高中生物探究性實驗教學的實踐研究

【摘要】隨著新課改的不斷推進，高中生物探究性實驗教學成為新的發(fā)展方向，借助探究性實驗教學能夠培養(yǎng)學生觀察能力、分析能力、動手能力，激發(fā)學生探究意識，增強生物學習效果。設計具有探究性的實驗，能激發(fā)學生學習的主觀能動性，促使學生在實驗探究過程中學會學習、學會合作。文章從對日常實驗中關于探究性實驗教學的實踐觀察切入，探討積極開展探究性實驗教學的重要作用，并結合高中生物實驗對探究性教學的途徑進行了具體分析?！娟P鍵詞】高中生物；探究性實驗教學；實踐；現(xiàn)狀；作用；策略現(xiàn)代社會在不斷發(fā)展，對人才需求和要求不斷提高，這就要求高中生物教學要以學科核心素養(yǎng)為導向，提高學生生物學科能力。新課改下，教師應當重視生物實驗教學，精心設計實驗，有效發(fā)揮實驗的教學作用，激發(fā)學生探究意識，鍛煉其探究性思維，從而提高學生探究能力，實現(xiàn)理論知識與操作水平的全面提高。為此，本文對高中生物探究性實驗教學進行研究，并提出了具體的實踐途徑。一、高中生物探究性實驗教學現(xiàn)狀1.學校教學條件有限。就高中生物探究性實驗教學所需條件而言，基層學校生物實驗室一般來說是很難達到的。具體來說，一方面是實驗教具按照生均數(shù)量配備不足，另一方面是所需要的開展實驗的器具品類不足，部分實驗不能開展，這是直接的困境。這一困境的根本原因是，一些學校并未重視生物實驗教學，以至于資金投入不多，導致教師將主要目光集中在學生對生物學知識的掌握，缺乏對學生能力的培養(yǎng)。此外，還有些學校的生物實驗室配置不全，缺乏專業(yè)人員管理，導致實驗室教學條件有限，嚴重影響了整體教學效果。由于一些生物實驗無法開展，教師在教學過程中只能口述實驗，嚴重影響了學生對生物實驗知識的學習和理解[1]。2.教學中存在諸多不足。在高中生物探究性實驗教學中，需要教師發(fā)揮主導和引導作用，鼓勵學生在生物實驗中深入思考、探究，提高實驗探究能力，注重引導學生將所學知識和能力應用到生活實踐中。但從當前高中生物教學現(xiàn)狀來看，仍存在“成績論”思想，缺乏對學生科學探究能力的培養(yǎng)，部分教師對探究性實驗教學不重視。此外，教師在開展高中生物探究性實驗教學活動的過程中，由于自身能力有限，導致現(xiàn)有教學模式、方式方法、實驗內(nèi)容，無法吸引學生注意力，難以培養(yǎng)學生探究意識和探究能力。同時，教師選取的探究性內(nèi)容，未能契合學生生活實際，導致學生理解困難，更談不上對生物實驗知識的掌握和運用。另外，還有一些教師為了快速完成教學任務，只按照大綱內(nèi)容開展常規(guī)性的生物實驗，缺乏探究性實驗教學活動的設計和開展。3.學生缺乏正確的學習態(tài)度。在高中生物探究性實驗教學中，除了需要教師的組織和設計，更需要學生的積極參與和配合，只有師生共同參與，才能提高教學效果?？墒菑母咧猩膶W習態(tài)度來看，缺乏對探究性學習的正確認知，認為生物實驗僅僅是輔助自身學習的工具，并未正確認識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注學習成績的影響，多數(shù)學生在生物學習中更加注重考試成績的提升，并不關心自身能力的鍛煉和提升，所以，在生物探究性實驗教學中，學生參與積極性較低，不會也不愿主動思考和探究，更缺乏提出質(zhì)疑的精神和動力。二、積極開展探究性實驗教學的重要作用1.激發(fā)學生的創(chuàng)新能力。在高中生物探究性實驗教學中，教師可以結合實驗內(nèi)容，引導學生觀察、分析，并鼓勵其深入探究，促使學生提高自主探究意識和能力，并在實驗過程中形成良好的科學態(tài)度。在探究性實驗教學中，教師發(fā)揮指導者與組織者的角色，根據(jù)生物實驗內(nèi)容，為學生提供相關實驗器材，鼓勵學生自主探究，分析實驗方法，觀察實驗現(xiàn)象，研究實驗結果，使得學生通過自身努力探究生物實驗的規(guī)律，自主習得生物學知識，并引導學生對生物實驗結論進行分析，探究其他實驗方法，有助于增強學生的自主創(chuàng)新能力。