基于科學(xué)探究的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

張四維

【內(nèi)容摘要】高中的生物課程是一門依托實(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果作為證據(jù)的學(xué)科，需要學(xué)生飽含熱情地參與其中，同時(shí)以科學(xué)探究為實(shí)驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，營造出愉悅且不失約束的氣氛，讓學(xué)生輕松地完成各類實(shí)驗(yàn)，對當(dāng)中原理做到極大程度的掌握，將學(xué)生潛在的能力進(jìn)行切實(shí)有效的釋放，使之思維能力也得到相應(yīng)的拓展。在新時(shí)期下，教師秉承著先進(jìn)的理念，基于科學(xué)探究，對實(shí)驗(yàn)教學(xué)做到有針對性地改革，讓學(xué)生在小組配合中對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行深入的探究，可將新舊知識(shí)結(jié)合去解決所遇的多個(gè)問題，在掌握知識(shí)內(nèi)涵的同時(shí)也將其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ψ龅藉憻?，?gòu)建出以科學(xué)探究為基礎(chǔ)的高效課堂。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)探究高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

在生物教學(xué)中，各知識(shí)點(diǎn)之間有著潛在的聯(lián)系，而且因其具有不同程度的抽象性，故應(yīng)借助實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)自然現(xiàn)象，展現(xiàn)其中原理，使學(xué)生吃透所學(xué)的內(nèi)容，也能夠在實(shí)驗(yàn)中感受到不同的樂趣，燃起參與熱情并希望接觸更多實(shí)驗(yàn)來滿足自身的求知欲望。面對這種情況，教師帶著前瞻性思維，基于科學(xué)探究來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化，設(shè)計(jì)新穎的實(shí)踐活動(dòng)，配以豐富的教學(xué)資源將學(xué)生所應(yīng)具有的科學(xué)素養(yǎng)做到極大程度的提升，同時(shí)巧用多樣化的情境，讓學(xué)生看到周身與生物學(xué)相關(guān)的現(xiàn)象，能夠從生物學(xué)角度進(jìn)行分析，得到所需的答案，樹立起探究與求實(shí)的精神，在科學(xué)的方法下將不同的問題解決。

一、豐富教學(xué)資源，強(qiáng)化科學(xué)素養(yǎng)

1.解讀經(jīng)典實(shí)驗(yàn)

在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，應(yīng)深挖課本教材的內(nèi)涵，對經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)做到細(xì)致化的解讀，讓學(xué)生形成科學(xué)精神，故教師通過互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢在多媒體等設(shè)備中展現(xiàn)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的研究背景，解讀研究的過程、實(shí)驗(yàn)步驟及結(jié)果。該過程中，學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性，也意識(shí)到實(shí)事求是的重要價(jià)值，使之開始模仿并形成科學(xué)意識(shí)來規(guī)范自身的操作。例如，在解讀核酸的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，需要展現(xiàn)其在遺傳中的作用，教師可在多媒體等設(shè)備中將實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行分解，詳細(xì)的解讀每一部分操作，同時(shí)配以圖文或視頻的方式讓學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)中的變化。又例如，在進(jìn)行雙球菌的轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，根據(jù)自身的能力對當(dāng)中的不足做到彌補(bǔ)，使之帶著自信去質(zhì)疑，繼而形成科學(xué)探究的精神。教師可進(jìn)行靈活的點(diǎn)撥，將實(shí)驗(yàn)的研究背景傳遞給學(xué)生，同時(shí)巧用故事來燃起其操作熱情，能夠依托科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)思路來進(jìn)行后續(xù)的研究，使學(xué)生很輕松地接受到科學(xué)的教育，緩解以往的倦怠情緒而“樂學(xué)”，更是將其科學(xué)素養(yǎng)做到極大程度的提升。

