如何利用高中生物實驗培養(yǎng)學(xué)生探究能力

■福建省南平市順昌縣第二中學(xué) 張 煜

（吳淑媛）

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，不僅要具備扎實的生物知識，還要具備高超的實驗水平以及優(yōu)秀的探究能力，只有這樣，才能更好地促進自身發(fā)展，更好地應(yīng)對社會的發(fā)展和變化。高中生物教師需提起對改革的重視，積極改善生物教學(xué)工作，通過多元化的手段開展生物實驗，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，也能推動教育改革的進程。

在社會的發(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)性極強的課程，對學(xué)生的探究能力的要求很高。本文將以生物實驗為基礎(chǔ)，對學(xué)生的探究能力培養(yǎng)方法作出相應(yīng)的探究。

一、高中生物的實驗教學(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。特別是在生物實驗中，只有具備探究能力與操作能力，才能切實地提高掌握程度。

傳統(tǒng)的生物實驗課往往更加注重學(xué)生的理論知識，以及實驗的完成效果，而忽視了對學(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。針對這種現(xiàn)狀，生物教師需提起重視，并制訂科學(xué)的實驗方案，改善實驗教學(xué)現(xiàn)狀。

二、培養(yǎng)探究能力的重要性

（一）促進學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展

生物學(xué)科具有很強的科學(xué)性，不僅需要學(xué)生具備扎實的理論知識，也需要學(xué)生具備強大的邏輯思維與探究能力。在生物課的實驗教學(xué)中，教師要在講解理論知識的基礎(chǔ)上，加強對學(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，進而推動學(xué)生生物成績的提高。

（二）促進綜合能力提升

學(xué)生在成長與發(fā)展中，只有具備優(yōu)秀的綜合能力，才能取得長久的發(fā)展，才能在社會變化中提高適應(yīng)力。其中，探究能力作為一種重要的素養(yǎng)，對學(xué)生未來的進步有著重大影響。只有結(jié)合生物學(xué)科的特點，根據(jù)實驗的要求，對學(xué)生進行探究能力的培養(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，理論知識是其中的基礎(chǔ)，實驗操作是其中的關(guān)鍵構(gòu)成部分。學(xué)生要想提高實驗操作水平，就要具備較好的探究能力。在一定程度上，探究能力與實驗水平，能起到互相促進的作用。因此，增強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)教育號召，做好生物教學(xué)的改革，結(jié)合實際教學(xué)情況，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，從而推進新課改素質(zhì)教育的進程，真正推動學(xué)生更好地發(fā)展。

三、生物實驗中培養(yǎng)探究能力的方法

（一）營造生物實驗氛圍，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)生的實際需求與興趣愛好等營造實驗條件，取得較好的實驗效果以及能力激發(fā)效果。

例如，當學(xué)生學(xué)習(xí)“細胞”相關(guān)內(nèi)容時，學(xué)生需認識什么是“細胞”，并對生命結(jié)構(gòu)的層次形成正確的認知，同時，學(xué)會用顯微鏡觀察細胞，這也是一項基礎(chǔ)的實驗要求。教師可以采用個性化的教學(xué)手段激發(fā)學(xué)生的實驗欲望以及探究能力。例如，教師可以依據(jù)學(xué)生的興趣愛好進行個性化教學(xué)，主動向?qū)W生詢問“喜歡的植物”或“喜歡的花卉”，并以此作為實驗對象，提取細胞，以便于后續(xù)的研究與分析，通過這樣的方式，為學(xué)生營造良好的生物實驗氛圍，激發(fā)學(xué)生的實驗熱情以及探究的欲望與能力。

學(xué)生在面對自己喜歡的實驗對象時，往往會產(chǎn)生更多的實驗問題，并對此進一步探究。在學(xué)生的交流與探討中，在不同實驗對象的比較與分析中，學(xué)生也能形成更深刻的探究意識，從而進一步推動探究能力的提升。長此以往，學(xué)生的探究欲望和能力能獲得良好的培養(yǎng)。

