科學探究素養導向下中學生物學教學實踐研究

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）12-0114-04

高中生物學教學在培養學生科學素養和實踐能力中扮演著重要的角色，其教學效果更是直接影響到學生對生物學的興趣和未來的職業發展。然而，傳統的高中生物學教學側重于知識和技能的傳授，教學方法單一以及實驗內容和步驟煩瑣等問題，導致學生參與度不高，不僅影響了生物學教學的效果，也制約了學生科學素養的提升。隨著教育教學改革的深入推進，新課程改革強調以學生為中心的教學理念，注重培養學生的創新精神和實踐能力。因此，如何優化高中生物學教學以提升學生的科學探究素養，成為當前教育領域的重要任務。

一、優化高中生物學教學實踐的作用

（一）激發學生的學習興趣和熱情

教師結合學生的特點設計趣味性活動、問題情境和教學留白等方式，能夠增強課堂趣味性，調動學生學習積極性，提高他們的課堂參與度，從而提升教學質量。

（二）加深學生對生物學知識的理解

學生在生物學實踐教學中通過直觀的實驗操作和觀察，可以使抽象的生物學概念變得具體，有助于學生更深人地理解、掌握和運用生物學知識

（三）培養學生的生物學探究能力

隨著教育的發展，教育深化改革提出要將高中生物學教學將培養學生探究能力作為核心教學目標，而通過探究性實驗教學活動可以培養他們的探究能力。因此，在課堂教學實踐中，教師可以鼓勵引導學生根據自身對生物學實驗的理解和想法設計合理的實驗方案、進行實驗以及總結實驗結果。這樣不僅可以鍛煉學生的邏輯思維和科學探究能力，還有助于培養他們的自主學習思維和能力。

（四）提升學生的實踐能力和綜合素質

在生物學學習的過程中，學生不僅需要學習各種實驗儀器的使用方法和實驗規范，還要掌握各種生物學知識，這有助于提升他們的動手能力和操作技能。同時，學生通過角色扮演游戲、小組合作和游戲競賽等多種趣味活動共同學習，還可以相互討論、交流與學習，能夠培養團隊合作精神，提高生物學學習效率。這些活動過程都有助于鍛煉學生的實踐能力和綜合素質，對他們未來的學習和發展具有重要意義。

（五）促進跨學科學習與整合

生物學這門學科往往與其他學科如物理和化學等有密切聯系。學生通過整合不同學科的知識，能夠更全面地理解生物學現象和生命過程，有助于形成跨學科知識體系意識和能力，提升自身綜合素養。

二、高中生物學實踐教學優化策略

（一）構建探究式學習環境

在探究式的學習環境中，學生可以根據自己的學習需求等自由地選擇實驗主題進行探究。教師通過鼓勵他們親身體驗和動手操作來獲取知識，激發他們的求知欲和探索欲，從而調動其學習熱情與興趣。在這樣的環境中，需要學生自己去探究和解決問題，這種過程有助于培養他們的自主學習能力和獨立思考能力。此外，在探索過程中，學生不僅需要運用已有的知識和技能，還需要不斷嘗試新的方法和策略，這種過程不僅可以促進他們智力的發展，還能夠鍛煉他們動手實踐、溝通交流、團隊協作以及解決問題等各種能力，從而提升其綜合素養。

教師講授實驗時，應引導學生進行科學探究活動，鼓勵他們主動提出問題、設計實驗并進行數據分析，以激發學生的學習興趣和探索精神。以人教版高中必修1《分子與細胞》第4章探究實踐“植物細胞的吸水和失水”為例，教師向學生提出生活中有關植物吸水和失水的現象，如“將萎蔫的菜葉浸泡在清水中一段時間就會變得硬挺；將菜剁碎并放一些鹽，稍過一會兒就變枯萎；對農作物施肥過多，會造成‘燒苗’現象”，通過羅列這些有趣的現象，可以調動學生的學習熱情，接著就可以提出問題，如：“水分進出植物細胞是靠滲透作用嗎？原生質層是否相當于一層半透膜？”然后組織全班學生進行討論，并鼓勵引導他們自主設計實驗方案并進行驗證。通過構建探究式的學習環境，有助于激發學生的求知欲，從而培養他們的動手實踐能力。

（二）引入生物學實際案例

生物學是一門與實際生活緊密相連的學科，教師通過引入實際案例，能夠讓學生感受到生物學的實用性和趣味性，從而調動學習的積極性。

同時，實際案例不僅有助于學生將抽象的生物學概念與具體的生活現象相結合，更直觀地理解這些概念，還能讓學生將所學的生物學知識應用于解決實際問題，培養他們解決實際問題的能力。此外，教師通過引入生活中的案例分析，還可以更深入地了解學生的學習需求，并根據反饋及時優化教學的策略，從而提高生物學教學的效果。