2.增強學生學習的主觀能動性。在生物實驗教學中，教師采取探究性教學方法，創(chuàng)設具有探究性的學習空間，使得學生能夠積極主動參與到探究性教學活動中，不僅體現(xiàn)了以學生的活動為主體的課堂教學模式，同時也有助于提高學生的學習效果，使得學生的主觀能動性得到提升，進而自覺參與課堂教學活動。與此同時，在這種主觀能動性作用下，學生學習生物的態(tài)度以及學習興趣會得到有效提升[3]。為進一步提高學生學習的主動性，高中生物教師必須多鼓勵學生，讓其多動手參與實驗，并在實驗操作過程中認識、理解生物知識點，積極主動學習。3.強化學生的團結合作意識與能力。與以往傳統(tǒng)教學模式相比，開展探究性實驗教學，有助于學生之間充分交流、相互探討，在共同探究實驗中獲得更多生物知識，積累更多經(jīng)驗，與此同時，學生在實驗操作過程中也可以增強團隊合作意識，在互相合作中學習、探究生物知識，這也是學生未來步入社會所需的能力，只有學生學會團隊合作，才能獲得更多成功。在生物探究性實驗教學中，采取團隊合作的方式，能夠促使學生感受到不同的教學氛圍，同時也可以獲得意想不到的教學效果，學生探究性思維相互碰撞，可以獲得更多靈感，并且學生的實踐操作能力也得到了鍛煉，有助于提高學生的實驗探究能力[4]。三、高中生物探究性實驗教學的實踐策略1.合理設置探究問題，激發(fā)學生學習興趣。生物探究性實驗教學若想有效發(fā)揮其探究性作用，最為關鍵的就是設置探究性實驗問題，借助問題的啟發(fā)和引導，促使探究性實驗教學發(fā)揮效果，激發(fā)學生學習興趣，進而為后續(xù)深入實驗探究打好基礎。在設置實驗問題時，教師應當結合實驗內(nèi)容合理設置問題情境，促使學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，教師在生物實驗教學中還要注意篩選問題，引導學生思考更多有探究價值的問題。有效借助問題發(fā)散學生思維，激發(fā)學生對生物實驗的探究興趣，進而積極主動地開展探究性實驗。比如，教師可以組織學生開展“酵母菌細胞的呼吸方式”實驗，為激發(fā)學生學習興趣，教師可以在課前讓學生自主預習，按照自己的方式查找、搜索有關資料，由此提高學生的探究欲望，為課堂探究教學作鋪墊。對于探究性問題的設置，教師應當分析學情后合理設置。學生對酵母菌的理解和認知存在很大差異，有些學生已經(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，有些學生探究得知，酵母菌處于有氧、無氧環(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?，生物教師可以結合學生情況，設置探究性問題，如“同學們，保持同一實驗環(huán)境，控制變量有氧、無氧，探究下酵母菌產(chǎn)生的二氧化碳含量是否相同？或者自己動手操作，探究何種環(huán)境會產(chǎn)生酒精？”利用這些不同問題激發(fā)學生的探究意識。不僅如此，教師在組織探究性實驗過程中，還可以鼓勵學生自己作出假設，采用分組探究的方式，更好凸顯學生的主體地位，使得學生在分組探究過程中，有效利用自身知識儲備，大膽假設，自主探究生物實驗，使得學生在合作中學習。2.合理創(chuàng)設探究情境，營造探究學習氛圍。創(chuàng)設探究性情境是開展探究性教學的基礎，也是最為關鍵的環(huán)節(jié)，教師結合生物實驗內(nèi)容構建具有探究性的情境，可以使學生在情境中產(chǎn)生探究意識，提高學習欲望，有助于提高學生的學習效果。與此同時，在探究性實驗過程中，良好的情境學習也可以更好凸顯學生的主體地位，對激發(fā)學生科學思維、增強探究能力具有重要作用。對于探究情境的創(chuàng)設，教師要結合學生實際情況，綜合學生實際生活經(jīng)驗，創(chuàng)設與學生貼近的生活探究情境，促使學生感受到日常生活與生物知識之間存在的緊密聯(lián)系，從而激發(fā)學生對生物知識的學習興趣，增強學生對生物實驗內(nèi)容的理解。