高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐研究

【摘要】隨著新課改的不斷推進(jìn)，高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為新的發(fā)展方向，借助探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生觀(guān)察能力、分析能力、動(dòng)手能力，激發(fā)學(xué)生探究意識(shí)，增強(qiáng)生物學(xué)習(xí)效果。設(shè)計(jì)具有探究性的實(shí)驗(yàn)，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀(guān)能動(dòng)性，促使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、學(xué)會(huì)合作。文章從對(duì)日常實(shí)驗(yàn)中關(guān)于探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐觀(guān)察切入，探討積極開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要作用，并結(jié)合高中生物實(shí)驗(yàn)對(duì)探究性教學(xué)的途徑進(jìn)行了具體分析。【關(guān)鍵詞】高中生物；探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)；實(shí)踐；現(xiàn)狀；作用；策略現(xiàn)代社會(huì)在不斷發(fā)展，對(duì)人才需求和要求不斷提高，這就要求高中生物教學(xué)要以學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向，提高學(xué)生生物學(xué)科能力。新課改下，教師應(yīng)當(dāng)重視生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，有效發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的教學(xué)作用，激發(fā)學(xué)生探究意識(shí)，鍛煉其探究性思維，從而提高學(xué)生探究能力，實(shí)現(xiàn)理論知識(shí)與操作水平的全面提高。為此，本文對(duì)高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行研究，并提出了具體的實(shí)踐途徑。一、高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀1.學(xué)校教學(xué)條件有限。就高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需條件而言，基層學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)室一般來(lái)說(shuō)是很難達(dá)到的。具體來(lái)說(shuō)，一方面是實(shí)驗(yàn)教具按照生均數(shù)量配備不足，另一方面是所需要的開(kāi)展實(shí)驗(yàn)的器具品類(lèi)不足，部分實(shí)驗(yàn)不能開(kāi)展，這是直接的困境。這一困境的根本原因是，一些學(xué)校并未重視生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，以至于資金投入不多，導(dǎo)致教師將主要目光集中在學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的掌握，缺乏對(duì)學(xué)生能力的培養(yǎng)。此外，還有些學(xué)校的生物實(shí)驗(yàn)室配置不全，缺乏專(zhuān)業(yè)人員管理，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室教學(xué)條件有限，嚴(yán)重影響了整體教學(xué)效果。由于一些生物實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展，教師在教學(xué)過(guò)程中只能口述實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)重影響了學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)知識(shí)的學(xué)習(xí)和理解[1]。2.教學(xué)中存在諸多不足。在高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，需要教師發(fā)揮主導(dǎo)和引導(dǎo)作用，鼓勵(lì)學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)中深入思考、探究，提高實(shí)驗(yàn)探究能力，注重引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)和能力應(yīng)用到生活實(shí)踐中。但從當(dāng)前高中生物教學(xué)現(xiàn)狀來(lái)看，仍存在“成績(jī)論”思想，缺乏對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，部分教師對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視。此外，教師在開(kāi)展高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的過(guò)程中，由于自身能力有限，導(dǎo)致現(xiàn)有教學(xué)模式、方式方法、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，無(wú)法吸引學(xué)生注意力，難以培養(yǎng)學(xué)生探究意識(shí)和探究能力。同時(shí)，教師選取的探究性?xún)?nèi)容，未能契合學(xué)生生活實(shí)際，導(dǎo)致學(xué)生理解困難，更談不上對(duì)生物實(shí)驗(yàn)知識(shí)的掌握和運(yùn)用。另外，還有一些教師為了快速完成教學(xué)任務(wù)，只按照大綱內(nèi)容開(kāi)展常規(guī)性的生物實(shí)驗(yàn)，缺乏探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)展。3.學(xué)生缺乏正確的學(xué)習(xí)態(tài)度。