基于科學(xué)探究思維培養(yǎng)的高中生物實驗教學(xué)研究

摘要：在高中階段，生物作為高考的一門重要參與學(xué)科，對于學(xué)生的個人素質(zhì)提升及價值觀念形成具有不可忽視的作用。尤其是在生物實驗方面，可以多方面培養(yǎng)高中生思考能力、探究能力、創(chuàng)新能力等今后全面發(fā)展的優(yōu)勢所在。文章基于此，旨在研究高中生物實驗的現(xiàn)狀，并分析科學(xué)探究思維對于高中生物實驗的意義，最后給出相應(yīng)的應(yīng)對策略，讓現(xiàn)在的高中生物課堂更加多姿多彩，以達到國家對高中生素質(zhì)培養(yǎng)的目標(biāo)，促進學(xué)生未來的綜合能力發(fā)展。關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；高中生物；實驗教學(xué)；研究策略對于高中各學(xué)科的學(xué)習(xí)，生物相較于其他學(xué)科很大的不同，便是實驗教學(xué)是高中生物課堂需要開展的一大要點。在新課標(biāo)改革的不斷驅(qū)使下，傳統(tǒng)的生物教學(xué)已經(jīng)不足以滿足學(xué)生的需求，教師需要結(jié)合生物學(xué)科本身具有的特點，將生物實驗融入其中，以此來促進學(xué)生的科學(xué)探究思維。因此，高中生物教師需要了解現(xiàn)今實驗教學(xué)的一些不足之處，在不斷更新教學(xué)模式的情況下，讓生物實驗效果達到既定標(biāo)準(zhǔn)，最終能夠整合促進學(xué)生、教師與學(xué)校的均衡進步，取得事半功倍的成效。一、高中生物的實驗教學(xué)現(xiàn)狀（一）實驗活動較少，比例失衡對于目前的高中生而言，生物相對于語數(shù)英而言，分?jǐn)?shù)占比較少。這就造成即使生物也是高考的科目，但學(xué)校在排課時，其在每周所占的課數(shù)比例不那么高。那么，高中生物教師為了在有限的時間里傳授學(xué)生高考考綱里的知識點，便會更加注重將時間使用在課堂教學(xué)上，導(dǎo)致幾乎沒有實驗教學(xué)的活動，出現(xiàn)比例嚴(yán)重失調(diào)的情況。而且，現(xiàn)今高考升學(xué)的壓力對于教師和學(xué)生來說，身上都背負著沉重的擔(dān)子。在這種環(huán)境下，教師在課堂教學(xué)時會盡可能多地將時間花費在教材中內(nèi)容的講解上，騰不出其他的時間進行實驗教學(xué)活動的開展。更有些高中生物教師受到傳統(tǒng)觀念的影響，限制在應(yīng)試教育的理念下，不能正確認識實驗教學(xué)的好處，盲目地對其進行排斥，激發(fā)不了高中生的學(xué)習(xí)興趣。如果教師長期以這種教育模式進行指導(dǎo)，只能阻礙學(xué)生核心素養(yǎng)提升的進程，實現(xiàn)不了教育部門期待的教學(xué)質(zhì)量指標(biāo)。（二）教學(xué)模式單一，缺少生活互動生物是一門需要聆聽與實踐相結(jié)合的科目，而且可能很大程度上，實踐所帶來的效果大于講解。但是，許多教師并不能領(lǐng)會實驗教學(xué)的真正意義，選擇的實驗?zāi)Ｊ揭草^為單一，大多是口頭講解或者僅僅讓學(xué)生進行原理的驗證，不能真正讓學(xué)生參與到實驗的思考、探索與實操中。高中生物教師在進行生物實驗的指導(dǎo)時，要讓學(xué)生擺脫僅停留在“聽實驗、觀察實驗”的學(xué)習(xí)狀態(tài)，注重學(xué)生的參與互動，通過靈活多樣的實驗教學(xué)實現(xiàn)實驗教學(xué)的既定標(biāo)準(zhǔn)。同時，許多生物實驗活動沒有與大自然聯(lián)系起來，導(dǎo)致與學(xué)生生活出現(xiàn)了脫節(jié)的現(xiàn)象。改變學(xué)生僅僅為了高考而聽課的思想是高中生物教師必須解決的一大難點。在高中生物教學(xué)中，單單依靠教材中的實驗內(nèi)容不能引發(fā)高中生的學(xué)習(xí)興趣，教師如果能對其進行延伸、拓展，將其與學(xué)生日常生活事物聯(lián)系起來，會極大地豐富學(xué)生的認知，綜合性地提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。