基于立德樹(shù)人的高中生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題與對(duì)策

狄亞君

鑒于高中生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)該受到師生的關(guān)注。但受傳統(tǒng)教學(xué)觀念的制約，高中生物學(xué)教學(xué)偏重理論知識(shí)傳授，過(guò)分關(guān)注學(xué)生的成績(jī)，忽視了學(xué)生的發(fā)展，難以滿足立德樹(shù)人要求。因此，在高中生物學(xué)新課程背景下，生物學(xué)教師不僅要重視生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還應(yīng)立足于當(dāng)前生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀，指向生物學(xué)核心素養(yǎng)要求，從生活中尋找素材，引導(dǎo)學(xué)生參與探究，幫助學(xué)生掌握生物學(xué)知識(shí)和技能，提升知識(shí)的轉(zhuǎn)化率，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維發(fā)展。

一、基于立德樹(shù)人的高中生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的問(wèn)題

立德樹(shù)人教育根本任務(wù)要求教師要關(guān)注生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生發(fā)展的價(jià)值，從多維度設(shè)計(jì)開(kāi)放性、探究性的實(shí)驗(yàn)，激勵(lì)學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。然而，當(dāng)前生物學(xué)探究實(shí)驗(yàn)還存在一定的不足。

（一）教師不關(guān)注生物學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的育人價(jià)值

生物學(xué)是高中階段最重要的一門課程，探究性實(shí)驗(yàn)作為生物學(xué)教學(xué)的重要組成部分，承擔(dān)著立德樹(shù)人的重任。但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前高中生物學(xué)課堂教學(xué)中，依然存在實(shí)驗(yàn)課時(shí)少、難以滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求的現(xiàn)象。在這一背景下，高中生物學(xué)教師在開(kāi)展課堂教學(xué)時(shí)，基本都集中在生物學(xué)教材知識(shí)的講解上，沒(méi)有重視探究實(shí)驗(yàn)價(jià)值，致使生物學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的課時(shí)少，學(xué)生參與程度低。

（二）生物學(xué)探究實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作不充分

鑒于高中生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求，教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，唯有做好充足的準(zhǔn)備工作，才可保障高中探究性實(shí)驗(yàn)各項(xiàng)活動(dòng)的實(shí)施。然而，教師一般認(rèn)為探究實(shí)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn)一樣，按照教材的內(nèi)容實(shí)施即可，缺乏必要的準(zhǔn)備工作，并未結(jié)合生物學(xué)教材上的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備材料、設(shè)計(jì)探究問(wèn)題等，而是按照生物學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，按部就班地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，致使其與教材完全一致。另外，在當(dāng)前的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師也很少結(jié)合實(shí)驗(yàn)需求，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)器具、實(shí)驗(yàn)方法和過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)和完善。

（三）習(xí)慣性照搬固定的實(shí)驗(yàn)流程和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

當(dāng)前，教師常常忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的研究，沒(méi)有充分挖掘生物學(xué)知識(shí)的探究點(diǎn)，而是按照生物學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，采用驗(yàn)證的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，忽視了研究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程的開(kāi)展。在這種情況下，學(xué)生基本以記憶實(shí)驗(yàn)知識(shí)點(diǎn)代替自主探究實(shí)驗(yàn)，思維沒(méi)有經(jīng)歷分析、推測(cè)和驗(yàn)證的過(guò)程，探究實(shí)驗(yàn)形式化嚴(yán)重。

（四）在探究性生物學(xué)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)中，常常將“終結(jié)性的考試”作為主要形式

教師在對(duì)學(xué)生的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，常常集中在實(shí)驗(yàn)是否取得了成功、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否明確、實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否正確、實(shí)驗(yàn)報(bào)告是否完善等。而在立德樹(shù)人背景下，生物學(xué)探究實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)既要以學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為依據(jù)，又要以學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的行為、思路和態(tài)度為依據(jù)；不僅要關(guān)注學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)是否成功，還應(yīng)關(guān)注學(xué)生在探究性實(shí)驗(yàn)中其他層面的發(fā)展?？梢哉f(shuō)，高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的現(xiàn)狀，已經(jīng)無(wú)法滿足立德樹(shù)人下的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求。[1]