以必修2《遺傳與進化》第5章第3節“人類遺傳病”為例，教師講授該節內容時，可以通過講解糖尿病、白化病和紅綠色盲等病的遺傳機制，幫助學生更深入地理解基因和遺傳病的關系。再以選擇性必修2《生物學與環境》為例，教師講授第3章和第4章“生物學多樣性”時，可以引導學生通過討論物種滅絕的原因和后果，讓學生意識到保護生物學多樣性的重要性。同時，還可以引入特定地區的生物學多樣性情況，并組織學生討論特定地區的生物學多樣性保護問題，以此來增強他們的環境保護意識。此外，教師還可以在班級里建立自己的生物學案例庫，收集并整理國內外典型的生物學實際案例，并通過在線資源平臺分享給學生，讓學生利用課余的時間進行自主學習和探究，培養學生的自主學習能力。教師通過在高中生物學教學中引人實際案例并鼓勵引導學生研究和學習更多的生物學案例，不僅能夠提高生物學的教學效果，還能夠培養學生的綜合素養。

（三）創新教學方法

教師通過結合學生實際并注重他們的參與和體驗引入實驗、探究性學習、項目式學習等多元化的教學方法和手段，可以激發他們的學習興趣與熱情，更加主動地參與到學習過程中來。教師通過創新的教學方法促進學生對生物學概念的理解，鼓勵他們并將所學知識應用于實際情境中，不僅能夠增強他們解決問題的能力，還可以激發和培養其創新能力。此外，創新的教學方法還關注學生之間的互動和合作學習，在增強課堂的學習氛圍和效果的同時，還能培養學生的團隊合作能力和社會交往能力。

以高中人教版必修1《分子與細胞》第2章“組成細胞的分子”為例，教師教授完該單元的重要內容和知識點后，可以在班級里鼓勵學生進行角色扮演游戲，可以采用抽簽的方式選擇“脂肪”“糖類”“蛋白質”“無機鹽”和“核酸”等主要角色。教師決定好選角后，可以給予他們一定的時間討論交流，發揮想象力和創造力共同構思情節。同時，教師可以鼓勵其他學生根據所學的知識對各種“物質”進行提問，“物質”就要根據學生提出的問題并運用所學知識進行演繹和展示，這樣有助于培養學生解決實際問題的能力。此外，教師還可以將班里的學生分為人數六到八人的學習小組，也可以讓學生自由組合，并讓各小組在課前或課后通過游戲競爭的形式進行搶答并累計一學期的積分，積分最多一個小組可以獲得教師的獎勵和表彰。教師通過結合學生的實際創新教學的方法和方式，不僅能夠打破枯燥乏味的生物學課堂，還可以調動學生學習積極性，培養他們實際解決問題的能力。

（四）培養學生生命觀念

生命觀念是對生物學核心概念、原理和理論的高度概括和抽象理解，它有助于學生將零散的知識點串聯起來，形成系統的知識框架，從而深化他們對生物學知識的理解和記憶。同時，生命觀念是科學素養的重要組成部分，培養生命觀念有助于學生形成科學的思維方式，學會運用科學方法和手段去解決問題，從而提高他們的科學素養和創新能力。此外，通過培養學生生命觀念，還有助于他們認識到保護生態環境的重要性，了解人類活動對生態環境的積極和消極影響，從而樹立起環保意識，增強保護環境的責任感

例如，以高中生物學必修1《分子與細胞》的學習為例，在這一冊書的教學中，教師可以引領學生復習之前所學的細胞膜等細胞器的知識，再根據各細胞器的功能提出相對應的問題，如：“細胞中哪種結構能對物質進出進行控制？該如何控制？”然后鼓勵引導學生通過搶答的方式回答問題并給予一定的獎勵，這樣不僅可以促使他們深入理解生物學知識，還能夠幫助他們建立良好的生命觀念。同時，還可以組織學生參觀生物學實驗室、動物園和植物園等場所，以拓寬學生的視野，讓他們在實踐中加深對生命觀念的理解，增強保護環境的意識。再以高中生物學選擇性必修1《穩態與調節》的學習為例，教師講授該冊書的內容時，可以引導鼓勵學生了解人體內環境的穩態、體液調節、神經調節、人體免疫系統的組成和功能以及應用等內容，促使學生更深入地理解人體內部的構造和重要性，從而樹立尊重生命的意識。教師通過傳授生物學知識并在教學實踐中培養學生的生命觀念，能夠更好地幫助學生理解生物學這門學科。

（五）組織生物學課外活動

課外活動通常涉及課堂之外的生物學知識和現象，如生物學多樣性等。學生通過參加這些活動，可以了解更多有關生物學的知識，從而拓寬自身的知識面和視野。同時，在生物學課外活動中，學生通常需要進行實驗、觀察、記錄等操作，這些活動能夠鍛煉學生的動手能力，提高他們的實驗技能和觀察能力，提高綜合素養。此外，課外活動通常需要團隊合作完成任務。學生在這一過程中需要與他人協作、溝通和交流，提高合作的效率，有助于提升他們的團結合作能力和溝通交流能力。