（二）設(shè)置層層遞進的問題，提高學(xué)生的探究能力

在設(shè)計相關(guān)實驗時，教師可以設(shè)置層層遞進的問題，對學(xué)生進行循序漸進的引導(dǎo)，讓學(xué)生通過反復(fù)思考與推理，反復(fù)實驗與分析總結(jié)，達到鍛煉探究能力的目的。例如，在學(xué)習(xí)“細胞呼吸”的相關(guān)內(nèi)容時，學(xué)生需了解生物的“有氧呼吸”和“無氧呼吸”的知識點。在設(shè)計這部分實驗的時候，教師可以設(shè)置幾個問題：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)會利用與分析現(xiàn)有實驗條件，從而達到預(yù)期的實驗效果。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)實驗經(jīng)驗與規(guī)律，從而形成對該學(xué)科的深次層認知。學(xué)生的實驗技能提高的同時，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)計實驗案例，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)生日益增長的需求。教師只有結(jié)合時代的變化，進行實驗案例的創(chuàng)新，才能切實推動學(xué)生的能力發(fā)展。結(jié)合生物實驗的原理、操作與實驗結(jié)論進行實驗創(chuàng)新，是重要的能力培養(yǎng)手段。例如，在“酵母菌的細胞呼吸”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，同時獲得更穩(wěn)定的實驗現(xiàn)象。創(chuàng)新案例以及優(yōu)化實驗條件更加便于學(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)生實際生活，提高課外實驗探究能力

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，教師需借助課外實驗，提高學(xué)生的探究能力，選擇一些貼近生活的實驗素材，提高生物學(xué)科的現(xiàn)實意義，進一步增強學(xué)生的實踐運用和探究能力。

例如，在“細胞大小”以及“物質(zhì)運輸關(guān)系”的實驗中，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，促使學(xué)生探究素養(yǎng)的提高。

（五）做好生物實驗引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生探究能力

生物實驗要求學(xué)生具有較高的嚴謹性，并且具備相應(yīng)的思維能力。因此，在對學(xué)生實施教育的時候，教師要做好實驗方法的引導(dǎo)。只有學(xué)生掌握良好的實驗方法，才能獲得實驗活動的成功，才能獲得探究能力的培養(yǎng)。在實驗開始前，教師要引導(dǎo)學(xué)生明確實驗步驟，了解相關(guān)的生物實驗知識。通過理論與實驗結(jié)合，不僅可以夯實學(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，教師需從三個方面對學(xué)生實施引導(dǎo)，以提高實驗教學(xué)的效果。一方面，在實驗開始前，教師要引導(dǎo)學(xué)生做好充分的準備工作。學(xué)生不僅需要熟知注意事項，也要提高對實驗的重視度，及時做好相關(guān)的數(shù)據(jù)記錄。同時，學(xué)生需深刻理解實驗的目的，以及實驗步驟中的一些要點。只有全面做好準備工作，才能為后續(xù)實驗活動打好基礎(chǔ)，才能提升實驗的順利性與有效性。結(jié)合實驗要求和目的，學(xué)生需自主實施操作，自主掌控實驗環(huán)節(jié)。在充足的準備工作中，學(xué)生在深度參與中，不僅能降低實驗失誤的概率，也能提升結(jié)果的準確性。同時，學(xué)生在分析與思考的過程中，也能獲得探究意識的開發(fā)，獲得相應(yīng)的能力培養(yǎng)。另一方面，在實驗的過程中，教師要加強對學(xué)生的關(guān)注，提高學(xué)生操作的規(guī)范性，提升實驗器材的使用效果。只有嚴格按照相關(guān)規(guī)定進行操作，才能進一步保障實驗結(jié)果的精準性，進而避免學(xué)生受到錯誤結(jié)果的影響。同時，學(xué)生在動手操作的過程中，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)的實驗活動。對實驗所得數(shù)據(jù)，更要認真做好記錄，并且實施相應(yīng)的歸納與整理，進行相關(guān)的數(shù)據(jù)分析與研究，以便于為實驗報告提供理論指導(dǎo)，以及提供更加有效的數(shù)據(jù)支持。

