如何利用高中生物實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生探究能力

張煜

在新課改的背景下，學(xué)生素養(yǎng)的培養(yǎng)變得更加重要。對(duì)高中學(xué)生而言，要想在未來成為生物專業(yè)人才，不僅要具備扎實(shí)的生物知識(shí)，還要具備高超的實(shí)驗(yàn)水平以及優(yōu)秀的探究能力，只有這樣，才能更好地促進(jìn)自身發(fā)展，更好地應(yīng)對(duì)社會(huì)的發(fā)展和變化。高中生物教師需提起對(duì)改革的重視，積極改善生物教學(xué)工作，通過多元化的手段開展生物實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生探究能力的不斷提升。這樣不僅能促使高中生獲得全方位發(fā)展，也能推動(dòng)教育改革的進(jìn)程。

在社會(huì)的發(fā)展中，高素質(zhì)人才的需求量越來越大。生物作為一門科學(xué)性極強(qiáng)的課程，對(duì)學(xué)生的探究能力的要求很高。本文將以生物實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，對(duì)學(xué)生的探究能力培養(yǎng)方法作出相應(yīng)的探究。

一、高中生物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

在高中階段的教學(xué)中，生物是一門十分重要的學(xué)科。該學(xué)科主要研究生命現(xiàn)象，以及分析生物的活動(dòng)規(guī)律。該學(xué)科不僅具有一定的抽象性，也具有較高的科學(xué)性與邏輯性。要想取得預(yù)期的學(xué)習(xí)成果，學(xué)生往往需具備較高的探究能力。特別是在生物實(shí)驗(yàn)中，只有具備探究能力與操作能力，才能切實(shí)地提高掌握程度。

傳統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)課往往更加注重學(xué)生的理論知識(shí)，以及實(shí)驗(yàn)的完成效果，而忽視了對(duì)學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。這樣不僅不利于學(xué)生素養(yǎng)的全面提高，也不利于提升學(xué)生生物學(xué)習(xí)水平。針對(duì)這種現(xiàn)狀，生物教師需提起重視，并制訂科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀。

二、培養(yǎng)探究能力的重要性

（一）促進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展

生物學(xué)科具有很強(qiáng)的科學(xué)性，不僅需要學(xué)生具備扎實(shí)的理論知識(shí)，也需要學(xué)生具備強(qiáng)大的邏輯思維與探究能力。在生物課的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要在講解理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的探究能力的訓(xùn)練，在此基礎(chǔ)上，促使學(xué)生的生物素養(yǎng)持續(xù)發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)學(xué)生生物成績(jī)的提高。

（二）促進(jìn)綜合能力提升

學(xué)生在成長(zhǎng)與發(fā)展中，只有具備優(yōu)秀的綜合能力，才能取得長(zhǎng)久的發(fā)展，才能在社會(huì)變化中提高適應(yīng)力。其中，探究能力作為一種重要的素養(yǎng)，對(duì)學(xué)生未來的進(jìn)步有著重大影響。只有結(jié)合生物學(xué)科的特點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的要求，對(duì)學(xué)生進(jìn)行探究能力的培養(yǎng)，以及探究精神的滲透，才能在潛移默化中鍛煉學(xué)生的綜合能力。

（三）提高生物綜合水平

在生物學(xué)科中，理論知識(shí)是其中的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)操作是其中的關(guān)鍵構(gòu)成部分。學(xué)生要想提高實(shí)驗(yàn)操作水平，就要具備較好的探究能力。在一定程度上，探究能力與實(shí)驗(yàn)水平，能起到互相促進(jìn)的作用。因此，增強(qiáng)探究能力能全面提高學(xué)生的綜合水平。