二、基于立德樹(shù)人的高中生物學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)開(kāi)展路徑研究

（一）做好生物學(xué)實(shí)驗(yàn)假設(shè)和預(yù)估

以往，高中生物學(xué)教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，受到傳統(tǒng)教學(xué)理念的制約，常常將教學(xué)的重點(diǎn)集中在生物學(xué)理論知識(shí)教學(xué)中，弱化了實(shí)驗(yàn)教學(xué)，嚴(yán)重制約了學(xué)生的生物學(xué)綜合素養(yǎng)培養(yǎng)。因此，在立德樹(shù)人背景下，教師需要轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，不僅要從思想觀念上重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，還應(yīng)堅(jiān)持“以生為本”的原則，指向生物學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)容，合理設(shè)置探究?jī)?nèi)容，將生活素材融入探究實(shí)驗(yàn)中，讓學(xué)生依據(jù)探究?jī)?nèi)容進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作，并借助問(wèn)題指導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的知識(shí)提前作出實(shí)驗(yàn)假設(shè)。需要說(shuō)明的是，學(xué)生的這種假設(shè)并非是漫無(wú)目、隨意猜測(cè)的，而是基于一定生物學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)，結(jié)合具體的實(shí)驗(yàn)原則進(jìn)行分析。例如，在“探索生長(zhǎng)素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了提升學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，真正實(shí)現(xiàn)立德樹(shù)人的育人目標(biāo)，高中生物學(xué)教師對(duì)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了改進(jìn)和優(yōu)化：引導(dǎo)學(xué)生對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行回顧復(fù)習(xí)，包括植物的激素調(diào)節(jié)、植物發(fā)生向光性的原因、生長(zhǎng)素的產(chǎn)生、極性運(yùn)輸和分布的特點(diǎn)等，并據(jù)此提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行討論，圍繞實(shí)驗(yàn)的原則，提前做出實(shí)驗(yàn)假設(shè)和預(yù)估。在這一過(guò)程中，為了提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)預(yù)估的科學(xué)性、精準(zhǔn)性，教師鼓勵(lì)學(xué)生在課余積極翻閱相關(guān)的生物學(xué)書籍，或者依托互聯(lián)網(wǎng)搜集相關(guān)的資料等，并運(yùn)用已有的信息對(duì)本次實(shí)驗(yàn)中最佳的濃度進(jìn)行預(yù)測(cè)。之后，結(jié)合學(xué)生的實(shí)驗(yàn)假設(shè)和預(yù)估，積極開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究，利用相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證。[2]

（二）堅(jiān)持生本理念優(yōu)化生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

以往，高中生物學(xué)教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，常常照搬教材上的器材、步驟，直到出現(xiàn)與教材描述一致的現(xiàn)象或是結(jié)論時(shí)，即說(shuō)明實(shí)驗(yàn)成功了。在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生存在極強(qiáng)的被動(dòng)性，難以通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)自身的全面發(fā)展。鑒于此，在立德樹(shù)人背景下，高中生物學(xué)教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，首先應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，始終貫徹“生本理念”，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)和生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求，通過(guò)交流與討論，對(duì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案、步驟進(jìn)行設(shè)計(jì)。接著，指導(dǎo)學(xué)生以小組為載體，圍繞既定的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行驗(yàn)證，在親自操作實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上將生物學(xué)理論知識(shí)與具體的現(xiàn)象或過(guò)程聯(lián)系起來(lái)，并促使學(xué)生從中獲得綜合素養(yǎng)的發(fā)展。例如，在“微生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)”探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，堅(jiān)持生本理念，對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式進(jìn)行了重設(shè)，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合本次實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)好生物學(xué)實(shí)驗(yàn)步驟；通過(guò)教師的指導(dǎo)，改善學(xué)生自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，逐漸形成科學(xué)的實(shí)驗(yàn)流程：配置培養(yǎng)基—接種—培養(yǎng)；引導(dǎo)學(xué)生以實(shí)驗(yàn)小組為載體，按照這一步驟將已經(jīng)接種的培養(yǎng)基，以及未接種的培養(yǎng)基一同放進(jìn)37℃的恒溫箱中，培養(yǎng)12小時(shí)、24小時(shí)之后，對(duì)其展開(kāi)觀察，并做好實(shí)驗(yàn)記錄，最終高效達(dá)成既定的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。如此，通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的重新設(shè)計(jì)，滲透了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，鍛煉了學(xué)生的思維能力，優(yōu)化了實(shí)驗(yàn)理念，提高了學(xué)生的探究效果。[3]

