探究性學習在高中生物教學中的有效應用

孫焱

在新的教育改革中，所有的高中教師都開始關注提升學生的基本技能和素養。在此背景之下，高中生物教學廣泛采納探究性學習方式。學生在這樣的教學環境中不僅可以塑造出樂觀的學習態度，也可以激發學生對生物學的研究和學習熱忱。

一、設置趣味性教學活動，調動學習熱情

鑒于高中學生的學習興趣偏好，當教師在進行生物課程的探究性學習時，應該安排一些和研究主題及課程內容緊密相連的有趣活動，不僅要指導學生享受、提升學習效率和獨立思考能力，還要和他們構建積極的課堂交流環境。

比如當教師引導學生研究有關細胞結構的理論時，把“理解植物和動物細胞之間的差異與共性”設定為研究的核心，同時也會安排他們進行“尋找朋友”的角色扮演活動。首先，選出兩名學生來擔任“動物細胞”和“植物細胞”兩個不同的角色，把“細胞壁”“細胞核”“細胞質”“葉綠體”“中心體”“液泡”“胞間連絲”這些身份分發給其他的學生。其次，“動物細胞”和“植物細胞”在各自的角色里尋求伙伴，最終構建了兩個“朋友圈”。最后，教師和學生共同評估兩個人所尋找的伙伴關系的精確性，也就是說動物和植物的細胞內部是否有對應的生理構造。在游戲過程中，學生可以享受深度和快樂的課程活動，并精確和穩固地理解各種細胞結構，這樣就可以高效地完成探究性學習，進一步增強知識積累和專業修養。

又如在講授“酶的研究與應用”時，教師可以讓學生準備一些常規的衣物、普通的洗衣粉和含有酶的洗衣粉，指導他們按照小組的形式進行以清潔衣物為核心的研究和實踐性試驗。在這個過程中學生不僅可以通過比較衣物的清潔程度，理解酶如何處理污染物的生理機制，同時還可以深刻體驗生物科技在日常生活中的應用價值，激發學生強烈的學習興趣。

二、合理創設教學情境，培養科學思維

生物學科在自然科學的范疇內占據著關鍵地位。在高中生物教學中，教師需要協助學生打開思考的窗戶，激發他們主動去研究知識點之間的邏輯聯系，并且把生命科學的法則展現給他們。與此同時，教師需要把焦點集中在幫助學生掌握生物的基本概念，摒棄過去死板的教育模式，依照當前的課程真實狀態，結合學生的學習狀態來構建教育環境，指導學生進行生物研究，并且在不經意間塑造他們的科學思考和研究能力。

以“酶的特性”為例，在高中生物教學過程中，這門課程占據著相當關鍵的地位，其中包含探索性實驗，也就是研究酶的功能如何受到各種因素的影響。教學過程中教師構建一個具體的場景，向學生呈現一塊沾有油漬的抹布，接著指導他們去探究這個問題：如果需要使用洗衣粉清潔這塊抹布，應該選擇使用熱水還是冷水呢？一些學生基于日常生活體驗，建議使用熱水清潔更為適宜。接著，教師指導學生去深入探討這個問題：是否應該一直提高溫度？有哪些因素可能會對酶的活性產生影響呢？教師引領學生搜集和規劃試驗工具，研究溫濕度和酸堿度對酶活性的作用。經過一系列的探究，學生意識到溫度和酸堿度對酶的活動有著顯著的影響，而恰當的溫度則是促使酶進行催化反應的關鍵因素。因此洗衣粉的酶活性可能因為處于冷水環境而受到限制，當處于溫水環境時，隨著溫度的提升，酶的活性也將相應提升。但是如果超出了最佳的工作溫度，那么酶的活性將會因為溫度的上升而下降。所以，與沸水和冷水相比，使用酶洗衣粉的效果可能會更優。借助這種教學環境的構建，學生不僅通過實踐獲得新的認識，還能夠鍛煉科學思考能力，并培育探究精神。

三、開展高效課堂探究，激發學生探究動力

在生物教學創新中需要優化課堂探索的實施方式，這是一個非常關鍵的環節，對學生的成長和提升有著顯著的作用。在進行課堂研究過程中，需要指導學生合理地運用課堂學習的時間，并在教師的引領下朝著正確的路徑進行探究，以防止在探究過程中產生過多的誤區和缺陷。在課堂創建一個相對熱鬧和活潑的探究環境，這樣不僅能夠吸引學生主動投入其中，同時也能夠提升他們的探究思維能力，并且激起探究熱情。

在教授《生態系統的物質循環》時，教師指導學生在課堂進行探究性學習，并激發他們提出各種獨特的見解。某些學生持有觀點“物質在生態系統中的流動”并非恒久不變，在各個階段的流動幾乎無顯著區別，而在特定的階段將進入全新的流動。在教室里各個學生對“生態系統的物質循環”的研究和理解有著顯著的區別。通過這種討論和研究，學生既要深度理解教科書中的知識，又要利用盡可能多的實例來驗證他們的理解。

在學生討論和研究過程中，教師會對他們的正確見解和創新思維進行梳理，并在剩下的15分鐘內做出總結。這樣做的目的是彌補學生在討論和研究中的缺陷，為他們提供更多的學習路徑，使他們在研究學習過程中獲得更深入的體驗。通過對課堂探究學習的深入理解，成功地轉變學生的沉默和孤僻，使得他們在課堂中能夠自由地表達自己。教師在學生探究過程中獲得大量的反饋，并且在接下來的研究中提供正確的引導，這將為學生創造更廣闊的發展機會。