2.融入實(shí)驗(yàn)案例

在新時(shí)期下，教師在授課環(huán)節(jié)有意傳遞科學(xué)探究的精神，使學(xué)生看到每一個(gè)生物知識(shí)均是在不斷地嘗試下獲得，繼而讓其正視自身的不足并開始進(jìn)步，做到全方位的成長。例如，在豌豆雜交的實(shí)驗(yàn)中，教師可通過故事的方式讓學(xué)生走入當(dāng)中情境，去感受孟德爾的實(shí)驗(yàn)精神，也體味到實(shí)驗(yàn)的效用，同時(shí)看到孟德爾為了一個(gè)實(shí)驗(yàn)可以投入巨大的精力，以此來觀察豌豆在各階段的成長情況，歷時(shí)幾年才尋找到當(dāng)中規(guī)律。這些極為經(jīng)典的案例，可使學(xué)生切實(shí)有效的培養(yǎng)所應(yīng)具有的科學(xué)精神，釋放其科學(xué)思維，使之在模仿的過程中感受實(shí)驗(yàn)的樂趣，找到生物知識(shí)的來源，構(gòu)建極具科學(xué)探究意味的新型課堂。

二、設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)，打開思維空間

高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著極強(qiáng)的靈活性，同時(shí)也彰顯出實(shí)踐性，可讓學(xué)生帶著好奇去動(dòng)手操作，將思維做到快速運(yùn)轉(zhuǎn)，切實(shí)有效的吃透書本內(nèi)容，極大程度的提升其原有的實(shí)踐能力。為此，教師基于科學(xué)探究有針對性地對以往的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革，在拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的同時(shí)也能激發(fā)學(xué)生潛在的探究熱情，使之手腦結(jié)合將新舊知識(shí)運(yùn)用于各類實(shí)驗(yàn)，形成探究的精神并伴隨其終身。例如，在解讀細(xì)胞的吸水性時(shí)，需將滲透的原理進(jìn)行展現(xiàn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行假設(shè)，給實(shí)驗(yàn)帶來動(dòng)力，繼而通過動(dòng)手操作去驗(yàn)證腦中的想法，感受到操作的嚴(yán)謹(jǐn)，也體驗(yàn)到當(dāng)中的樂趣，更帶著生物角度去看待周身的一些現(xiàn)象，用科學(xué)的方式進(jìn)行準(zhǔn)確的解釋。首先，教師做了一個(gè)簡單的演示實(shí)驗(yàn)，成功點(diǎn)燃了學(xué)生的好奇心，通過多角度的點(diǎn)撥讓其逐層邁進(jìn)，故給出討論主題“這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以簡化一下嗎，如果能簡化，我們該怎么做？”。學(xué)生會(huì)將新舊知識(shí)做到結(jié)合，對實(shí)驗(yàn)原理進(jìn)行相應(yīng)的分析，繼而萌生表達(dá)的欲望。其次，教師鼓勵(lì)學(xué)生通過動(dòng)手來展現(xiàn)腦中想法，學(xué)生將蓋玻片掀開并滴入所需的蔗糖溶液，如此操作可省略之前的吸水紙吸引這一步驟，提升實(shí)驗(yàn)的效率，也減少對顯微鏡的污染，保護(hù)實(shí)驗(yàn)器材。與此同時(shí)，學(xué)生也會(huì)對簡化后的實(shí)驗(yàn)成果有所考慮，故通過多次實(shí)驗(yàn)與對比來驗(yàn)證簡化后的操作并不會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)效果的精準(zhǔn)性，使之產(chǎn)生不同程度的成就感，樂于對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新，給其個(gè)性特點(diǎn)的釋放及發(fā)展帶來較大的空間。最后，教師轉(zhuǎn)換點(diǎn)撥角度，鼓勵(lì)學(xué)生去尋找“能夠替代蔗糖溶液的其他試劑”，使學(xué)生有信心去進(jìn)行后續(xù)的探索，能夠?qū)⒃噭┨攸c(diǎn)、實(shí)驗(yàn)原理等內(nèi)容進(jìn)行鞏固。學(xué)生會(huì)根據(jù)蔗糖黏液所具有的黏性來尋找與之特點(diǎn)相同的試劑，考慮到較強(qiáng)的黏性易給顯微鏡帶來污染，故從多種試劑中挑選出KNO3，不僅能替代蔗糖黏液，還可以直接省略給植物細(xì)胞滴加清水這一步驟，繼而保證了質(zhì)壁分離后的復(fù)原效果，使學(xué)生探究能力得到切實(shí)有效的提升。除此之外，在進(jìn)行與有絲分裂相關(guān)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師并未進(jìn)行傳統(tǒng)的講解，而是鼓勵(lì)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)做到改進(jìn)，將實(shí)驗(yàn)中所需的2～3mm的根尖長度做到調(diào)整，改為剪取1cm，便于后續(xù)的漂洗，解決以往易碎的問題，但會(huì)在制片時(shí)截取2～3mm的根尖分區(qū)。在該模式下，教師將以往的實(shí)驗(yàn)做到拓展，由學(xué)生來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新，可通過嘗試保證實(shí)驗(yàn)成果的精準(zhǔn)性。