在高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了需要教師的組織和設(shè)計(jì)，更需要學(xué)生的積極參與和配合，只有師生共同參與，才能提高教學(xué)效果?？墒菑母咧猩膶W(xué)習(xí)態(tài)度來(lái)看，缺乏對(duì)探究性學(xué)習(xí)的正確認(rèn)知，認(rèn)為生物實(shí)驗(yàn)僅僅是輔助自身學(xué)習(xí)的工具，并未正確認(rèn)識(shí)到挖掘自身探究思維和能力的重要性[2]。尤其是受到以往只關(guān)注學(xué)習(xí)成績(jī)的影響，多數(shù)學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中更加注重考試成績(jī)的提升，并不關(guān)心自身能力的鍛煉和提升，所以，在生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生參與積極性較低，不會(huì)也不愿主動(dòng)思考和探究，更缺乏提出質(zhì)疑的精神和動(dòng)力。二、積極開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要作用1.激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生觀(guān)察、分析，并鼓勵(lì)其深入探究，促使學(xué)生提高自主探究意識(shí)和能力，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中形成良好的科學(xué)態(tài)度。在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師發(fā)揮指導(dǎo)者與組織者的角色，根據(jù)生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生提供相關(guān)實(shí)驗(yàn)器材，鼓勵(lì)學(xué)生自主探究，分析實(shí)驗(yàn)方法，觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使得學(xué)生通過(guò)自身努力探究生物實(shí)驗(yàn)的規(guī)律，自主習(xí)得生物學(xué)知識(shí)，并引導(dǎo)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析，探究其他實(shí)驗(yàn)方法，有助于增強(qiáng)學(xué)生的自主創(chuàng)新能力。2.增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀(guān)能動(dòng)性。在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師采取探究性教學(xué)方法，創(chuàng)設(shè)具有探究性的學(xué)習(xí)空間，使得學(xué)生能夠積極主動(dòng)參與到探究性教學(xué)活動(dòng)中，不僅體現(xiàn)了以學(xué)生的活動(dòng)為主體的課堂教學(xué)模式，同時(shí)也有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，使得學(xué)生的主觀(guān)能動(dòng)性得到提升，進(jìn)而自覺(jué)參與課堂教學(xué)活動(dòng)。與此同時(shí)，在這種主觀(guān)能動(dòng)性作用下，學(xué)生學(xué)習(xí)生物的態(tài)度以及學(xué)習(xí)興趣會(huì)得到有效提升[3]。為進(jìn)一步提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，高中生物教師必須多鼓勵(lì)學(xué)生，讓其多動(dòng)手參與實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中認(rèn)識(shí)、理解生物知識(shí)點(diǎn)，積極主動(dòng)學(xué)習(xí)。3.強(qiáng)化學(xué)生的團(tuán)結(jié)合作意識(shí)與能力。與以往傳統(tǒng)教學(xué)模式相比，開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有助于學(xué)生之間充分交流、相互探討，在共同探究實(shí)驗(yàn)中獲得更多生物知識(shí)，積累更多經(jīng)驗(yàn)，與此同時(shí)，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程中也可以增強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)，在互相合作中學(xué)習(xí)、探究生物知識(shí)，這也是學(xué)生未來(lái)步入社會(huì)所需的能力，只有學(xué)生學(xué)會(huì)團(tuán)隊(duì)合作，才能獲得更多成功。在生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，采取團(tuán)隊(duì)合作的方式，能夠促使學(xué)生感受到不同的教學(xué)氛圍，同時(shí)也可以獲得意想不到的教學(xué)效果，學(xué)生探究性思維相互碰撞，可以獲得更多靈感，并且學(xué)生的實(shí)踐操作能力也得到了鍛煉，有助于提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力[4]。三、高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐策略1.合理設(shè)置探究問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)若想有效發(fā)揮其探究性作用，最為關(guān)鍵的就是設(shè)置探究性實(shí)驗(yàn)問(wèn)題，借助問(wèn)題的啟發(fā)和引導(dǎo)，促使探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)揮效果，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而為后續(xù)深入實(shí)驗(yàn)探究打好基礎(chǔ)。在設(shè)置實(shí)驗(yàn)問(wèn)題時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容合理設(shè)置問(wèn)題情境，促使學(xué)生能夠從探究情境中獲得啟發(fā)，提出質(zhì)疑，大膽發(fā)表自己的看法。