高中生物探究性實驗教學的實踐研究

張彩明

【摘要】隨著新課改的不斷推進，高中生物探究性實驗教學成為新的發展方向，借助探究性實驗教學能夠培養學生觀察能力、分析能力、動手能力，激發學生探究意識，增強生物學習效果。設計具有探究性的實驗，能激發學生學習的主觀能動性，促使學生在實驗探究過程中學會學習、學會合作。文章從對日常實驗中關于探究性實驗教學的實踐觀察切入，探討積極開展探究性實驗教學的重要作用，并結合高中生物實驗對探究性教學的途徑進行了具體分析。

【關鍵詞】高中生物；探究性實驗教學；實踐；現狀；作用；策略

【中圖分類號】G633.91【文獻標志碼】A【文章編號】1004—0463（2024）07—055—04

現代社會在不斷發展，對人才需求和要求不斷提高，這就要求高中生物教學要以學科核心素養為導向，提高學生生物學科能力。新課改下，教師應當重視生物實驗教學，精心設計實驗，有效發揮實驗的教學作用，激發學生探究意識，鍛煉其探究性思維，從而提高學生探究能力，實現理論知識與操作水平的全面提高。為此，本文對高中生物探究性實驗教學進行研究，并提出了具體的實踐途徑。

一、高中生物探究性實驗教學現狀

1.學校教學條件有限。就高中生物探究性實驗教學所需條件而言，基層學校生物實驗室一般來說是很難達到的。具體來說，一方面是實驗教具按照生均數量配備不足，另一方面是所需要的開展實驗的器具品類不足，部分實驗不能開展，這是直接的困境。這一困境的根本原因是，一些學校并未重視生物實驗教學，以至于資金投入不多，導致教師將主要目光集中在學生對生物學知識的掌握，缺乏對學生能力的培養。此外，還有些學校的生物實驗室配置不全，缺乏專業人員管理，導致實驗室教學條件有限，嚴重影響了整體教學效果。由于一些生物實驗無法開展，教師在教學過程中只能口述實驗，嚴重影響了學生對生物實驗知識的學習和理解[1]。

2.教學中存在諸多不足。在高中生物探究性實驗教學中，需要教師發揮主導和引導作用，鼓勵學生在生物實驗中深入思考、探究，提高實驗探究能力，注重引導學生將所學知識和能力應用到生活實踐中。但從當前高中生物教學現狀來看，仍存在“成績論”思想，缺乏對學生科學探究能力的培養，部分教師對探究性實驗教學不重視。此外，教師在開展高中生物探究性實驗教學活動的過程中，由于自身能力有限，導致現有教學模式、方式方法、實驗內容，無法吸引學生注意力，難以培養學生探究意識和探究能力。同時，教師選取的探究性內容，未能契合學生生活實際，導致學生理解困難，更談不上對生物實驗知識的掌握和運用。另外，還有一些教師為了快速完成教學任務，只按照大綱內容開展常規性的生物實驗，缺乏探究性實驗教學活動的設計和開展。

3.學生缺乏正確的學習態度。在高中生物探究性實驗教學中，除了需要教師的組織和設計，更需要學生的積極參與和配合，只有師生共同參與，才能提高教學效果。可是從高中生的學習態度來看，缺乏對探究性學習的正確認知，認為生物實驗僅僅是輔助自身學習的工具，并未正確認識到挖掘自身探究思維和能力的重要性[2]。尤其是受到以往只關注學習成績的影響，多數學生在生物學習中更加注重考試成績的提升，并不關心自身能力的鍛煉和提升，所以，在生物探究性實驗教學中，學生參與積極性較低，不會也不愿主動思考和探究，更缺乏提出質疑的精神和動力。

二、積極開展探究性實驗教學的重要作用

1.激發學生的創新能力。在高中生物探究性實驗教學中，教師可以結合實驗內容，引導學生觀察、分析，并鼓勵其深入探究，促使學生提高自主探究意識和能力，并在實驗過程中形成良好的科學態度。在探究性實驗教學中，教師發揮指導者與組織者的角色，根據生物實驗內容，為學生提供相關實驗器材，鼓勵學生自主探究，分析實驗方法，觀察實驗現象，研究實驗結果，使得學生通過自身努力探究生物實驗的規律，自主習得生物學知識，并引導學生對生物實驗結論進行分析，探究其他實驗方法，有助于增強學生的自主創新能力。

2.增強學生學習的主觀能動性。在生物實驗教學中，教師采取探究性教學方法，創設具有探究性的學習空間，使得學生能夠積極主動參與到探究性教學活動中，不僅體現了以學生的活動為主體的課堂教學模式，同時也有助于提高學生的學習效果，使得學生的主觀能動性得到提升，進而自覺參與課堂教學活動。與此同時，在這種主觀能動性作用下，學生學習生物的態度以及學習興趣會得到有效提升[3]。為進一步提高學生學習的主動性，高中生物教師必須多鼓勵學生，讓其多動手參與實驗，并在實驗操作過程中認識、理解生物知識點，積極主動學習。