（三）財力支撐少，缺乏基礎(chǔ)設(shè)施制度生物實驗與化學(xué)、物理實驗相同，必須建立在完善健全的基礎(chǔ)設(shè)施上才能展開?？墒牵蠖鄶?shù)學(xué)校的財力支撐有限，教育領(lǐng)導(dǎo)者在傳統(tǒng)觀念的限制下，沒有意識到實驗對于生物的重要性，只對生物進行知識教學(xué)，選擇將更多的資金注入到體育、化學(xué)等設(shè)施儲備上，導(dǎo)致生物實驗出現(xiàn)相關(guān)設(shè)施缺失或者實驗設(shè)備太過陳舊而不能有效開展的情況。對實驗設(shè)施使用制度制訂不完善也是現(xiàn)今很多學(xué)校存在的問題。校方在最初選擇購進一批實驗設(shè)備時，要因地制宜，在有限的財力支持下讓其對學(xué)生起到最大的幫助作用，還要對其使用、維護等采用嚴(yán)格的管理制度，保證資金最大限度上使用正確，設(shè)備達到最長使用年限[1]。學(xué)校、社會等層面要著重注意生物實驗設(shè)施的需求，避免教師在開展實驗教學(xué)活動時，因為硬件的缺失喪失教學(xué)樂趣，教師和學(xué)生都局限在課堂知識的表面認識上，嚴(yán)重干擾了生物實驗活動的正常開展，不能有效發(fā)揮高中生物的最大潛能作用。二、引入科學(xué)探究思維的意義（一）有利于提高學(xué)生的參與興趣高中生物的教材上存在很多晦澀難懂的專有名詞，對于高中生的學(xué)習(xí)可能相對而言會有點枯燥乏味，又因在高中課堂階段講解的生物知識點大多與自然存在極大的關(guān)系，如果單靠口頭描述的話，對于學(xué)生來說太過抽象，不易理解，極大程度上讓學(xué)生喪失了學(xué)習(xí)的興趣。教師在引入科學(xué)探究思維后，能夠讓學(xué)生不僅通過肉眼直接觀察事物的真相，也能從實驗探究中真正了解到現(xiàn)象的產(chǎn)生、形成及發(fā)展。高中生物的實驗教學(xué)能夠幫助學(xué)生更好地領(lǐng)悟課本內(nèi)容，掌握高考考綱知識點，在實踐探究過程中，結(jié)合科學(xué)探究思維，營造一個多姿多彩且自在的課堂氛圍。利用科學(xué)探究思維的利處，教師可以極輕松地在實驗中抓住學(xué)生的眼球，讓學(xué)生積極踴躍地參與到生物實驗中，培養(yǎng)學(xué)生的主動探討性。并且在學(xué)生通過自身的實驗研究得到正確答案的過程中，也能提高學(xué)生學(xué)習(xí)的自信心，從中找到生物探索的價值所在。（二）有利于幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)重難點高中生物教師要明確地知道教材內(nèi)外的知識點大多是復(fù)雜煩瑣的，要掌握的許多生物現(xiàn)象對于高中生來說，只是單純聽課，再死記硬背作用不大，可能會出現(xiàn)即使耗費大量時間卻依然趕不上進度的情況，容易讓學(xué)生出現(xiàn)厭煩、疲憊的心理狀態(tài)。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維，能夠讓學(xué)生在一次次探索實踐中，逐步得出實驗的結(jié)果，繼而能夠總結(jié)出相應(yīng)的結(jié)論，循序漸進地掌握知識要領(lǐng)。高中生物教師要在引入科學(xué)探究思維的基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方式進行改進，融入多樣化的創(chuàng)新實驗活動，從而最大限度上激起學(xué)生的學(xué)習(xí)生物實驗的興趣與技巧。學(xué)生通過多次實驗的不斷摸索、探究、失敗、思考等步驟，便可以依靠自己解決生物課本中一些晦澀難懂的知識點，更好地在腦海中形成一套專屬重難點知識體系，逐步地培養(yǎng)起生物實驗記憶系統(tǒng)，為今后搭建更高效的生物課堂奠定踏實的基礎(chǔ)。（三）有利于學(xué)生的全面素質(zhì)發(fā)展現(xiàn)如今的社會，經(jīng)濟、科技和信息技術(shù)等都在飛速發(fā)展，與之相伴的便是精英人才的缺失。在對人才要求越來越高的前提條件下，使得教育部應(yīng)勢而為，做出相應(yīng)的教學(xué)改革。