此外，教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還要注意篩選問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生思考更多有探究?jī)r(jià)值的問(wèn)題。有效借助問(wèn)題發(fā)散學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的探究興趣，進(jìn)而積極主動(dòng)地開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)。比如，教師可以組織學(xué)生開(kāi)展“酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”實(shí)驗(yàn)，為激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，教師可以在課前讓學(xué)生自主預(yù)習(xí)，按照自己的方式查找、搜索有關(guān)資料，由此提高學(xué)生的探究欲望，為課堂探究教學(xué)作鋪墊。對(duì)于探究性問(wèn)題的設(shè)置，教師應(yīng)當(dāng)分析學(xué)情后合理設(shè)置。學(xué)生對(duì)酵母菌的理解和認(rèn)知存在很大差異，有些學(xué)生已經(jīng)知曉在培養(yǎng)基中添加葡萄糖，可以使酵母菌產(chǎn)生酒精，但對(duì)于酒精的產(chǎn)生環(huán)境以及是否存在CO2不理解[5]。此外，有些學(xué)生探究得知，酵母菌處于有氧、無(wú)氧環(huán)境中，都可以產(chǎn)生CO2，但不確定兩種情況下的CO2含量是否相同?；诖?，生物教師可以結(jié)合學(xué)生情況，設(shè)置探究性問(wèn)題，如“同學(xué)們，保持同一實(shí)驗(yàn)環(huán)境，控制變量有氧、無(wú)氧，探究下酵母菌產(chǎn)生的二氧化碳含量是否相同？或者自己動(dòng)手操作，探究何種環(huán)境會(huì)產(chǎn)生酒精？”利用這些不同問(wèn)題激發(fā)學(xué)生的探究意識(shí)。不僅如此，教師在組織探究性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，還可以鼓勵(lì)學(xué)生自己作出假設(shè)，采用分組探究的方式，更好凸顯學(xué)生的主體地位，使得學(xué)生在分組探究過(guò)程中，有效利用自身知識(shí)儲(chǔ)備，大膽假設(shè)，自主探究生物實(shí)驗(yàn)，使得學(xué)生在合作中學(xué)習(xí)。2.合理創(chuàng)設(shè)探究情境，營(yíng)造探究學(xué)習(xí)氛圍。創(chuàng)設(shè)探究性情境是開(kāi)展探究性教學(xué)的基礎(chǔ)，也是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，教師結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容構(gòu)建具有探究性的情境，可以使學(xué)生在情境中產(chǎn)生探究意識(shí)，提高學(xué)習(xí)欲望，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。與此同時(shí)，在探究性實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，良好的情境學(xué)習(xí)也可以更好凸顯學(xué)生的主體地位，對(duì)激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維、增強(qiáng)探究能力具有重要作用。對(duì)于探究情境的創(chuàng)設(shè)，教師要結(jié)合學(xué)生實(shí)際情況，綜合學(xué)生實(shí)際生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)與學(xué)生貼近的生活探究情境，促使學(xué)生感受到日常生活與生物知識(shí)之間存在的緊密聯(lián)系，從而激發(fā)學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解。在具體實(shí)踐中，如果教師選用的是“植物細(xì)胞的吸水和失水”來(lái)開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，完全可以發(fā)揮基層學(xué)校學(xué)生貼近生活的優(yōu)勢(shì)，把能體現(xiàn)生物實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的一些內(nèi)容作為探究性題材，可以更好地提高學(xué)生的探究欲望，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)意識(shí)。例如，教師可以借助多媒體向?qū)W生展現(xiàn)不同地區(qū)人們腌咸菜的情境，人們將所腌制的菜放置在大缸中，同時(shí)加入大量的鹽和水以及其他輔料。由此情境啟發(fā)學(xué)生思考：“做糖醋蒜，除了用鹽，還可以用白糖、醋、醬油嗎？為什么？”構(gòu)建植物細(xì)胞吸水和失水的探究性情境，以此激發(fā)學(xué)生探究欲望，并使學(xué)生在這一情境中思考生活實(shí)際中存在的生物知識(shí)，拉近與生物實(shí)驗(yàn)之間的距離，進(jìn)而提高學(xué)生的探究能力。除此之外，教師帶領(lǐng)學(xué)生探究“細(xì)胞呼吸方式”時(shí)，可以引導(dǎo)學(xué)生思考，在日常體育鍛煉中，當(dāng)身體經(jīng)過(guò)劇烈運(yùn)動(dòng)后出現(xiàn)的肌肉酸痛感，這與學(xué)生生活貼近，有助于學(xué)生更好理解、體會(huì)。在這一情境創(chuàng)設(shè)下，學(xué)生將產(chǎn)生非常強(qiáng)的探究欲望，教師可以借此引入生物實(shí)驗(yàn)，并向?qū)W生提出問(wèn)題，讓其思考“這一現(xiàn)象與細(xì)胞呼吸存在哪些聯(lián)系？”同時(shí)，可以讓學(xué)生扮演一個(gè)小小的偵探角色，探究一下“細(xì)胞怎么呼吸？產(chǎn)物是什么？是誰(shuí)讓肌肉酸痛的？”如此這一實(shí)驗(yàn)就完美完成。這樣不僅實(shí)現(xiàn)了生物實(shí)驗(yàn)的生活化、情境化，同時(shí)也拉近了學(xué)生與生物實(shí)驗(yàn)之間的聯(lián)系，有助于提高學(xué)生的探究能力。3.創(chuàng)新教學(xué)模式，開(kāi)展寓教于樂(lè)的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。