高中生物實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)提升學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)的研究

摘 要：生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力、思維能力、科學(xué)思維的重要途徑，在高中生物學(xué)習(xí)中發(fā)揮著十分重要的作用。但就農(nóng)村高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)來說，受到多種因素的影響，依然存在諸多不足，致使生物實(shí)驗(yàn)育人價值大打折扣。鑒于此，農(nóng)村生物教師要及時變革教學(xué)觀念，立足于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蘊(yùn)含的育人價值，科學(xué)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)情境的引領(lǐng)下，積極主動參與到科學(xué)探究活動中，并從中獲得思維品質(zhì)的發(fā)展。本論文就從此切入，結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)踐展開探究，具備一定的參考價值。

關(guān)鍵詞：高中生物；生物實(shí)驗(yàn)；情境教學(xué)；思維品質(zhì)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為高中生物教學(xué)的重要組成，是理解和掌握理論知識、提升其實(shí)踐操作技能、培養(yǎng)其思維品質(zhì)的重要途徑。這主要是因?yàn)樵谏飳?shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，可從“提出問題、制定實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行合作探究、分析推理實(shí)驗(yàn)結(jié)果”這一學(xué)習(xí)過程中，促進(jìn)科學(xué)思維能力的發(fā)展。但是在實(shí)際教學(xué)中，受到多種因素的影響，當(dāng)前生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)并未受到應(yīng)有的重視，且教學(xué)組織形式單一、滯后，致使實(shí)驗(yàn)教學(xué)育人價值大打折扣；情境教學(xué)作為一種全新的教學(xué)方法，將其與實(shí)驗(yàn)教學(xué)整合到一起，可增添生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性，并促使學(xué)生在多樣化實(shí)驗(yàn)情境的探究中，實(shí)現(xiàn)思維品質(zhì)的發(fā)展。因此，面對新課標(biāo)下生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求，教師要科學(xué)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)情境的驅(qū)動和引領(lǐng)下，促進(jìn)思維品質(zhì)的發(fā)展，以及學(xué)科素養(yǎng)的形成與發(fā)展。

一、新課標(biāo)視域下農(nóng)村高中生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)狀分析

生物新課標(biāo)背景下，聚焦思維品質(zhì)重新設(shè)計實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)新方案，已經(jīng)成為一線教師關(guān)注的重點(diǎn)。但是在實(shí)際教學(xué)中，受到應(yīng)試教學(xué)理念的束縛，依然存在諸多問題。具體來說，集中體現(xiàn)在以下幾個方面：

首先，課時不足，實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動比較少。就現(xiàn)階段而言，在升學(xué)壓力的作用下，高中生的學(xué)習(xí)節(jié)奏明顯加快。就生物學(xué)科來說，其課時相對比較少，致使教師在開展教學(xué)時，面臨著“教學(xué)任務(wù)重、課時少”等現(xiàn)狀。在這種情況下，生物教師在開展課堂教學(xué)時，基本上都將重點(diǎn)集中到理論知識、考試技能訓(xùn)練中，忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展；另外，部分教師由于對生物課程標(biāo)準(zhǔn)解讀不夠深入，致使其對實(shí)驗(yàn)教學(xué)認(rèn)知存在偏差，甚至誤認(rèn)為生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)會浪費(fèi)學(xué)生的時間。在這種情況下，導(dǎo)致高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展效果不佳，難以達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。

其次，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式單一。根據(jù)生物核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，以及高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中蘊(yùn)含的育人價值，教師要基于學(xué)生的發(fā)展需求，靈活開展課堂教學(xué)。但是在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，部分農(nóng)村生物教師并未擺脫傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，依然是按照生物教材上的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行口頭講解、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)等，而學(xué)生在“聽實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)”的學(xué)習(xí)模式中，并未真正參與到生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，自然無法實(shí)現(xiàn)思維品質(zhì)的發(fā)展。

最后，弱化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和生活之間的互動。鑒于生物學(xué)科的特點(diǎn)，很多高中生物實(shí)驗(yàn)是課程內(nèi)容的有效延伸，也是生物和生活之間的互動和連接。但是在農(nóng)村高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，由于教師忽視了實(shí)驗(yàn)教學(xué)和生活之間的互動，致使生物實(shí)驗(yàn)課程內(nèi)容枯燥無味，難以激發(fā)學(xué)生的探究興趣，阻礙了學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究思維品質(zhì)的發(fā)展[1]。

二、新課標(biāo)視域下農(nóng)村高中生物實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)必要性