除此以外，在實驗結(jié)束后，要強化實驗結(jié)果的分析。只有強化對生物實驗的結(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，“實驗過程中，為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象，或出現(xiàn)這種問題”，以及“當前的實驗方式，是否適合這個實驗項目，是否能滿足實驗的需求，是否能達到實驗的目的”。當學(xué)生進行數(shù)據(jù)分析后，再進行實驗結(jié)果的研究時，帶著這些問題進行思考，能達到更好的學(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，借助生物實驗，依托問題指導(dǎo)，不僅能提升學(xué)生的生物水平，也能提升理論知識的運用能力，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，教師需認識到興趣的重要性，并且致力于培養(yǎng)學(xué)生的實驗探究興致。只有提高學(xué)生的興致，才能提高學(xué)生探究的動力，才能調(diào)動學(xué)生進行實驗的積極性，從而進一步提高探究能力。通常情況下，教師可以使用學(xué)科滲透的方式，提升生物實驗的樂趣，以便更好地調(diào)動學(xué)生的實驗熱情，增強學(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，可以通過其他學(xué)科的滲透教學(xué)，增強學(xué)生的探究熱情。比如，在語文課程中，有一句著名的古詩詞“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”？古詩詞“化作春泥更護花”這句話，從生物學(xué)的角度分析，為什么它能“更護花”？“化作春泥”有哪些方式？當學(xué)生的探究積極性高漲時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開展生物實驗，以“‘落紅’的魅力”為基礎(chǔ)，進行“分解作用”相關(guān)的實驗，以便探究“土壤微生物”的秘密。這樣的生物實驗方式，往往可以有效調(diào)動學(xué)生的實驗熱情，進而提高學(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，提升其探究的能力。學(xué)生在一些問題的驅(qū)動下，往往可以主動地進行深入思考，進而達到相應(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)計一些教學(xué)的目標時，可以提高目標內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性，立足于學(xué)生現(xiàn)有的認知水平，激發(fā)學(xué)生的探究潛能。當好奇心被調(diào)動、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，得到更加強烈的學(xué)習(xí)體驗。例如，在學(xué)生學(xué)習(xí)“細胞膜”的相關(guān)內(nèi)容時，教師可以設(shè)置幾個關(guān)聯(lián)性強的問題：“細胞膜可以直接進行觀察嗎？細胞膜通常具備什么功能？它是由哪些成分所構(gòu)成的呢？細胞壁是生物的生命系統(tǒng)邊界嗎？”設(shè)置與知識點相關(guān)的問題，將學(xué)生引入深層次的思考中，推動課堂質(zhì)量的提高，推動學(xué)生探究能力的提升。與此同時，教師可以根據(jù)生活中的一些實例，促使學(xué)生進行深入分析，循序漸進地引出細胞膜的成分。在學(xué)生的探究過程里，學(xué)生將會理解“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。無論是對學(xué)生思維的培養(yǎng)，還是對學(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)量的生物實驗課堂。

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。在生物實驗教學(xué)中，教師要勇于創(chuàng)新教學(xué)模式，提高“問題串”教學(xué)的價值。在該模式下，當學(xué)生的問題意識被啟發(fā)，將會得到更有效的思維鍛煉。例如，在學(xué)習(xí)“細胞失水”與“細胞吸水”的內(nèi)容時，教師可以依托問題串的形式，促使實驗教學(xué)創(chuàng)新。比如，“觀察臨時裝片時，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胞獨具的特點？而對那些沒有顏色的細胞，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驗方式，對生物知識實施鞏固和驗證。除此以外，教師可以使用白菜葉這一生活化材料，組織學(xué)生實施實驗操作。這樣也能完成實驗任務(wù)，觀察實驗的過程。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，增強探究意識與能力。

四、結(jié)語

總而言之，生物教師要積極響應(yīng)教育號召，改善教學(xué)現(xiàn)狀，促進學(xué)生探究能力的發(fā)展；通過營造實驗氛圍，設(shè)置層層遞進的實驗問題，培養(yǎng)高中生的探究能力；通過創(chuàng)新實驗案例和課外拓展實驗等，提高學(xué)生的探究能力；結(jié)合具體生物實驗要求，采取多樣化的教學(xué)手段，實現(xiàn)高中生知識與能力的協(xié)調(diào)發(fā)展。