三、巧用問題情境，形成探究精神

1.設(shè)計(jì)問題串，點(diǎn)燃好奇心

在高中生物課堂中，教師總攬全局，極大程度的挖掘各單元的授課目標(biāo)間的潛在關(guān)聯(lián)，展現(xiàn)出邏輯性，繼而設(shè)計(jì)出與學(xué)生能力相契合的問題串，將其好奇心做到相應(yīng)的釋放并轉(zhuǎn)換為求知的欲望，飽含熱情的參與后續(xù)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。例如，在解讀制備細(xì)胞膜的方法時(shí)，可拋出多個(gè)有一定聯(lián)系的問題串：①是否可以直接觀察到細(xì)胞膜？②它是由什么組成的？③細(xì)胞膜的功能是什么呢？待學(xué)生開始進(jìn)行探究并產(chǎn)生問題意識(shí)時(shí)，教師并沒有直接給出所需的答案，而是通過生活實(shí)例及實(shí)驗(yàn)來完成解答，學(xué)生會(huì)從中看到細(xì)胞膜所包含的成分，無需死記便可完成牢固的記憶。與此同時(shí)，教師可輕松將學(xué)科思想做到相應(yīng)的滲透，例如，結(jié)構(gòu)與功能之間的適應(yīng)性，讓學(xué)生感悟到“邊界”并不只是空間上的，還可能會(huì)有特定的功能，才可讓整個(gè)系統(tǒng)可以有效地運(yùn)轉(zhuǎn)，繼而認(rèn)識(shí)到生物結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)與內(nèi)涵。在逐層遞進(jìn)的問題串中，學(xué)生通過探究感受到各知識(shí)點(diǎn)之間的潛在聯(lián)系，帶著好奇“一探到底”，能夠完成自學(xué)成效的檢驗(yàn)，也構(gòu)建出飽含探究品質(zhì)的新穎課堂。

2.借助問題串，燃起主動(dòng)性

在進(jìn)行問題串的設(shè)計(jì)時(shí)，教師秉承著先進(jìn)的理念對問題串做到相應(yīng)的創(chuàng)新，使之給學(xué)生帶來極強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)力，繼而走入深度思考的境界，模仿科學(xué)家并體味生物實(shí)驗(yàn)的魅力，將其思維帶領(lǐng)至一定的深度。例如，在解讀植物細(xì)胞的失水性時(shí)，教師借助問題串來傳遞書本內(nèi)容，①通過臨時(shí)裝片的觀察，你們看到了什么？②如果遇到無顏色的細(xì)胞，該怎么觀察它的吸水和失水性？③除外表皮細(xì)胞之外，還有誰會(huì)擁有這些特性？學(xué)生面對這些問題不再局限于書本內(nèi)容或之前所學(xué)的實(shí)驗(yàn)，而是將實(shí)驗(yàn)過程、物品等進(jìn)行更換，以此來驗(yàn)證自身的想法并找到答案。部分學(xué)生會(huì)選用白菜葉來進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)，將失水的特點(diǎn)做到相應(yīng)的掌握，與細(xì)胞的吸水性結(jié)合，尋找到當(dāng)中的關(guān)聯(lián)，能夠站在生物學(xué)的角度去解釋一些現(xiàn)象。該模式下，學(xué)生走出以往的思維禁錮，借助實(shí)驗(yàn)來夯實(shí)基礎(chǔ)，燃起主動(dòng)性，也將其科學(xué)探究的精神做到切實(shí)有效的培養(yǎng)。

