重視思維啟發，促進深度探究

摘 要：核心素養背景下，高中生物實驗教學要關注學生思維發展，促進學生對實驗原理的深入理解以及遷移應用，提升學生科學探究、科學態度素養。基于此，本文從重視情境創設、增強過程體驗、巧用數字技術、實現過程評價等角度，對如何在高中生物實驗教學中貫徹核心素養的理念展開一番敘述，以供參考。

關鍵詞：高中生物；實驗教學；核心素養

實驗是生物教學的重要組成，在核心素養背景下，高中生物實驗教學應當指向對學生核心素養的發展，關注學生的科學探究體驗，改變傳統教學中學生只知道做題，不懂得如何展開科學探究的狀況。因此在實驗教學中，教師要注重學生的過程性體驗，促使學生經歷提問、猜測、設計、分析、驗證、應用的完整探索過程，優化學生思維方式，促使學生在實驗探究中獲得核心素養的發展，提升高中生物實驗教學質量[1]。

一、重視情境創設，激發探究興趣

近些年來，高考生物實驗題著重考查學生的學科關鍵能力，具有了情境化、綜合化的特征。高考對教師實施對學生核心素養的培養具有導向性，因此在高中生物實驗教學中，教師要重視情境創設手段的使用，增強學生在真實情境中綜合運用知識解決問題的能力，取得更好的教學效果。教師要基于學生的認知特點，創設具有啟發性、探究性的情境，有效激發學生解決問題的興趣，使學生能夠關聯自己的現實生活開展探究。

例如，在“探索植物細胞的吸水和失水”這個實驗當中，教師借助生活現象來創設情境。

首先，教師向學生展示放置了一晚上的蔬菜，學生可以看到蔬菜已經萎蔫了。

其次，教師使用多媒體向學生展示一個“神奇的實驗”，學生可以看到在將萎蔫的蔬菜放入清水中一段時間之后，蔬菜恢復新鮮了。

在學生觀察了實驗之后，教師向學生提出問題：為什么萎蔫的蔬菜可以在一定程度上恢復成新鮮的狀態？

通過對給出的情境進行分析，學生很自然地得到了“植物吸收了水分”這個結論，又引出來了一系列新的探究問題：植物是怎么吸收水分的？在任何情況下，植物都可以吸收外界的水分嗎？為學生開展科學探究奠定了良好的基礎，讓學生帶著充足的好奇心參與到科學研究中去。在學生產生了疑問之后，教師組織學生展開進一步的交流討論活動，讓學生根據觀察到的現象來提出猜想，設計實驗方案，促使學生從真實問題出發展開科學探究，獲得良好的問題解決經歷[2]。

二、增強過程體驗，促進深度思考

在核心素養的視域下，教師要立足以學生為中心的思想，組織學生開展多樣化的學習活動，讓學生收獲猜想、實踐、分析、應用等學習體驗，真正理解結論的形成過程，促使學生在實驗探究中獲得綜合素質的提升。

（一）引導猜想假設

生物科學是在人們對生命現象的不斷探究中逐漸發展出來的，學會做出猜想假設，是學生在科學探究中必須掌握的核心技能之一。在高中生物實驗教學中，教師要鼓勵學生根據科學現象，展開大膽的猜想假設活動，讓學生學會對觀察到的生物現象做出客觀的判斷，使學生的思維能力獲得鍛煉。

在學生猜想假設的過程中，教師要注重傳授給學生一定的方法，促使學生學會科學猜想。基于生物學科的特點，教師可以引導學生從三個角度來展開猜想假設。

第一，根據給出的問題情境來展開猜想假設。例如，在“植物生長素”的教學中，教師引導學生去分析客觀事實，讓學生觀察為什么植物會向著窗外生長，促使學生猜想：在單側光的前提下，單側光是植物向光生長的直接原因還是間接原因？如此，能夠讓學生在猜想中生成更多有趣的實驗想法。借助這一猜想，學生可以構建新的實驗方案，借助控制變量的方式來探索其中的原理，完成對知識的構建。

第二，引導學生展開對客觀事實的分析，讓學生可以從客觀事實中歸納出科學知識的本質，形成假設的基本觀念。例如，在“酶的作用和本質”教學中，教師引導學生分析zJ1HYnL10TiykIfruh3kUw==過氧化氫在不同條件下的分解狀態，促使學生猜想：酶可以對生物體內的反應起到催化的作用。之后再讓學生結合自己的猜想來設計實驗，發展學生的科學探究能力[3]。

第三，促使學生從已有的知識原理出發，展開嚴謹的推理和大膽的想象。在教學中，教師可以對學生的已有知識經驗展開分析，激活學生的已有學習經驗，讓學生產生認知上的沖突，產生新的困惑，促使學生進行猜想。