3.強化學生的團結合作意識與能力。與以往傳統教學模式相比，開展探究性實驗教學，有助于學生之間充分交流、相互探討，在共同探究實驗中獲得更多生物知識，積累更多經驗，與此同時，學生在實驗操作過程中也可以增強團隊合作意識，在互相合作中學習、探究生物知識，這也是學生未來步入社會所需的能力，只有學生學會團隊合作，才能獲得更多成功。在生物探究性實驗教學中，采取團隊合作的方式，能夠促使學生感受到不同的教學氛圍，同時也可以獲得意想不到的教學效果，學生探究性思維相互碰撞，可以獲得更多靈感，并且學生的實踐操作能力也得到了鍛煉，有助于提高學生的實驗探究能力[4]。

三、高中生物探究性實驗教學的實踐策略

1.合理設置探究問題，激發學生學習興趣。生物探究性實驗教學若想有效發揮其探究性作用，最為關鍵的就是設置探究性實驗問題，借助問題的啟發和引導，促使探究性實驗教學發揮效果，激發學生學習興趣，進而為后續深入實驗探究打好基礎。在設置實驗問題時，教師應當結合實驗內容合理設置問題情境，促使學生能夠從探究情境中獲得啟發，提出質疑，大膽發表自己的看法。此外，教師在生物實驗教學中還要注意篩選問題，引導學生思考更多有探究價值的問題。有效借助問題發散學生思維，激發學生對生物實驗的探究興趣，進而積極主動地開展探究性實驗。

比如，教師可以組織學生開展“酵母菌細胞的呼吸方式”實驗，為激發學生學習興趣，教師可以在課前讓學生自主預習，按照自己的方式查找、搜索有關資料，由此提高學生的探究欲望，為課堂探究教學作鋪墊。對于探究性問題的設置，教師應當分析學情后合理設置。學生對酵母菌的理解和認知存在很大差異，有些學生已經知曉在培養基中添加葡萄糖，可以使酵母菌產生酒精，但對于酒精的產生環境以及是否存在CO2不理解[5]。此外，有些學生探究得知，酵母菌處于有氧、無氧環境中，都可以產生CO2，但不確定兩種情況下的CO2含量是否相同。基于此，生物教師可以結合學生情況，設置探究性問題，如“同學們，保持同一實驗環境，控制變量有氧、無氧，探究下酵母菌產生的二氧化碳含量是否相同？或者自己動手操作，探究何種環境會產生酒精？”利用這些不同問題激發學生的探究意識。不僅如此，教師在組織探究性實驗過程中，還可以鼓勵學生自己作出假設，采用分組探究的方式，更好凸顯學生的主體地位，使得學生在分組探究過程中，有效利用自身知識儲備，大膽假設，自主探究生物實驗，使得學生在合作中學習。

2.合理創設探究情境，營造探究學習氛圍。創設探究性情境是開展探究性教學的基礎，也是最為關鍵的環節，教師結合生物實驗內容構建具有探究性的情境，可以使學生在情境中產生探究意識，提高學習欲望，有助于提高學生的學習效果。與此同時，在探究性實驗過程中，良好的情境學習也可以更好凸顯學生的主體地位，對激發學生科學思維、增強探究能力具有重要作用。對于探究情境的創設，教師要結合學生實際情況，綜合學生實際生活經驗，創設與學生貼近的生活探究情境，促使學生感受到日常生活與生物知識之間存在的緊密聯系，從而激發學生對生物知識的學習興趣，增強學生對生物實驗內容的理解。

在具體實踐中，如果教師選用的是“植物細胞的吸水和失水”來開展探究性實驗，完全可以發揮基層學校學生貼近生活的優勢，把能體現生物實驗現象的一些內容作為探究性題材，可以更好地提高學生的探究欲望，激發學生的學習意識。例如，教師可以借助多媒體向學生展現不同地區人們腌咸菜的情境，人們將所腌制的菜放置在大缸中，同時加入大量的鹽和水以及其他輔料。由此情境啟發學生思考：“做糖醋蒜，除了用鹽，還可以用白糖、醋、醬油嗎？為什么？”構建植物細胞吸水和失水的探究性情境，以此激發學生探究欲望，并使學生在這一情境中思考生活實際中存在的生物知識，拉近與生物實驗之間的距離，進而提高學生的探究能力。