（四）貫徹新課改的要求

新課改的提出使學(xué)生的素養(yǎng)發(fā)展備受重視。生物教師需積極響應(yīng)教育號(hào)召，做好生物教學(xué)的改革，結(jié)合實(shí)際教學(xué)情況，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，從而推進(jìn)新課改素質(zhì)教育的進(jìn)程，真正推動(dòng)學(xué)生更好地發(fā)展。

三、生物實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)探究能力的方法

（一）營(yíng)造生物實(shí)驗(yàn)氛圍，激發(fā)學(xué)生探究能力

生物教師要善于借助教學(xué)氛圍，提升學(xué)生的生物興趣，為后續(xù)的能力培養(yǎng)打下基礎(chǔ)，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際需求與興趣愛好等營(yíng)造實(shí)驗(yàn)條件，取得較好的實(shí)驗(yàn)效果以及能力激發(fā)效果。

例如，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)“細(xì)胞”相關(guān)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生需認(rèn)識(shí)什么是“細(xì)胞”，并對(duì)生命結(jié)構(gòu)的層次形成正確的認(rèn)知，同時(shí)，學(xué)會(huì)用顯微鏡觀察細(xì)胞，這也是一項(xiàng)基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)要求。教師可以采用個(gè)性化的教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)欲望以及探究能力。例如，教師可以依據(jù)學(xué)生的興趣愛好進(jìn)行個(gè)性化教學(xué)，主動(dòng)向?qū)W生詢問“喜歡的植物”或“喜歡的花卉”，并以此作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，提取細(xì)胞，以便于后續(xù)的研究與分析，通過這樣的方式，為學(xué)生營(yíng)造良好的生物實(shí)驗(yàn)氛圍，激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情以及探究的欲望與能力。

學(xué)生在面對(duì)自己喜歡的實(shí)驗(yàn)對(duì)象時(shí)，往往會(huì)產(chǎn)生更多的實(shí)驗(yàn)問題，并對(duì)此進(jìn)一步探究。在學(xué)生的交流與探討中，在不同實(shí)驗(yàn)對(duì)象的比較與分析中，學(xué)生也能形成更深刻的探究意識(shí)，從而進(jìn)一步推動(dòng)探究能力的提升。長(zhǎng)此以往，學(xué)生的探究欲望和能力能獲得良好的培養(yǎng)。

（二）設(shè)置層層遞進(jìn)的問題，提高學(xué)生的探究能力

在設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以設(shè)置層層遞進(jìn)的問題，對(duì)學(xué)生進(jìn)行循序漸進(jìn)的引導(dǎo)，讓學(xué)生通過反復(fù)思考與推理，反復(fù)實(shí)驗(yàn)與分析總結(jié)，達(dá)到鍛煉探究能力的目的。例如，在學(xué)習(xí)“細(xì)胞呼吸”的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，學(xué)生需了解生物的“有氧呼吸”和“無氧呼吸”的知識(shí)點(diǎn)。在設(shè)計(jì)這部分實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，教師可以設(shè)置幾個(gè)問題：如何控制有氧條件;如何控制無氧條件;如何判斷二氧化碳的產(chǎn)生與否;如何判斷其產(chǎn)生量是多少。在一步一步的問題引導(dǎo)下，學(xué)生學(xué)會(huì)利用與分析現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，從而達(dá)到預(yù)期的實(shí)驗(yàn)效果。在此過程中，學(xué)生能更好地掌握方法與過程，更好地總結(jié)實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)與規(guī)律，從而形成對(duì)該學(xué)科的深次層認(rèn)知。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能提高的同時(shí)，探究能力也得到鍛煉與提高，從而促使生物科學(xué)素養(yǎng)的不斷提升。

（三）創(chuàng)新設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)案例，提升學(xué)生探究能力