總之，在高中生物教學中，教師要重視起學生的猜想，讓學生可以在大膽的質疑和猜想中突破自身的認知阻礙，真正地成為一名探究者。

（二）加強交流合作

在高中生物實驗教學中，教師要重視學生之間的交流互動，讓學生可以在思維碰撞中對如何解決問題形成更加深刻的認識。在學生之間的交流合作中，教師要為其搭建支架，幫助學生找到正確的溝通方向。同時，教師也要注重營造良好的課堂平等互動氛圍，讓每位學生都可以積極參與到交流互動中來，感受到實驗探究的樂趣，更好地實現對學生核心素養的培養。

例如，在“探索植物細胞的吸水和失水”這一實驗中，教師借助問題驅動的方式，促使學生之間展開深層次的交流互動：

用一塊干凈的玻璃片，在中央滴上一滴清水，保持玻璃片的清潔度。將洋蔥表皮放在水滴上，用蓋玻片輕輕地覆蓋住。

第一次觀察：在使用顯微鏡來觀察這一裝片時，可以怎樣來調節亮度和焦距？怎樣順利地找到物象？為什么要用滴管從蓋玻片的一端滴加一定濃度的蔗糖溶液？如果濃度低于或者高于規定的數值會怎樣？

第二次觀察：觀察原生質團的大小變化，原生質層和細胞壁的位置變化，細胞膜、細胞質、液泡膜與細胞質的邊界，思考問題，在觀察的過程中，如何調整條件來觀察到更多的現象？

第三次觀察：在此對原生質層和細胞壁的位置變化等因素展開觀察，將你觀察到的結果和預期的結果進行對比，存在哪些差異？為什么會出現這些差異？

實驗后分析討論：是不是所有的植物細胞都可以發生質壁分離現象？在什么前提下，植物細胞才會發生質壁分離？利用觀察到的科學現象，在保存蔬菜的過程中，我們可以采取怎樣的方法？

借助上述問題的提出，能夠讓學生在實驗過程中積極地展開交流，有助于學生獲得良好的實驗探究體驗。在實際的教學中，為了讓學生更好地參與到交流合作中去，教師也要注重采取恰當的分組方式，并且善于結合學生的認知特點來規劃合作交流的內容，更好地促進學生在實驗中的參與。

（三）重視數據分析

在實驗探究中，數據分析是一個重要的環節。在傳統的高中生物實驗中，學生普遍缺少數據分析的意識，大多是直接得到結論，給學生的思維發展帶來了一定的阻力。在數據分析中，能夠讓學生更好地理解結論形成的過程，發展學生的科學思維以及實事求是的科學態度，促進學生科學素養的發展。因此教師要重視起學生的數據分析體驗，讓學生可以進一步掌握科學探究的有效方法[4]。

例如，在“影響酶活動的條件”實驗中，教師組織學生展開實驗探究的活動，讓學生嘗試使用姜汁、牛奶等物品，制作出姜撞奶，感受科學知識在現實生活中的應用。本次實驗的操作原理為：姜汁中含有豐富的生姜蛋白酶，牛奶中含有豐富的酪蛋白和鈣離子，當兩者混合之后，生姜蛋白酶會水解牛奶中的酪蛋白，在鈣離子的參與下，會讓牛奶發生凝固。在這次實驗中，學生需要利用這一原理，探索適合姜撞奶制作的溫度，并且借助這一問題的探究，對影響酶活性的因素形成更加深入的認識。學生通過多次進行實驗，觀察牛奶凝結的速度、程度，制作出了反映酶活性的曲線圖，了解了影響酶活動的因素。

總之，教師要在實驗教學中重視學生對數據的提取以及分析，讓學生學會在定量分析中得到對結論的正確認識，改變學生過于強調結論的實驗探究不良習慣，發展學生的科學探究能力。

（四）鼓勵遷移探索

遷移是指讓學生基于已有的知識以及經驗去解決新的問題，在實驗教學中，促使學生將實驗結論、實驗方法應用到其他領域中去，有助于深化學生對實驗原理的認識，并且促進學生解決問題能力的提升，發展學生的生物核心素養。在教學中，教師要對學生的能力發展需要展開分析，基于學生的好奇心需求，組織學生展開必要的遷移活動，促使學生形成良好的問題解決意識。

例如，在“被動運輸”的教學中，教師引導學生展開“滲透現象探究”的實驗，讓學生從“小丑魚為什么不能生活在淡水當中”這個問題出發，利用紗布、玻璃紙、漏斗、蔗糖溶液等展開實驗活動，探索半透膜的相關知識，在實驗當中解決情境中的問題，理解滲透作用的概念。在學生完成了實驗探究之后，教師引導學生展開認知遷移的活動，向學生提出新的問題：借助對滲透作用的理解，你認為我們可以如何來實現對海水的淡化？如此，能夠將生物知識更好地和現實生活關聯，讓學生在解決新問題的過程中更好地理解滲透作用的原理。通過對實驗過程展開分析，學生能夠認識到發生滲透作用需要兩個條件，一個是要有半透膜，一個是半透膜的兩側溶液需要有濃度差，要想將海水淡化，也就是將海水中的鹽分盡可能地除去，因此可以使用反滲透的方式來實現海水的淡化。在學生解決了這個問題之后，教師激勵學生去發現生活中更多類似的問題，讓學生嘗試運用掌握的新知識、實驗思想來解釋更多的生活現象，探索更多生命問題的解決方法，促使學生在不斷解決問題的過程中成長起來[5]。