四、開展小組合作探究，提升學生素質

由于受到傳統教育觀念的束縛，當前的生物課程仍然使用灌輸型的教育手段，使得學生在課堂中的角色被忽視，這不僅加大教師的教育壓力和學生的學習挑戰，同時也降低預設的教育目標。為了讓學生在高考中獲得優異的表現，教師往往只是單純地傳授各種知識和技巧，卻沒有重視對學生的探究精神和獨立學習能力的訓練，不能真正喚起學生探究生物知識的熱情。在新的教育環境下，小組合作成為一種普遍的教育策略，得到眾多教師的肯定，同時也在實踐中獲得顯著的成效。小組合作學習不僅可以激發學生的學習熱情，轉變傳統的單向教學方法，也有助于推動學生之間的協同溝通，培育創新思維。為了增強學生的探究精神和技巧，教師可以使用小組授課的策略，將學習生物科學理論和實踐的主導權交給學生，逐漸提高他們的個人品質。

譬如教師可將《綠葉中色素的提取和分離》實驗升級為探究性實驗，依照班級學生的狀況，將他們劃分為兩個小組，并為每個小組的學生安排各自的實驗任務。一組研究各個葉子里的顏色和它們的數量，另一組則研究在添加乙醇和碳酸鈣之后，各個葉子里顏色的數量和改變。與過去的實驗教學有所區別，教師并未為學生詳細說明實驗的流程，而是讓各個小組成員依照課本上的內容來進行團隊討論，一起制定實驗計劃，然后遞交給教師審核，只有在教師的認可下才能啟動實驗。在實驗過程中，小組需要獨立指派記錄員和操作員，完成實驗后，需要進行深入討論，尋找并解決實驗過程中的問題，評估可能的偏差，并對實驗結果的價值進行思考。這種實驗性的探究教學方式能激發學生的學習熱情。

五、借助翻轉教學模式，學生開展自主學習

在課后自我學習是高中生進行深入學習的首要環節，他們能夠在有限的課余時間里深入理解教材的主題，主動去思索學習的內容，并且認真地收集和整理相關的信息，為在課堂上的協作學習和相互幫助提供全面支持。高中生的身心已經趨于完善，他們擁有優秀的認知、思考和整合技巧，可以進行相對獨立且自主的探究性學習。教師需主動向高中生傳授學習方法，并給予他們探究性學習積極和有效指導。通過采用翻轉教學方法，鼓勵學生在課后獨立和課堂協作學習，增強學生的團隊協同能力和集體思維的創新性。

以“從生物圈到細胞”為例。這門課的理解難度相對較低，非常適宜于高中生進行探究性學習，通過自我學習，可以逐漸理解并掌握教材中所包含的生物學概念。通過課后閱讀教材內容和仔細研究圖片信息，學生可以對教材內容有一個基本的理解。因此，學生可以帶著他們對前述內容的獨特理解進入教室，和同學們共同進行探索和研究，重新進行相同主題的深入理解，在友善的互助和愉快的交談中促進探究式學習的有效進行。通過翻轉教學不僅讓學生可以進行基礎的自主學習，同時也讓他們可以進行更深層次的協作學習。他們就可以通過將自身的思考和團隊的智力進行有效的融合，從而達到優秀的、高級的、高效的探究性學習。

六、布置實踐探究任務，提高知識應用能力

運用探究性學習的教學方式，許多學生的學習成果和品質得到顯著增強，他們對于各個領域的知識都有深入的理解，同時也能在持久的學習過程中追求更高的目標。為了深化學習，需要為學生分配實際的探究工作。假設他們只停留在理論研究的階段，那么他們的知識掌握和運用能力將大打折扣，同時也可能對生物科學的概念有所誤解。對于探究型任務分配，應該為學生提供更豐富的可能性。

比如在教授《生態工程》時，教師指派的實踐探究任務，是引導學生去探索和解讀當地的“生態項目”，以確定它們是否滿足“生態項目”的標準，對當地的生態環境帶來了何種正面效果，以及它們在總體上對生態進步有何種的影響。一些學生基于濕地工程的理念進行實地考察和分析，發現濕地工程對于調節周圍的氣候和濕度有著積極的影響，它不僅增強環境的舒適感，也降低水土污染的風險，而且在空氣質量的凈化方面表現優秀。一些學生從公園綠化項目入手，經過實地考察發現這種項目可以提升土地的保護力度，降低商業活動的干擾。此外，公園內的人造湖泊對水資源的使用帶來了顯著效益，并且能夠持續擴大城市的綠色覆蓋范圍。在實踐探究任務的作用下，學生對“生態工程”的理解和思考有了全新的視角，教師為他們提供一連串的實例，使他們在研究完畢之后，能夠有效地梳理出各個領域的知識，彌補自身的缺陷。在實踐探究方法中，學生的知識運用技巧得到提升，打破傳統研究方法的限制。

綜上所述，隨著社會和時代的進步，高中生物教學已經超越理論知識的范疇。教師需要持續優化教學方式，更好地適應社會的進步。具體而言，在進行高中生物教學時，教師需要激發學生的獨立研究和學習技巧，并且要采用新的教育手段，提高學生的學習成果。因此在生物學科教學中，教師需要高度關注探究式學習的運用，增強學生的全面技能，同時也要營造積極的生物學習環境，使學生掌握更豐富的生物學知識。