生知識水平有限，在討論的過程中常常會出現“碰壁”的現象，教師唯有充分發揮自身的引導作用，才能促使學生在討論中完成生物學實驗的高效學習。例如，在“DNA是主要的遺傳物質”實驗教學中，為了給學生營造一個更加良好的互動交流氛圍，教師在開展實驗教學之前，就給學生設計了一定的問題，如：DNA是什么？它們有什么特點？引導學生在實驗過程中對其進行思考、分析和討論。同時，在生物學實驗的過程中學生也會遇到各種各樣的問題，教師可引導學生圍繞其進行討論，最終促使學生在問題思考和討論的過程中順利完成生物學實驗，并得出相關的結論。[4]

（五）基于開放性實驗培養學生的創新思維

鑒于實驗教學的特點，教師可以設置一些開放性的實驗，充分發揮學生的想象力和創造力，要求學生能夠自主進行實驗操作，觀察實驗現象，分析實驗中存在的問題，改進實驗方法和效果，最終得出科學的結論。其不僅是培養學生科學態度的重要環節，還是促進思維發展、培養創新能力的關鍵，旨在將學生培養成有知識、有能力、有素質、有創新意識的新青年。而要達到這一目標，教師因勢利導，利用教學中的素材和資源設計開放性實驗，給學生自由探究的空間，不僅要在實驗課堂中給學生思考的空間和機會，還應引導學生敢于在實驗中提出自己的質疑，帶著疑問進行探究學習。以“植物細胞壁的質壁分離及復原”實驗為例，教師引導學生完成實驗之后，結合所學的知識提出一兩個疑問。在這種要求下，有的學生提出了運用其他植物代替洋蔥表皮進行實驗；有的學生對實驗試劑產生質疑，認為除了蔗糖溶液還可以借助其他試劑進行實驗。教師結合學生提出的質疑，引導學生進行思考，并再次運用生物學實驗進行驗證。如此，學生在質疑、思考和驗證的過程中，對植物細胞壁的滲透性有了深入的理解，也在生物學實驗學習中逐漸形成敢于質疑、樂于解惑、自主探究的良好品質，能夠積極參與探究實驗，從而解決學習中的各種困惑和疑問。另外，知識聯系生活，將教材中的生物學理論、方法遷移到學生的實際生活中，指導學生開展各項生物學活動。例如，學習了“果酒制作”以后，為了幫助學生更好地理解發酵原理，教師借助開放性的實驗模式，引導學生回家之后利用生活中常見的葡萄制作果酒。在這一過程中，學生由于知識、能力有限，常常會面臨一定的障礙、困難，此時，教師可充分借助信息技術這一手段與學生進行溝通，幫助其解決制作中遇到的問題，使得學生在家庭開放性實驗探究中，感悟到生物學實驗探究的樂趣，并從中獲得綜合能力的發展。

綜上所述，實驗是打開學生思維的鑰匙，也是培養學生素養的載體，承擔著立德樹人的重任，旨在引領學生通過實驗操作、實驗觀察、實驗探究等過程，形成適應未來發展的必備品格和能力。鑒于此，作為一名優秀的高中生物學教師，應善于從生物學知識中尋找素材和資源，改變以往的被動實驗模式，基于生物學學科素養的要求，重塑實驗教學模式，充分發揮生物學實驗這一立德樹人的載體，真正將學生培養成高質量的綜合型人才。

參考文獻：

［1］盧夢雨.高中生物探究性實驗培養學生科學探究能力的實踐研究［D］.開封：河南大學，2022.

［2］王子建.新課程理念下的高中生物探究性實驗教學分析［J］.高考，2021（29）：53-54.

［3］張亮亮.高中生物探究性實驗教學的優化與創新芻議［J］.智力，2021（25）：155-156.

［4］何建中.淺談高中生物教學的探究性實驗［J］.學周刊，2020（33）：125-126.

（作者單位：甘肅省白銀市第八中學）

編輯：陳鮮艷