三、巧用數字技術，豐富實驗體驗

數字技術的發展為高中生物實驗教學改革創造了良好的環境。在高中生物實驗教學中，通過合理使用數字技術，能夠增強教學的直觀性、趣味性，為學生開展更加多樣化的實驗探究活動提供幫助，促進學生生物核心素養的提升。在教學中，教師要根據學生的科學探究需要，靈活利用各種數字技術，滿足學生的科學探究需要。

例如，在教學中，教師可以借助VR虛擬仿真實驗平臺來組織學生展開虛擬實驗。這一平臺實現了實物器具的虛擬化，包括培養皿、染液、載玻片、計數板等，學生可以根據自己的科學探究需要，在平臺上靈活地展開各種實驗，探索結論。如學生需要進行較長周期的實驗觀察，包括微生物發酵、分離單菌落等時，教師可以引導學生利用虛擬平臺來進行實驗，讓學生可以在較短的時間內完成觀察，解決實驗條件和實驗效果之間的矛盾。

再如，在“探究生物體維持PH穩定的機制”這一實驗中，教師可以引導學生利用傳感器來展開實驗探究。在人體進行無氧呼吸的過程中，身體內會產生大量的乳酸，食物當中也會含有大量的酸性物質或者堿性物質，給人體的穩態帶來影響。在探索內環境穩態的過程中，pH試紙會出現測試不準確的問題，而借助PH傳感器、二氧化碳傳感器等數字技術，則可以讓學生在實驗中獲得精準的數據，幫助學生更好地完成數據分析，提高科學探究的效率。

數字技術為學生創新實驗探究的方式提供了很好的幫助，在使用的過程中，教師要注重對學生的引導，促使學生形成良好的探究意識，避免出現學生盲目信賴數字技術的問題。教師要善于引導學生將數字技術作為一種輔助手段，更好地挖掘學生自身的科學探究潛能。

四、實現過程評價，完善素養培養

在新課程標準的背景下，教師要注重基于學生的素養發展來展開評價活動，改變過去實驗教學中過于看重學生最終結論的問題。在實驗教學中，教師有必要對學生進行全面的觀察，深入了解學生在實驗中的各種表現，包括學生的學習態度、學生產生的猜想和質疑、學生實驗探究的能力等。同時，教師在評價的過程中也要考慮到學生的差異性，了解不同學生的成長規律，為學生提供適合的引導，提升評價的精準性、時效性。

基于學生學科素養的發展需要，在生物實驗教學中，教師需要從以下角度來展開分析：

第一，學生在實驗探究中表現出的學習態度，包括學生是否具有良好的問題解決意識，學生是否具有積極的質疑精神，學生是否有樂于分享的意識，學生是否有良好的數據采集和整理意識。

第二，學生在實驗探究中表現出的探究能力，包括學生是否能夠根據觀察到的現象以及已有經驗來展開科學猜想和假設，學生是否可以根據實際需要來設計出具有可操作性的實驗方案，學生是否可以掌握簡單的實驗操作方法，學生是否可以對實驗現象進行科學的分析。

第三，學生在實驗探究中表現出的創新意識，包括學生是否能夠理解實驗裝置的搭配原理，學生是否可以根據實際情況提出改進實驗裝置的意見，學生是否可以靈活使用數字技術來輔助實驗探究。

在教師對學生展開評價的過程中，教師也要善于引導學生展開自評的活動。借助學生的自評，能夠讓學生對實驗探究的過程進行反思，找到更加適合自己的學習方式，促進學生綜合素質的提升。此外，教師也要注重落實“教學評一體化”的思想，基于評價的結果來探索更加有效的實驗教學方案，提升生物實驗教學的整體質量。

結束語

在高中生物實驗教學中加強對學生思維的啟發，提升學生實驗探究的自主性、開放性，有助于豐富學生的實驗體驗，促進學生對科學思想、技能知識的內化，實現對學生核心素養的有效培養。教師要加強對情境創設、猜想、數據分析等手段的使用，促使學生做到學思結合，理解實驗探究的方法，逐步提升高中生物實驗教學的效果，讓學生在多樣化的實踐體驗中得到發展。

參考文獻

[1]童志偉.例析高中生物實驗原理的“三性”[J].教學考試，2024（15）：12-14.

[2]崔德鋒.高中生物實驗課堂的構建研究[J].考試周刊，2024（12）：123-128.

[3]葛欣.生命觀念素養下的高中生物教學評一致性教學策略探析：以“遺傳學的基本概念與應用”模塊為例[J].黑龍江教育（教育與教學），2024（3）：59-61.

[4]吳超，王玲玲.利用現代技術提升高中生物實驗教學效果探究[J].高考，2024（5）：133-135.

[5]賈正福.高中生物實驗教學中學生創新能力與動手能力的培養[J].高考，2024（4）：101-103.