（三）基于問(wèn)題引導(dǎo)優(yōu)化生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果

以往，高中生物學(xué)教師在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，基本上都是采用“灌輸式”的方式進(jìn)行。在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生思維能力比較弱，常常是在教師的主導(dǎo)下進(jìn)行學(xué)習(xí)，很少會(huì)獨(dú)立思考。而在立德樹(shù)人背景下，高中生物學(xué)教師在優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，唯有充分發(fā)揮問(wèn)題式教學(xué)模式的作用，結(jié)合生物學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容科學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題，使學(xué)生在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的引導(dǎo)下進(jìn)行思考與探究，逐漸達(dá)成既定的教學(xué)目標(biāo)。在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題式教學(xué)中，教師應(yīng)充分結(jié)合生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、學(xué)生的學(xué)習(xí)需求等，精心創(chuàng)設(shè)幾個(gè)問(wèn)題情境，在激發(fā)高中生實(shí)驗(yàn)探究興趣的同時(shí)，使其以更加積極、主動(dòng)的態(tài)度參與到生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)中。例如，在“降低化學(xué)反應(yīng)活化性能的酶”生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了實(shí)現(xiàn)高中生的全面發(fā)展，真正落實(shí)立德樹(shù)人的育人目標(biāo)，教師在開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，就結(jié)合這一實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、高中生的實(shí)際情況，為學(xué)生設(shè)計(jì)了一系列的問(wèn)題：酶是什么？為什么生物的新陳代謝離不開(kāi)酶？你知道科學(xué)家是如何對(duì)酶的本質(zhì)進(jìn)行探究的嗎？待到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣被激發(fā)之后，教師就帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入“對(duì)過(guò)氧化氫在不同條件下的分解速率進(jìn)行對(duì)比”實(shí)驗(yàn)探究中。學(xué)生在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中圍繞“不同條件下過(guò)氧化氫分解速率的差異性”這一問(wèn)題進(jìn)行思考、觀察、分析等，最終在問(wèn)題探究和解決的過(guò)程中，不僅高效地完成了這一生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，還在實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了自身的全方位發(fā)展，真正落實(shí)了立德樹(shù)人背景下的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（四）基于交流討論優(yōu)化生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)

傳統(tǒng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師常常將實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、器材、現(xiàn)象和原理給學(xué)生講一遍，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前就急于將實(shí)驗(yàn)結(jié)果拋出來(lái)，或者直接引導(dǎo)學(xué)生圍繞實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)驗(yàn)的步驟、過(guò)程和操作要點(diǎn)比較明確，學(xué)生按部就班參與就行。但是在這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式下，學(xué)生難以通過(guò)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)深化所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)，也無(wú)法經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)自身的全面發(fā)展。因此，在立德樹(shù)人背景下，教師要引導(dǎo)學(xué)生一邊操作實(shí)驗(yàn)，一邊觀察，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的問(wèn)題開(kāi)展自主討論，使學(xué)生在交流、討論中通過(guò)思維碰撞、觀點(diǎn)交融，最終實(shí)現(xiàn)自身的全面發(fā)展。同時(shí)，為了促使學(xué)生更好地參與到交流討論中，教師還應(yīng)為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)輕松、開(kāi)放的學(xué)習(xí)環(huán)境，并借助集體討論的模式，圍繞實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題展開(kāi)討論。另外，由于高中生知識(shí)水平有限，在討論的過(guò)程中常常會(huì)出現(xiàn)“碰壁”的現(xiàn)象，教師唯有充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用，才能促使學(xué)生在討論中完成生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的高效學(xué)習(xí)。例如，在“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，為了給學(xué)生營(yíng)造一個(gè)更加良好的互動(dòng)交流氛圍，教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，就給學(xué)生設(shè)計(jì)了一定的問(wèn)題，如：DNA是什么？它們有什么特點(diǎn)？引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行思考、分析和討論。同時(shí)，在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中學(xué)生也會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，教師可引導(dǎo)學(xué)生圍繞其進(jìn)行討論，最終促使學(xué)生在問(wèn)題思考和討論的過(guò)程中順利完成生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，并得出相關(guān)的結(jié)論。[4]