（一）情境教學(xué)內(nèi)涵

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)活動中，是將知識從情境中抽離出來，對其進(jìn)行抽象的學(xué)習(xí)；而情境教學(xué)則是將知識融入一定的情境中進(jìn)行學(xué)習(xí)?？梢哉f，在情境教學(xué)活動中，學(xué)生習(xí)得的知識并非抽象，而是固定的學(xué)習(xí)策略、學(xué)習(xí)方法，能夠真正理解知識、運(yùn)用知識。與傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式相比，情境教學(xué)具備“形真、情深、意遠(yuǎn)、理寓其中”等特點(diǎn)。其中，“形真”是為了讓學(xué)生產(chǎn)生真正的感覺，實(shí)現(xiàn)表達(dá)意象；“情深”則側(cè)重激發(fā)學(xué)生的情感，促進(jìn)其心理素質(zhì)轉(zhuǎn)變；“意遠(yuǎn)”則是為學(xué)生提供了充分的想象空間，以此促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)、想象力的發(fā)展；“理寓其中”則是讓學(xué)生在情境中，自發(fā)地領(lǐng)悟其中的道理。

因此，情境教學(xué)的內(nèi)涵就是教師在組織課堂教學(xué)時，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生塑造具體形象，將學(xué)生帶入情境的教學(xué)環(huán)境中，使得學(xué)生在情境中得到認(rèn)識和感受，進(jìn)而建立起相關(guān)的理論知識，并促進(jìn)自主學(xué)習(xí)能力、思維能力等全面發(fā)展。

（二）農(nóng)村高中生物實(shí)驗(yàn)情境教學(xué)必要性

新課標(biāo)背景下，以情境教學(xué)優(yōu)化農(nóng)村生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，已經(jīng)成為一種必然選擇。具體來說，集中體現(xiàn)在：

第一，是適應(yīng)生物新課標(biāo)的必然需求。生物新課標(biāo)背景下，更加關(guān)注學(xué)生的綜合素質(zhì)、全面發(fā)展。倡導(dǎo)教師應(yīng)重視生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，構(gòu)建多樣化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在這一背景下，將情境教學(xué)融合到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，契合了生物學(xué)科的特點(diǎn)。這主要是因?yàn)楦咧猩锞邆湟欢ǖ某橄笮?、理論性，學(xué)生需要借助抽象的思維進(jìn)行理解，給其帶來了一定的難度，而在情境教學(xué)法的加持下，則會有效改變這一現(xiàn)狀，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

第二，適應(yīng)了生物學(xué)科教學(xué)的發(fā)展。就高中生物學(xué)科來說，涉及的知識點(diǎn)比較多，并且和自然界、自然規(guī)律密切相關(guān)，涵蓋了從自然萬物到紛繁復(fù)雜的生命現(xiàn)象?？梢哉f，高中生物極具科學(xué)性、社會性，對學(xué)生的記憶、思維理解都提出了更高的要求。在這一背景下，傳統(tǒng)口耳相傳的教學(xué)模式已經(jīng)落伍，很難獲得高質(zhì)量的學(xué)習(xí)，而通過情境教學(xué)的融入，則為生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)開辟了一個全新的界面，真正促進(jìn)了生物學(xué)科的發(fā)展。

第三，是促進(jìn)高中生全面發(fā)展的必然選擇。新課標(biāo)視域下，培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展，已經(jīng)成為當(dāng)前課堂教學(xué)的重中之重。鑒于此，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，積極開展情境教學(xué)，提升學(xué)生的課堂參與度，使其更為有效地參與生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，并在實(shí)驗(yàn)探究中吸取知識、拓展思維、增強(qiáng)創(chuàng)新意識等，進(jìn)而推動了學(xué)生的全面發(fā)展[2]。

三、創(chuàng)設(shè)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)情境，培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)