在高中生物實驗課堂中引入科學(xué)探究思維便是一重大舉措，通過實驗的用腦思考、動手實踐的性質(zhì)，發(fā)揮實驗課極具探究性的特點，確立高中生物教師主導(dǎo)、學(xué)生主體的地位，引發(fā)學(xué)生強烈的好奇心，從而達到塑造學(xué)生探究思維能力培養(yǎng)的目標(biāo)。這一舉措有利于激發(fā)學(xué)生對于日常身邊事物的探索心，落實教育部對于高中生物核心素養(yǎng)建設(shè)的規(guī)劃要求，能夠讓學(xué)生將課堂知識靈活運用到生活實踐當(dāng)中，在實際環(huán)境中解決存在的問題，更好地促進學(xué)生的全面素質(zhì)發(fā)展，發(fā)揮高中生物實驗的優(yōu)勢，以便將來盡可能穩(wěn)定地為社會輸出需要的高質(zhì)量技術(shù)人才。三、在科學(xué)探究思維培養(yǎng)下的高中生物實驗教學(xué)研究策略（一）基于科學(xué)探究思維優(yōu)化生物實驗內(nèi)容在傳統(tǒng)的授課教學(xué)中，高中生物教師大多喜歡按照教材中的內(nèi)容按部就班地進行講解，然后一步一步地對學(xué)生進行實驗指導(dǎo)，限制了學(xué)生的自我思考能力，導(dǎo)致生物實驗開展成果較差，學(xué)生的科學(xué)探究思維能力也不能得到快速提升。因此，高中生物教師在基于科學(xué)探究思維的培養(yǎng)下，要懂得在教導(dǎo)課本知識點的基礎(chǔ)上優(yōu)化實驗教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生拓展更多的生物實驗文化，激發(fā)學(xué)生內(nèi)心的生物探究欲望，給其建設(shè)一個高效、公平、互動性與探究性極強的空間平臺，最終達到落實學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的目的。如：在觀察“洋蔥表皮細胞質(zhì)壁分離以及質(zhì)壁分離復(fù)原”的實驗過程中，教師可以先向?qū)W生講解教材中實驗的原理及步驟，并向其分析易錯點，然后讓學(xué)生進行相應(yīng)的思考，在腦海里搭建一個步驟大綱。接下來，教師在基于科學(xué)探究思維的前提下，帶領(lǐng)學(xué)生前往實驗室做演示性實驗，同時讓學(xué)生在完成基礎(chǔ)實驗的基礎(chǔ)上，深化實驗更多的可能。具體來說，教師可以引導(dǎo)學(xué)生是否可以簡化實驗步驟，更高效率地得出實驗結(jié)論。又或者，讓學(xué)生探討是否可以使用其他溶液代替蔗糖溶液，看最終質(zhì)壁分離現(xiàn)象產(chǎn)生的同異性。類似的，生物教師提出多個問題，引導(dǎo)學(xué)生自主地進行實驗探究，從而摸索出問題的答案，在思考中形成自己的獨立實驗體系。在這一實驗過程中，教師要不斷創(chuàng)新實驗?zāi)Ｊ?，讓學(xué)生在教材實驗內(nèi)容的拓展延伸中潛移默化地培養(yǎng)自身科學(xué)探究思維能力[2]。（二）基于科學(xué)探究思維營造生物實驗情境經(jīng)過社會上許多調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，高中生物課堂教學(xué)成果的呈現(xiàn)會受各方面因素的影響，實驗環(huán)境便是其中非常重要的一個因素，可以引發(fā)學(xué)生的積極踴躍性，便于今后更高效課堂的展開。如果高中生物教師能在基于科學(xué)探究思維培養(yǎng)的前提下，利用身邊環(huán)境事物創(chuàng)設(shè)豐富有趣的教學(xué)情境，便能夠通過一系列舉措為學(xué)生營造出具有創(chuàng)新探究性的生物實驗環(huán)境，保證學(xué)生在實驗教導(dǎo)過程中能夠多方面地進行自我提升。通過這一新型教學(xué)模式，能夠讓學(xué)生規(guī)避一味處在聽實驗的乏味現(xiàn)象，避免學(xué)生長期在這種情境下所產(chǎn)生的依賴感，缺少獨自思考的能力。高中生物教師在進行相關(guān)培養(yǎng)時，要結(jié)合課堂實驗教學(xué)內(nèi)容，因地制宜地為學(xué)生設(shè)計出適合的實驗情境，使學(xué)生能夠在實驗過程中高效地完成教學(xué)目標(biāo)。