在生物教材中，一些經(jīng)典案例雖然可以取得很好的教學(xué)成果，但較難滿足學(xué)生日益增長(zhǎng)的需求。教師只有結(jié)合時(shí)代的變化，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)案例的創(chuàng)新，才能切實(shí)推動(dòng)學(xué)生的能力發(fā)展。結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)的原理、操作與實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，是重要的能力培養(yǎng)手段。例如，在“酵母菌的細(xì)胞呼吸”相關(guān)內(nèi)容中，教師可通過“試劑”與“器材”的創(chuàng)新，提升學(xué)生的探究能力。比如，在試劑方面，可以選擇磷酸緩沖液代替氫氧化鈉，目的是方便學(xué)生的觀察，同時(shí)獲得更穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。創(chuàng)新案例以及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件更加便于學(xué)生的觀察與思考，從而讓學(xué)生的探究能力得到提升。

（四）貼近學(xué)生實(shí)際生活，提高課外實(shí)驗(yàn)探究能力

在課堂的授課中，短短的45分鐘往往很難滿足學(xué)生的探究需求。因此，教師需借助課外實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的探究能力，選擇一些貼近生活的實(shí)驗(yàn)素材，提高生物學(xué)科的現(xiàn)實(shí)意義，進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐運(yùn)用和探究能力。

例如，在“細(xì)胞大小”以及“物質(zhì)運(yùn)輸關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，教師可以利用生活中常見的“食醋”與“涼粉”，替換“NaOH”以及“瓊脂”，在提高安全性與環(huán)保性的同時(shí)，促使學(xué)生探究素養(yǎng)的提高。

（五）做好生物實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生探究能力

生物實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生具有較高的嚴(yán)謹(jǐn)性，并且具備相應(yīng)的思維能力。因此，在對(duì)學(xué)生實(shí)施教育的時(shí)候，教師要做好實(shí)驗(yàn)方法的引導(dǎo)。只有學(xué)生掌握良好的實(shí)驗(yàn)方法，才能獲得實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的成功，才能獲得探究能力的培養(yǎng)。在實(shí)驗(yàn)開始前，教師要引導(dǎo)學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)步驟，了解相關(guān)的生物實(shí)驗(yàn)知識(shí)。通過理論與實(shí)驗(yàn)結(jié)合，不僅可以夯實(shí)學(xué)生的生物基礎(chǔ)，也能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、分析問題的能力以及探究能力。

就具體而言，教師需從三個(gè)方面對(duì)學(xué)生實(shí)施引導(dǎo)，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。一方面，在實(shí)驗(yàn)開始前，教師要引導(dǎo)學(xué)生做好充分的準(zhǔn)備工作。學(xué)生不僅需要熟知注意事項(xiàng)，也要提高對(duì)實(shí)驗(yàn)的重視度，及時(shí)做好相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄。同時(shí)，學(xué)生需深刻理解實(shí)驗(yàn)的目的，以及實(shí)驗(yàn)步驟中的一些要點(diǎn)。只有全面做好準(zhǔn)備工作，才能為后續(xù)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)打好基礎(chǔ)，才能提升實(shí)驗(yàn)的順利性與有效性。結(jié)合實(shí)驗(yàn)要求和目的，學(xué)生需自主實(shí)施操作，自主掌控實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。在充足的準(zhǔn)備工作中，學(xué)生在深度參與中，不僅能降低實(shí)驗(yàn)失誤的概率，也能提升結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，學(xué)生在分析與思考的過程中，也能獲得探究意識(shí)的開發(fā)，獲得相應(yīng)的能力培養(yǎng)。另一方面，在實(shí)驗(yàn)的過程中，教師要加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的關(guān)注，提高學(xué)生操作的規(guī)范性，提升實(shí)驗(yàn)器材的使用效果。只有嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進(jìn)行操作，才能進(jìn)一步保障實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精準(zhǔn)性，進(jìn)而避免學(xué)生受到錯(cuò)誤結(jié)果的影響。同時(shí)，學(xué)生在動(dòng)手操作的過程中，一旦出現(xiàn)一些預(yù)料外的問題，就要立刻解決，以免干擾后續(xù)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。對(duì)實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)，更要認(rèn)真做好記錄，并且實(shí)施相應(yīng)的歸納與整理，進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析與研究，以便于為實(shí)驗(yàn)報(bào)告提供理論指導(dǎo)，以及提供更加有效的數(shù)據(jù)支持。