（五）基于開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

鑒于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)，教師可以設(shè)置一些開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，要求學(xué)生能夠自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析實(shí)驗(yàn)中存在的問(wèn)題，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法和效果，最終得出科學(xué)的結(jié)論。其不僅是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度的重要環(huán)節(jié)，還是促進(jìn)思維發(fā)展、培養(yǎng)創(chuàng)新能力的關(guān)鍵，旨在將學(xué)生培養(yǎng)成有知識(shí)、有能力、有素質(zhì)、有創(chuàng)新意識(shí)的新青年。而要達(dá)到這一目標(biāo)，教師因勢(shì)利導(dǎo)，利用教學(xué)中的素材和資源設(shè)計(jì)開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生自由探究的空間，不僅要在實(shí)驗(yàn)課堂中給學(xué)生思考的空間和機(jī)會(huì)，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生敢于在實(shí)驗(yàn)中提出自己的質(zhì)疑，帶著疑問(wèn)進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。以“植物細(xì)胞壁的質(zhì)壁分離及復(fù)原”實(shí)驗(yàn)為例，教師引導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)之后，結(jié)合所學(xué)的知識(shí)提出一兩個(gè)疑問(wèn)。在這種要求下，有的學(xué)生提出了運(yùn)用其他植物代替洋蔥表皮進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；有的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)試劑產(chǎn)生質(zhì)疑，認(rèn)為除了蔗糖溶液還可以借助其他試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師結(jié)合學(xué)生提出的質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考，并再次運(yùn)用生物學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。如此，學(xué)生在質(zhì)疑、思考和驗(yàn)證的過(guò)程中，對(duì)植物細(xì)胞壁的滲透性有了深入的理解，也在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中逐漸形成敢于質(zhì)疑、樂(lè)于解惑、自主探究的良好品質(zhì)，能夠積極參與探究實(shí)驗(yàn)，從而解決學(xué)習(xí)中的各種困惑和疑問(wèn)。另外，知識(shí)聯(lián)系生活，將教材中的生物學(xué)理論、方法遷移到學(xué)生的實(shí)際生活中，指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展各項(xiàng)生物學(xué)活動(dòng)。例如，學(xué)習(xí)了“果酒制作”以后，為了幫助學(xué)生更好地理解發(fā)酵原理，教師借助開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ剑龑?dǎo)學(xué)生回家之后利用生活中常見(jiàn)的葡萄制作果酒。在這一過(guò)程中，學(xué)生由于知識(shí)、能力有限，常常會(huì)面臨一定的障礙、困難，此時(shí)，教師可充分借助信息技術(shù)這一手段與學(xué)生進(jìn)行溝通，幫助其解決制作中遇到的問(wèn)題，使得學(xué)生在家庭開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)探究中，感悟到生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的樂(lè)趣，并從中獲得綜合能力的發(fā)展。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)是打開(kāi)學(xué)生思維的鑰匙，也是培養(yǎng)學(xué)生素養(yǎng)的載體，承擔(dān)著立德樹(shù)人的重任，旨在引領(lǐng)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)探究等過(guò)程，形成適應(yīng)未來(lái)發(fā)展的必備品格和能力。鑒于此，作為一名優(yōu)秀的高中生物學(xué)教師，應(yīng)善于從生物學(xué)知識(shí)中尋找素材和資源，改變以往的被動(dòng)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，基于生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的要求，重塑實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，充分發(fā)揮生物學(xué)實(shí)驗(yàn)這一立德樹(shù)人的載體，真正將學(xué)生培養(yǎng)成高質(zhì)量的綜合型人才。

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（作者單位：甘肅省白銀市第八中學(xué)）

編輯：陳鮮艷