四、優(yōu)化授課模式，關(guān)注探究過程

1.傳遞探究方法

教師應(yīng)通過多元化的點(diǎn)撥讓學(xué)生能夠看到多種不同的探究方法，繼而尋找到與自身喜好及能力相契合的方式，故教師開始傳遞探究方法，讓學(xué)生參與探究的過程，由以往死記的被動(dòng)位置做到相應(yīng)的轉(zhuǎn)換，走入“樂學(xué)”的主體位置。例如，在進(jìn)行葉綠體的觀察實(shí)驗(yàn)之前，教師鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)書本內(nèi)容去想“要觀察什么？”，“如何對胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象進(jìn)行加強(qiáng)”等，使之帶著目的去完成后續(xù)的操作，不會(huì)呈現(xiàn)出盲目性。學(xué)生會(huì)在大方向的指引下進(jìn)行細(xì)致化的觀察，繼而開始探究，圍繞著生物知識(shí)點(diǎn)來探究，將其原有的觀察能力做到切實(shí)有效的提升，也會(huì)使之在實(shí)驗(yàn)中將心中疑問解答，萌生成就感，迫切地希望在課堂或?qū)嶒?yàn)中接觸更多的生物知識(shí)，也可帶著生物眼光去探究，懂得先找準(zhǔn)方向，再選擇辦法，通過實(shí)驗(yàn)與對比得到所需的答案，轉(zhuǎn)換其科學(xué)探究的態(tài)度。

2.訓(xùn)練探究能力

小組合作模式可將學(xué)生所具有的智慧做到有效的匯集，使之在合作中表達(dá)出心中所想，那么多條思路會(huì)相互碰撞，繼而萌生出創(chuàng)新的意識(shí)，再將新舊知識(shí)結(jié)合去進(jìn)行驗(yàn)證，使之綜合能力得到極大程度的鍛煉。在合作中，學(xué)生原有的視野被拓展，可有效降低學(xué)習(xí)難度，在自由且不失規(guī)范的交流環(huán)境中使其科學(xué)探究的能力隨之強(qiáng)化，也感受到生物規(guī)律。例如，在探究影響植物染色體數(shù)量的因素時(shí)，教師將學(xué)生分成4～6人的小組，秉承著“組內(nèi)異構(gòu)”的先進(jìn)原則，讓各層次能力范圍的學(xué)生進(jìn)行打散，同時(shí)注意“組間同構(gòu)”，將小組合作的效用做到極大程度地發(fā)揮。教師讓小組進(jìn)行根尖分生區(qū)的觀察，再討論“分生區(qū)的分裂有什么特點(diǎn)，是減數(shù)分裂？”，使小組開始探究，部分組員認(rèn)為并不是減數(shù)分裂，各組員便通過實(shí)驗(yàn)與探究來驗(yàn)證這一說法，掌握有絲分裂的特點(diǎn)，同時(shí)發(fā)現(xiàn)生殖細(xì)胞會(huì)進(jìn)行減數(shù)分裂。在該方式下，學(xué)生能夠吃透生物概念，在對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析時(shí)會(huì)理清思路，使最終的結(jié)論彰顯出準(zhǔn)確性。

結(jié)語

高中生物的探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜥尫懦鰧W(xué)生潛在的創(chuàng)新意識(shí)，使之在參與中將創(chuàng)新能力做到不同程度的提高，故教師開始在科學(xué)探究的基礎(chǔ)上通過多種不同手段激發(fā)出學(xué)生的積極性，使之萌生主動(dòng)性，樂于動(dòng)手操作，讓其在自由的想象中做到獨(dú)立性的思考，能夠收到意想不到的成效。為此，教師以科學(xué)探究為主線，對高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行有針對性的改革，增加實(shí)驗(yàn)所應(yīng)具有的探究性，同時(shí)對概念學(xué)習(xí)做到相應(yīng)的改變，讓學(xué)生“樂學(xué)”而積極參與，將其技術(shù)、情感與個(gè)人價(jià)值等做好權(quán)衡，實(shí)現(xiàn)全方位的成長。

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（作者單位：江蘇省丹陽高級(jí)中學(xué)）