（一）基于多媒體技術(shù)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境

根據(jù)新課標(biāo)的要求，高中生物教師在組織課堂教學(xué)時，應(yīng)充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，最大限度利用圖片、視頻、模擬實(shí)驗(yàn)等教學(xué)資源，為學(xué)生開展多種形式的學(xué)習(xí)活動，全面提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。鑒于此，為了培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，農(nóng)村高中生物教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，即可充分借助多媒體信息技術(shù)，為學(xué)生科學(xué)創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，使得學(xué)生在直觀、形象的實(shí)驗(yàn)情境驅(qū)動下，積極主動參與實(shí)驗(yàn)探究活動，進(jìn)而為思維品質(zhì)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。例如：在《使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞》的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了使學(xué)生正確利用高倍顯微鏡、制作臨時裝片，并促使學(xué)生在直觀認(rèn)知中，促進(jìn)思維品質(zhì)的發(fā)展，教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，就依托信息技術(shù)為其創(chuàng)設(shè)了教學(xué)情境：利用圖片和視頻，為學(xué)生展示了“顯微鏡下的微觀世界”，使學(xué)生在觀察“微觀世界的花粉顆粒”“微觀世界的昆蟲”中，產(chǎn)生濃厚的探究欲望和好奇心，進(jìn)而促使其積極參與到本次實(shí)驗(yàn)探究中，進(jìn)而為思維品質(zhì)的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

（二）基于生活素材創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究情境

生物知識和實(shí)際生活緊密相連，在實(shí)際生活中常見的現(xiàn)象中都蘊(yùn)含著生物知識。因此，面對思維品質(zhì)下的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，農(nóng)村生物教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，要立足于生物知識和實(shí)際生活的內(nèi)在聯(lián)系，科學(xué)選擇生活素材，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)熟悉、生活化的情境，使得學(xué)生在熟悉的情境中，對生物知識產(chǎn)生親近感，并促使其更好地參與到生物實(shí)驗(yàn)探究中；另外，和其他教學(xué)模式相比，基于生活素材創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)探究情境，還可促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中產(chǎn)生觀察生活、熱愛生活、探索生活奧秘的態(tài)度，進(jìn)而促使學(xué)生在生活情境的引領(lǐng)下，高效完成生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并從中獲得思維品質(zhì)的發(fā)展[3]。例如：在“植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中發(fā)現(xiàn)“原生質(zhì)層是一層半透膜及水分子進(jìn)出植物細(xì)胞的條件等問題”，并促使學(xué)生在整個實(shí)驗(yàn)活動探究中，促進(jìn)思維品質(zhì)的發(fā)展，農(nóng)村高中生物教師在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，就聚焦學(xué)生的實(shí)際情況，為學(xué)生呈現(xiàn)了生活中常見的現(xiàn)象：將糖撒在西紅柿上面，就可以看到流出的西紅柿汁；將白蘿卜切成兩塊，取出蘿卜心，之后將其分別置于清水和濃鹽水中，經(jīng)過一個小時之后，指導(dǎo)學(xué)生觀察其現(xiàn)象。這些現(xiàn)象來源于學(xué)生的實(shí)際生活，能夠促使學(xué)生感知到生物知識和實(shí)際生活的內(nèi)在聯(lián)系，并產(chǎn)生濃厚的探究興趣。在此基礎(chǔ)上，教師簡單陳述了實(shí)驗(yàn)原理，并指導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的知識，做出假設(shè)、設(shè)計實(shí)驗(yàn)、開展實(shí)驗(yàn)探究，在實(shí)驗(yàn)探究中促進(jìn)了學(xué)生思維品質(zhì)的發(fā)展。

（三）基于問題創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境

高中生物核心素養(yǎng)下，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)還承擔(dān)著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的重任，旨在實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展。面對這一要求，農(nóng)村高中生物教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，就聚焦學(xué)生的思維品質(zhì)，結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)置問題，為學(xué)生構(gòu)建思考的情境，使學(xué)生在問題情境的引導(dǎo)下，經(jīng)歷觀察、提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、思維判斷、做出解釋等活動，最終在生物實(shí)驗(yàn)探究中，促進(jìn)思維品質(zhì)的發(fā)展。例如：在“降低化學(xué)反應(yīng)活化性能的酶”的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，教師在優(yōu)化課堂教學(xué)時，就聚焦本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生設(shè)置了針對性的問題情境：酶是什么？生物體在進(jìn)行代謝時，為什么離不開酶？你知道科學(xué)家是如何對酶本質(zhì)進(jìn)行探究嗎？如此，學(xué)生在問題情境的驅(qū)動下，就對接下來的實(shí)驗(yàn)探究產(chǎn)生了濃厚的興趣，促使其積極主動參與到“對過氧化氫在不同條件下的分解速率進(jìn)行對比”實(shí)驗(yàn)探究中，進(jìn)而在實(shí)驗(yàn)探究中，經(jīng)歷思考、觀察、分析等過程，最終在探究中實(shí)現(xiàn)了思維品質(zhì)的發(fā)展；同時，為了促進(jìn)學(xué)生思維品質(zhì)的發(fā)展，農(nóng)村生物教師在基于問題情境引領(lǐng)學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)時，還可將問題置于整個實(shí)驗(yàn)探究過程中，使得學(xué)生在問題情境支架的引領(lǐng)下開展實(shí)驗(yàn)探究，并由此促進(jìn)思維品質(zhì)的發(fā)展。例如：在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)，教師就聚焦整個實(shí)驗(yàn)過程，為學(xué)生搭建了問題情境支架：可以直接向試管中注入斐林試劑嗎？斐林試劑分甲液和乙液，可以在量筒里混勻嗎？量完甲液之后再量乙液，需不需要對其進(jìn)行清洗？加熱溫度時間需要持續(xù)多久？雙縮脲試劑的使用和斐林試劑使用相同嗎？如此，學(xué)生即可在教師所搭建的問題情境支架中，更好地進(jìn)入到實(shí)驗(yàn)探究中，最終在探究中促進(jìn)思維品質(zhì)的發(fā)展。