在具體實踐中，如果教師選用的是“植物細胞的吸水和失水”來開展探究性實驗，完全可以發(fā)揮基層學校學生貼近生活的優(yōu)勢，把能體現(xiàn)生物實驗現(xiàn)象的一些內(nèi)容作為探究性題材，可以更好地提高學生的探究欲望，激發(fā)學生的學習意識。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，同時加入大量的鹽和水以及其他輔料。由此情境啟發(fā)學生思考：“做糖醋蒜，除了用鹽，還可以用白糖、醋、醬油嗎？為什么？”構建植物細胞吸水和失水的探究性情境，以此激發(fā)學生探究欲望，并使學生在這一情境中思考生活實際中存在的生物知識，拉近與生物實驗之間的距離，進而提高學生的探究能力。除此之外，教師帶領學生探究“細胞呼吸方式”時，可以引導學生思考，在日常體育鍛煉中，當身體經(jīng)過劇烈運動后出現(xiàn)的肌肉酸痛感，這與學生生活貼近，有助于學生更好理解、體會。在這一情境創(chuàng)設下，學生將產(chǎn)生非常強的探究欲望，教師可以借此引入生物實驗，并向?qū)W生提出問題，讓其思考“這一現(xiàn)象與細胞呼吸存在哪些聯(lián)系？”同時，可以讓學生扮演一個小小的偵探角色，探究一下“細胞怎么呼吸？產(chǎn)物是什么？是誰讓肌肉酸痛的？”如此這一實驗就完美完成。這樣不僅實現(xiàn)了生物實驗的生活化、情境化，同時也拉近了學生與生物實驗之間的聯(lián)系，有助于提高學生的探究能力。3.創(chuàng)新教學模式，開展寓教于樂的實驗探究活動。創(chuàng)新教學模式已經(jīng)成為新課程改革背景下高中生物探究性實驗教學的重要內(nèi)容，只有不斷創(chuàng)新教學模式，才能提高教師開展教學活動的有效性，增強學生對生物實驗內(nèi)容的理解和掌握，進而提高探究能力。在創(chuàng)新生物實驗教學模式過程中，教師需要結合學生的興趣、學習特點、理解能力等情況合理設計，確保教學模式符合學生的學習需求。同時，生物實驗教學內(nèi)容也要注重趣味性，能夠激發(fā)學生的探究興趣，使學生感受生物實驗樂趣，真正意義上實現(xiàn)寓教于樂，使得學生在“學中玩，玩中學”，培養(yǎng)學生的實驗探究能力。比如，教師帶領學生開展探究性實驗，讓學生觀察洋蔥表皮細胞的質(zhì)壁分離，以及質(zhì)壁分離復原過程，可以改變教材中蔗糖實驗方法，創(chuàng)新實驗設計，引導學生運用一定濃度的甘油、硝酸鉀溶液開展實驗，借此激發(fā)學生的探究興趣，更好地開展實驗教學活動。在具體實驗實踐中，教師應當先將實驗要求、注意事項、操作流程告知學生，確保學生在實驗探究中做到規(guī)范性、合理性，以此保證生物實驗的有效性、科學性。同時，教師還要在實驗過程中學會設置懸念，鼓勵學生自主探索實驗結果，深入思考、探究不同實驗結果產(chǎn)生的原因，進而引導學生充分理解質(zhì)壁分離自動復原的實驗現(xiàn)象和原因。除此之外，為進一步增強學生的探究欲望，提高實驗的趣味性，增強教學效果，教師可以拓展實驗內(nèi)容，創(chuàng)設生活情境，并讓學生親身實踐、動手操作，增強學生的探究能力。4.優(yōu)化探究實驗教學條件，提高實驗教學水平。高中生物探究性實驗教學的順利開展，首要任務就是做好基礎工作，優(yōu)化實驗教學環(huán)境，確保實驗教學內(nèi)容的有序開展。因此，學校要創(chuàng)造性地開展與生物探究性實驗教學相關的工作，多方籌措，配備好實驗所需的場所、器具等。在此基礎上，學校還需要配置專業(yè)的實驗室管理員，保證實驗探究的安全性。不僅如此，生物教師要積極結合學校情況、學情等，創(chuàng)新、優(yōu)化生物探究實驗的教學條件，確保探究性實驗科學有效，為學生探究性思維和能力的提升打好基礎。5.利用實驗興趣小組，開展探究性實驗，服務課堂實驗教學。高中生物探究性實驗教學可以在實驗興趣小組內(nèi)部展開，以點帶面，輻射帶動全體學生提升探究性實驗能力。比如，在教學生長素發(fā)現(xiàn)的生物學史時，老師可預先引導實驗興趣小組開展模擬達爾文實驗、溫特實驗、拜耳實驗，然后在課堂上讓學生