除此之外，教師帶領學生探究“細胞呼吸方式”時，可以引導學生思考，在日常體育鍛煉中，當身體經過劇烈運動后出現的肌肉酸痛感，這與學生生活貼近，有助于學生更好理解、體會。在這一情境創設下，學生將產生非常強的探究欲望，教師可以借此引入生物實驗，并向學生提出問題，讓其思考“這一現象與細胞呼吸存在哪些聯系？”同時，可以讓學生扮演一個小小的偵探角色，探究一下“細胞怎么呼吸？產物是什么？是誰讓肌肉酸痛的？”如此這一實驗就完美完成。這樣不僅實現了生物實驗的生活化、情境化，同時也拉近了學生與生物實驗之間的聯系，有助于提高學生的探究能力。

3.創新教學模式，開展寓教于樂的實驗探究活動。創新教學模式已經成為新課程改革背景下高中生物探究性實驗教學的重要內容，只有不斷創新教學模式，才能提高教師開展教學活動的有效性，增強學生對生物實驗內容的理解和掌握，進而提高探究能力。在創新生物實驗教學模式過程中，教師需要結合學生的興趣、學習特點、理解能力等情況合理設計，確保教學模式符合學生的學習需求。同時，生物實驗教學內容也要注重趣味性，能夠激發學生的探究興趣，使學生感受生物實驗樂趣，真正意義上實現寓教于樂，使得學生在“學中玩，玩中學”，培養學生的實驗探究能力。

比如，教師帶領學生開展探究性實驗，讓學生觀察洋蔥表皮細胞的質壁分離，以及質壁分離復原過程，可以改變教材中蔗糖實驗方法，創新實驗設計，引導學生運用一定濃度的甘油、硝酸鉀溶液開展實驗，借此激發學生的探究興趣，更好地開展實驗教學活動。在具體實驗實踐中，教師應當先將實驗要求、注意事項、操作流程告知學生，確保學生在實驗探究中做到規范性、合理性，以此保證生物實驗的有效性、科學性。同時，教師還要在實驗過程中學會設置懸念，鼓勵學生自主探索實驗結果，深入思考、探究不同實驗結果產生的原因，進而引導學生充分理解質壁分離自動復原的實驗現象和原因。除此之外，為進一步增強學生的探究欲望，提高實驗的趣味性，增強教學效果，教師可以拓展實驗內容，創設生活情境，并讓學生親身實踐、動手操作，增強學生的探究能力。

4.優化探究實驗教學條件，提高實驗教學水平。高中生物探究性實驗教學的順利開展，首要任務就是做好基礎工作，優化實驗教學環境，確保實驗教學內容的有序開展。因此，學校要創造性地開展與生物探究性實驗教學相關的工作，多方籌措，配備好實驗所需的場所、器具等。在此基礎上，學校還需要配置專業的實驗室管理員，保證實驗探究的安全性。不僅如此，生物教師要積極結合學校情況、學情等，創新、優化生物探究實驗的教學條件，確保探究性實驗科學有效，為學生探究性思維和能力的提升打好基礎。

5.利用實驗興趣小組，開展探究性實驗，服務課堂實驗教學。高中生物探究性實驗教學可以在實驗興趣小組內部展開，以點帶面，輻射帶動全體學生提升探究性實驗能力。比如，在教學生長素發現的生物學史時，老師可預先引導實驗興趣小組開展模擬達爾文實驗、溫特實驗、拜耳實驗，然后在課堂上讓學生展示實驗設計的理念、實驗過程、實驗結果以及實驗的得失等，全體學生可以在實驗探究過程中體驗到探究性實驗的樂趣，激發學生探究實驗的欲望。

總而言之，高中生物探究性實驗教學過程中，要求教師必須明確探究性實驗教學現狀，正確認識到積極開展探究性實驗教學的重要作用，而后在教學實踐中，合理設置問題，激發學生學習興趣，合理創設探究情境，營造探究學習氛圍，創新教學模式，開展寓教于樂的實驗探究活動，優化實驗教學條件，提高實驗教學水平，促使學生真正體驗到探究性實驗教學的樂趣，培養學生的生物學科素養。

參考文獻

[1]葛啟鑫.新課改背景下高中生物探究性實驗教學的策略研究[J].天天愛科學（教學研究），2023（11）：63-65.

[2]朱喬.新課程背景下高中生物探究實驗教學策略[J].高考，2023（26）：138-140.

[3]梁露苗，張敏，陳傳紅，等.高中生物探究性實驗教學的問題及改進策略研究[J].教師，2023（09）：66-68.

[4]周霞.高中生物實驗教學模式存在的問題及創新性探究[J].高考，2023（09）：139-141.

[5]周麗云.核心素養視域下高中生物探究性實驗教學設計策略研究[J].教學管理與教育研究，2022（21）：92-94.

編輯：張昀