創(chuàng)新教學(xué)模式已經(jīng)成為新課程改革背景下高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要內(nèi)容，只有不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，才能提高教師開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)的有效性，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的理解和掌握，進(jìn)而提高探究能力。在創(chuàng)新生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式過(guò)程中，教師需要結(jié)合學(xué)生的興趣、學(xué)習(xí)特點(diǎn)、理解能力等情況合理設(shè)計(jì)，確保教學(xué)模式符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。同時(shí)，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容也要注重趣味性，能夠激發(fā)學(xué)生的探究興趣，使學(xué)生感受生物實(shí)驗(yàn)樂(lè)趣，真正意義上實(shí)現(xiàn)寓教于樂(lè)，使得學(xué)生在“學(xué)中玩，玩中學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力。比如，教師帶領(lǐng)學(xué)生開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生觀(guān)察洋蔥表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離，以及質(zhì)壁分離復(fù)原過(guò)程，可以改變教材中蔗糖實(shí)驗(yàn)方法，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用一定濃度的甘油、硝酸鉀溶液開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，借此激發(fā)學(xué)生的探究興趣，更好地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)。在具體實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中，教師應(yīng)當(dāng)先將實(shí)驗(yàn)要求、注意事項(xiàng)、操作流程告知學(xué)生，確保學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究中做到規(guī)范性、合理性，以此保證生物實(shí)驗(yàn)的有效性、科學(xué)性。同時(shí)，教師還要在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中學(xué)會(huì)設(shè)置懸念，鼓勵(lì)學(xué)生自主探索實(shí)驗(yàn)結(jié)果，深入思考、探究不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的原因，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生充分理解質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和原因。除此之外，為進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的探究欲望，提高實(shí)驗(yàn)的趣味性，增強(qiáng)教學(xué)效果，教師可以拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)生活情境，并讓學(xué)生親身實(shí)踐、動(dòng)手操作，增強(qiáng)學(xué)生的探究能力。4.優(yōu)化探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利開(kāi)展，首要任務(wù)就是做好基礎(chǔ)工作，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境，確保實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的有序開(kāi)展。因此，學(xué)校要?jiǎng)?chuàng)造性地開(kāi)展與生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)的工作，多方籌措，配備好實(shí)驗(yàn)所需的場(chǎng)所、器具等。在此基礎(chǔ)上，學(xué)校還需要配置專(zhuān)業(yè)的實(shí)驗(yàn)室管理員，保證實(shí)驗(yàn)探究的安全性。不僅如此，生物教師要積極結(jié)合學(xué)校情況、學(xué)情等，創(chuàng)新、優(yōu)化生物探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)條件，確保探究性實(shí)驗(yàn)科學(xué)有效，為學(xué)生探究性思維和能力的提升打好基礎(chǔ)。5.利用實(shí)驗(yàn)興趣小組，開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)，服務(wù)課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)。高中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以在實(shí)驗(yàn)興趣小組內(nèi)部展開(kāi)，以點(diǎn)帶面，輻射帶動(dòng)全體學(xué)生提升探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。比如，在教學(xué)生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的生物學(xué)史時(shí)，老師可預(yù)先引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)興趣小組開(kāi)展模擬達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)、溫特實(shí)驗(yàn)、拜耳實(shí)驗(yàn)，然后在課堂上讓學(xué)生