除此以外，在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，要強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。只有強(qiáng)化對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果分析，才能促使學(xué)生思維發(fā)散，促使其探究能力提升。例如，教師可以給予學(xué)生一定程度的引導(dǎo)，為學(xué)生提供一些方向性的思路。比如，“實(shí)驗(yàn)過程中，為什么會(huì)出現(xiàn)這種現(xiàn)象，或出現(xiàn)這種問題”，以及“當(dāng)前的實(shí)驗(yàn)方式，是否適合這個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，是否能滿足實(shí)驗(yàn)的需求，是否能達(dá)到實(shí)驗(yàn)的目的”。當(dāng)學(xué)生進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)結(jié)果的研究時(shí)，帶著這些問題進(jìn)行思考，能達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。學(xué)生在探索與研究的過程里，不僅能促使邏輯思維能力得到提高，也能提高分析能力以及探究能力。也就是說，借助生物實(shí)驗(yàn)，依托問題指導(dǎo)，不僅能提升學(xué)生的生物水平，也能提升理論知識(shí)的運(yùn)用能力，以及培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

（六）培養(yǎng)學(xué)生的探究興趣，提高學(xué)生的探究能力

在生物教學(xué)工作中，教師需認(rèn)識(shí)到興趣的重要性，并且致力于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興致。只有提高學(xué)生的興致，才能提高學(xué)生探究的動(dòng)力，才能調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的積極性，從而進(jìn)一步提高探究能力。通常情況下，教師可以使用學(xué)科滲透的方式，提升生物實(shí)驗(yàn)的樂趣，以便更好地調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情，增強(qiáng)學(xué)生的探究欲望。例如，在學(xué)習(xí)“土壤微生物”以及“分解作用”的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，可以通過其他學(xué)科的滲透教學(xué)，增強(qiáng)學(xué)生的探究熱情。比如，在語文課程中，有一句著名的古詩(shī)詞“落紅不是無情物”。如果從生物學(xué)的角度來講，為什么“落紅”不是“無情物”？古詩(shī)詞“化作春泥更護(hù)花”這句話，從生物學(xué)的角度分析，為什么它能“更護(hù)花”？“化作春泥”有哪些方式？當(dāng)學(xué)生的探究積極性高漲時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展生物實(shí)驗(yàn)，以“‘落紅’的魅力”為基礎(chǔ)，進(jìn)行“分解作用”相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，以便探究“土壤微生物”的秘密。這樣的生物實(shí)驗(yàn)方式，往往可以有效調(diào)動(dòng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)熱情，進(jìn)而提高學(xué)生的探究能力。