（四）基于開放性情境培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)

生物新課標(biāo)背景下，農(nóng)村教師在基于實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生思維品質(zhì)時，應(yīng)為學(xué)生提供實(shí)驗(yàn)探究的平臺、科學(xué)組織實(shí)驗(yàn)探究活動。而要達(dá)到這一目標(biāo)，要改變按照教材內(nèi)容直接講解的模式，擺脫教材的束縛，設(shè)置開放性的實(shí)驗(yàn)探究情境，使得學(xué)生以知識探究者的身份，親身經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，最終在探究活動中深刻理解實(shí)驗(yàn)本質(zhì)，并逐漸促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展[4]。例如：在“探究酵母菌呼吸方式”的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了培養(yǎng)高中生的思維品質(zhì)，教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，并未根據(jù)教材上的內(nèi)容開展實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證教學(xué)，而是立足于學(xué)生的實(shí)際生活，為其設(shè)置了開放性的探究情境。教師先為學(xué)生展示了生活中蒸饅頭、釀葡萄酒的相關(guān)知識，接著向?qū)W生介紹：平時在蒸饅頭時，需要加入適量的酵母菌，這主要是酵母菌可以使饅頭變得松軟多孔；在釀制葡萄酒的時候，需要將葡萄汁裝入發(fā)酵罐中蓋嚴(yán)。之后，教師引領(lǐng)學(xué)生聚焦蒸饅頭和釀制葡萄酒的操作過程、操作環(huán)境、最終結(jié)果進(jìn)行分析，并由此結(jié)合所學(xué)的知識做出假設(shè)：無論是有氧環(huán)境還是無氧環(huán)境，酵母菌均可進(jìn)行細(xì)胞呼吸；同時，在有氧環(huán)境中，酵母菌呼吸的產(chǎn)物是二氧化碳；而在無氧環(huán)境中，酵母菌呼吸的產(chǎn)物是酒精。之后，教師又聚焦學(xué)生的猜想，繼續(xù)提出問題：如何控制有氧和無氧條件？如何鑒定酵母菌呼吸的產(chǎn)物？在本次實(shí)驗(yàn)活動中，酵母菌活動是否會對其結(jié)果產(chǎn)生影響？如何使得酵母菌保持最高的活性？如此一來，學(xué)生在開放性實(shí)驗(yàn)情境中，產(chǎn)生了濃厚的探究欲望，并積極參與到“不同環(huán)境下酵母菌呼吸產(chǎn)生的物質(zhì)”的生物實(shí)驗(yàn)探究中，最終在實(shí)驗(yàn)假設(shè)和猜想、實(shí)驗(yàn)操作與觀察、思考與交流中，促進(jìn)了思維品質(zhì)的發(fā)展。

結(jié)束語

綜上所述，新課標(biāo)倡導(dǎo)教師在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，突出其探究性特點(diǎn)，使得學(xué)生在主動參與中，經(jīng)歷“做出假設(shè)—制訂計劃—實(shí)施實(shí)驗(yàn)—得出結(jié)論—表達(dá)與交流”等活動，最終實(shí)現(xiàn)科學(xué)思維的發(fā)展。鑒于此，教師應(yīng)積極推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革，充分發(fā)揮情境教學(xué)的優(yōu)勢，使得學(xué)生在多樣化的實(shí)驗(yàn)情境中，積極主動參與到實(shí)驗(yàn)中，并在實(shí)驗(yàn)探究中促進(jìn)科學(xué)思維的發(fā)展。

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