譬如：在“植物細胞的吸水和失水”實驗學(xué)習(xí)中，生物教師可以利用教學(xué)設(shè)備將其變化的過程多以媒體化的形象展現(xiàn)出來。之后，教師可以給定一些生活中涉及的洋蔥表皮有關(guān)細胞的情境讓學(xué)生進行思考、探究，如：液泡的大小是否有變化？顏色有沒有發(fā)生改變？這一過程是物理變化還是化學(xué)變化？清水和蔗糖溶液或者其他溶液的作用影響是什么？大致類似的情況下，教師不斷地給定對應(yīng)的情境，讓學(xué)生進行針對性的探索，開發(fā)出學(xué)生的實驗探究想法，讓其在穩(wěn)步掌握實驗的方式中，悄無聲息地提升自身的科學(xué)探究邏輯思考能力。（三）基于科學(xué)探究思維舉辦生物實驗探討不可否認，固然高中生物教師在教學(xué)上發(fā)揮著極大的作用，但很多時候教師不能時時陪伴在學(xué)生身邊，這時同學(xué)之間互幫互助的好處便深刻地體現(xiàn)出來了?，F(xiàn)今的教育模式下，開展小組互動活動是進行高效教學(xué)的一大有效方法，高中生物教師有效運用此手段到實驗教學(xué)當(dāng)中，可以很大程度上發(fā)揮團隊的合作作用。教師和學(xué)生都要意識到，生物實驗不是一項簡單的進程，有時具有諸多的步驟，包括在材料的選擇、實驗的設(shè)計等，那么在有限的時間里僅依靠一個人是完成不了的。這種情況下，教師要根據(jù)實驗性質(zhì)及內(nèi)容將全班有條理地劃分成小組，讓學(xué)生在小組探討中知道自身知識點的欠缺，與同學(xué)在合作規(guī)劃中碰撞出知識的火花。例如：在《DNA是主要的遺傳物質(zhì)》這一章節(jié)內(nèi)容中，教師可以讓小組學(xué)生分配好各自的任務(wù)，有規(guī)律地對DNA的本質(zhì)、DNA的結(jié)構(gòu)構(gòu)成成分等進行觀察、摸索，最終得出可靠的結(jié)論。在這一小組合作中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下有目的地對問題進行研究，處于一個輕松自在的環(huán)境中，能夠最大限度地發(fā)揮出個人的優(yōu)勢，以便使小組活動高效開展。同時，學(xué)生之間可能會因為意見不同而展開更多的探討，打破個人盲目追逐問題答案的局限性。長此以往，學(xué)生能夠設(shè)身處地考慮問題的全面性，達到科學(xué)探究思維素養(yǎng)的培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)。（四）基于科學(xué)探究思維設(shè)計生物實驗評價在傳統(tǒng)的高中生物實驗評價中，很多學(xué)校只是簡單地對學(xué)生實驗結(jié)果進行評價，限制了實驗成績的評價標(biāo)準(zhǔn)，在學(xué)生的綜合發(fā)展上欠缺一定的考慮。在新課改的前提條件下，教育部門需要更加注重學(xué)生的全面素質(zhì)發(fā)展，長遠的能力提升。因此，在基于科學(xué)探究思維培養(yǎng)的模式條件下，高中生物教師要跳出傳統(tǒng)思維的舒適圈，對最終成績標(biāo)準(zhǔn)的判定進行改良[3]。具體來說，教師可以從學(xué)生在實驗過程觀察的細心程度、是否具有獨立思考完成的能力、對實驗結(jié)果進行歸納總結(jié)的能力等多方面入手，讓學(xué)生得到的實驗評價更加公正、全面，激發(fā)起學(xué)生的求知欲望及實驗探究熱情。舉個例子，在“能量之源——光與光合作用”的實驗探究過程中，教師要時刻觀察學(xué)生的進展及探討情況，了解學(xué)生對于綠葉中色素的提取和分離的掌握能力，避免個別同學(xué)出現(xiàn)渾水摸魚拿高分的情況。教師還可在實驗結(jié)束后采用抽樣的方式對學(xué)生進行提問，考查學(xué)生對于實驗的總結(jié)歸納水平，更加客觀地給出學(xué)生的實驗評價。特別注意的是，教師要考慮到學(xué)生接受能力的不同，不能單純地依靠實驗完成程度給出成績，造成學(xué)生學(xué)習(xí)的不自信，繼而產(chǎn)生退卻排斥的心理。高中生物教師要