以人教版高中生物學的學習為例，教師除了組織學生到自然保護區或植物園進行實地考察之外，還可以讓學生觀察生物學群落和生態系統，了解生物學多樣性，采集植物標本，制作標本集，最后將制作的標本在班級進行展示，教師根據學生的創意等給予激勵性的評價并選出優秀作品進行獎勵，這樣有助于學生接觸和親近大自然，還能緩解他們的壓力，從而促進其身心健康發展。教師還可以積極鼓勵學生參加學校和社會組織的實踐活動，如環保志愿者、科普宣傳等活動，幫助了解科學研究的實際意義和價值，增強社會責任感。此外，教師還可以舉辦如生物學科學研究小組、科技創新競賽等富有趣味性的生物學實踐活動，為學生提供更多的實踐機會和探究平臺，以提升他們的實踐探究能力和科學素養。教師根據高中學生的身心發展特點組織生物學課外活動，一定程度上能夠提升他們的科學素養，為他們未來的學習和發展打下堅實基礎。

（六）注重跨學科整合

跨學科整合將生物學科與其他學科如化學、物理和數學等的知識和方法相互融合，不僅能夠為學生打開一個更為廣闊的學習視野，還有助于他們在實驗、調查和研究等各種活動中運用多學科的知識和技能，從而提高實踐能力。在生物學實踐教學中，學生通過跨學科整合，學生可以形成綜合性的思維方式和解決問題的能力，而這種綜合思維能力能夠幫助學生從多個角度和層面進行深入分析和思考，提高自身素質。此外，學生還可以接觸到更多新穎、有趣的研究主題和項目，從而激發他們的探索欲進行探究性學習，提高他們的科學素養。

以人教版高中必修1《分子與細胞》第5章第1節“降低化學反應活化能的酶”為例，教師在進行跨學科融合教學前，先提問學生有關過氧化氫等化學知識，接著將生物學與化學融合教學，讓學生在不看教材實驗步驟的前提下設計實驗來探究不同條件對酶活性的影響，以此來實現跨學科融合教學，培養他們的跨學科能力。再以該章第2節“光合作用與能量轉化”為例，教師在講解光合作用時，可以結合物理學的能量轉化原理進行講解，并組織學生進行討論。教師通過這種跨學科的學習方式進行授課，不僅能促使學生更深刻地理解生物學概念，還能提高他們的綜合分析能力。

（七）借助信息技術手段

信息技術通過使用多媒體課件、動畫演示、視頻資料和虛擬實驗等為學生提供豐富多彩的學習資源和生動形象的教學情境，讓他們在富有趣味性的氛圍中更高效地學習知識。同時，教師可以利用網絡平臺等資源，獲取最新的教學信息和研究成果，了解生物學在各個領域的應用和最新進展，以拓寬學生的學習視野，培養他們的科學素養和創新能力。此外，傳統實驗教學往往受到時間、空間等條件的限制，而信息技術手段的應用可以支持實驗教學，能夠讓學生更加深入地理解實驗原理和方法，從而提升他們的實驗技能和科學探究能力。

以人教版高中生物學的學習為例，教師結合學生的實際情況使用多媒體課件、動畫演示、視頻資料等，不僅能夠將抽象復雜的生物學知識轉化為直觀形象的內容，還可以營造更為輕松愉悅的學習氛圍，提高學生在課堂活動中的參與度。同時，教師可以借助信息技術獲取最新的教學信息和研究成果并將其融入教學中，幫助學生了解生物學在各個領域的應用和最新進展，這樣不僅能夠拓寬學生的學習視野，還可以培養他們的科學素養。此外，在條件允許的情況下，教師還可以通過虛擬實驗室等模擬軟件，讓學生在計算機上進行模擬實驗，以降低實驗成本和提高實驗安全性，提升他們的實驗技能和科學探究能力。

（八）加強教師指導與培訓

經過專業指導和培訓的教師更能根據學生的特點設計出科學的教學活動，從而調動學生學習的積極性。同時，教師應根據學生的學習需求等個性化差異來提供個性化的指導，使每個學生都能在適合自己的節奏下學習，進而提升教學的整體質量。此外，加強教師指導與培訓，還能夠幫助學生養成定期復習、主動學習和獨立思考等良好習慣，為其終身學習和發展打下堅實的基礎。

學校應加強對生物學教師的教學指導，提供有針對性的教學建議和反饋。例如，鼓勵教師通過教學觀摩、教學研討等方式，促進教師之間良好的交流和學習，共同提高教學水平。同時，也要鼓勵教師積極參加培訓、研討會等方式，了解和學習最新的教學理念和方法，優化教學策略。此外，在課堂教學中，除了教師對學生進行全面客觀的評價，并根據學生的實際情況提供有針對性的指導，也要鼓勵學生對教師的教學內容、方法以及策略等方面進行評價與反饋，方便教師根據學生的評價與反饋有針對性地調整，從而提高教學的效果和質量。

三、結論

綜上所述，科學探究素養導向下的高中生物學教學實踐需要構建探究式學習環境、引入實際案例、結合學生實際創新教學方法、培養生命觀念、注重跨學科整合、利用信息技術手段以及加強教師指導與培訓等策略進行優化。通過這些策略的實施，可以全面提升學生的科學探究素養，培養他們的科學思維和實踐能力，為他們未來的學習與發展打下堅實基礎。

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