（七）設(shè)置生物問題情境，提升學(xué)生探究能力

在生物教學(xué)中，教師要設(shè)置生物問題情境，以便提升學(xué)生的探究能力。通常情況下，教師可以使用“問題串”的形式，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，提升其探究的能力。學(xué)生在一些問題的驅(qū)動(dòng)下，往往可以主動(dòng)地進(jìn)行深入思考，進(jìn)而達(dá)到相應(yīng)的學(xué)習(xí)效果。生物教師要利用相關(guān)的邏輯結(jié)構(gòu)，為學(xué)生設(shè)計(jì)一些“問題串”，并提升問題的關(guān)聯(lián)性，借助“問題串”這一載體，貫穿各個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，可以顯著提高生物課堂質(zhì)量。教師在設(shè)計(jì)一些教學(xué)的目標(biāo)時(shí)，可以提高目標(biāo)內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性，立足于學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平，激發(fā)學(xué)生的探究潛能。當(dāng)好奇心被調(diào)動(dòng)、求知欲被激發(fā)后，學(xué)生往往可以形成更加濃厚的生物興趣，得到更加強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。例如，在學(xué)生學(xué)習(xí)“細(xì)胞膜”的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師可以設(shè)置幾個(gè)關(guān)聯(lián)性強(qiáng)的問題：“細(xì)胞膜可以直接進(jìn)行觀察嗎？細(xì)胞膜通常具備什么功能？它是由哪些成分所構(gòu)成的呢？細(xì)胞壁是生物的生命系統(tǒng)邊界嗎？”設(shè)置與知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的問題，將學(xué)生引入深層次的思考中，推動(dòng)課堂質(zhì)量的提高，推動(dòng)學(xué)生探究能力的提升。與此同時(shí)，教師可以根據(jù)生活中的一些實(shí)例，促使學(xué)生進(jìn)行深入分析，循序漸進(jìn)地引出細(xì)胞膜的成分。在學(xué)生的探究過程里，學(xué)生將會(huì)理解“功能與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)”的意思，將得到“系統(tǒng)邊界與空間外圍”的相關(guān)感悟。無論是對(duì)學(xué)生思維的培養(yǎng)，還是對(duì)學(xué)生探究水平的提高，這種教學(xué)方法都能起到很好的作用。學(xué)生在一探到底的過程中，可以檢驗(yàn)自身的學(xué)習(xí)成果，也能養(yǎng)成勇于探究的品質(zhì)，構(gòu)建高質(zhì)量的生物實(shí)驗(yàn)課堂。

另外，借助“問題串”的形式，還可以提升學(xué)生的探究性學(xué)習(xí)能力，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)廣度與深度。無論是對(duì)創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，還是探究思維的培養(yǎng)，這種方法都具有良好的效果。在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要勇于創(chuàng)新教學(xué)模式，提高“問題串”教學(xué)的價(jià)值。在該模式下，當(dāng)學(xué)生的問題意識(shí)被啟發(fā)，將會(huì)得到更有效的思維鍛煉。例如，在學(xué)習(xí)“細(xì)胞失水”與“細(xì)胞吸水”的內(nèi)容時(shí)，教師可以依托問題串的形式，促使實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新。比如，“觀察臨時(shí)裝片時(shí)，每次都有哪些不同的現(xiàn)象？這一現(xiàn)象特征是不是表皮細(xì)胞獨(dú)具的特點(diǎn)？而對(duì)那些沒有顏色的細(xì)胞，需要使用哪種觀察方法呢？”在這些問題串的支持下，學(xué)生的思維將得到發(fā)散，思緒也將更加清晰。在這種指導(dǎo)與教育下，學(xué)生可以使用不同的實(shí)驗(yàn)方式，對(duì)生物知識(shí)實(shí)施鞏固和驗(yàn)證。除此以外，教師可以使用白菜葉這一生活化材料，組織學(xué)生實(shí)施實(shí)驗(yàn)操作。這樣也能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，觀察實(shí)驗(yàn)的過程。經(jīng)過這一系列的教育和鍛煉，學(xué)生能在不知不覺中培養(yǎng)創(chuàng)新思維，增強(qiáng)探究意識(shí)與能力。

四、結(jié)語

總而言之，生物教師要積極響應(yīng)教育號(hào)召，改善教學(xué)現(xiàn)狀，促進(jìn)學(xué)生探究能力的發(fā)展;通過營(yíng)造實(shí)驗(yàn)氛圍，設(shè)置層層遞進(jìn)的實(shí)驗(yàn)問題，培養(yǎng)高中生的探究能力;通過創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)案例和課外拓展實(shí)驗(yàn)等，提高學(xué)生的探究能力;結(jié)合具體生物實(shí)驗(yàn)要求，采取多樣化的教學(xué)手段，實(shí)現(xiàn)高中生知識(shí)與能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。

（吳淑媛）

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