刍议高中生物实验探究教学策略

谢登峰

[摘 要]实施高中生物实验探究教学，首先要引导学生体验探究实验过程，让学生养成自主探究的习惯；然后设计课外探究型实验，引导学生自主探究；最后优化探究实验方案，提升学生的实验设计能力。积极开展高中生物实验探究教学，能有效锻炼和提升学生的探究能力，开拓学生的创新思维。

[关键词]实验探究教学；探究性学习；高中生物

[中图分类号] G633.91 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）26-0089-02

随着新课程改革政策的落地与实施，探究性教学逐渐成为当代教学的主流方式。在高中生物教学中，教师结合生物实验来开展探究性教学，引导学生进行实验探究，可极大地激活学生的探究意识，培养学生的探究能力和创新能力。那么，如何实施高中生物实验探究教学呢？

一、体验探究实验过程，养成自主探究习惯

众所周知，学习是一个自主探究并实践的动态过程。学生只有自主探究知识才能获得对知识的深刻理解。对此，在高中生物实验教学中，教师应引导学生体验实验探究的全过程，只有这样，才能更好地调动学生原有的知识储备，让学生获得新的学习思路，并养成自主探究的习惯。

例如，在教学《光合作用》这一节课时，笔者整合了科学家发现和探究光合作用的实验过程，并引导学生针对实验探究过程中的一些具体问题进行探究和分析，从而逐步构建起光合作用的知识体系。具体如下：

[实验举例]普利斯特利实验，萨克斯实验，恩格尔曼实验，鲁宾、卡门实验。

[实验问题]（1）植物的生长过程是否和空气有关联？（普利斯特利实验）（2）植物在进行光合作用的过程中会有哪些产物？（萨克斯实验）（3）植物的光合作用过程会产生其他的产物吗？（恩格尔曼实验）（4）植物在进行光合作用时氧原子来源于何处？（鲁宾、卡门实验）

[科学家探究过程]

普利斯特利实验：在两个玻璃罩内各放置一根点燃的蜡烛，在实验组的玻璃罩内增添一株绿色植物，对照组则不做处理。

萨克斯实验：对绿色植物叶片进行“饥饿”处理，处理之后再将叶片一半曝光另一半遮光，数小时之后剪下半张叶片擦拭碘酒，观察结果。

恩格尔曼实验：将水绵和好氧细菌共同放置在完全黑暗且隔绝空气的环境中，实验组用极细的光束照射水绵，对照组则采取完全曝光处理的方式对水绵进行曝光。

鲁宾、卡门实验：将绿色植物分成两组，一组提供H218O和C18O2作为植物进行光合作用的原料；另一组提供H2O和C18O2作为植物进行光合作用的原料。

[学生观察]

普利斯特利實验：对照组蜡烛易熄灭，实验组蜡烛不易熄灭。

萨克斯实验：曝光的半叶与碘酒会发生反应变成蓝色，而遮光的半叶则不反应。

恩格尔曼实验：好氧细菌会集中在水绵叶绿体受光的部位。

鲁宾、卡门实验：两组植物在光合作用下释放的氧气分别为18O2和O2。

[实验知识构建]在普利斯特利实验中，学生可以根据实验过程发现植物的光合作用可以更新空气，与空气有关联；在萨克斯实验中，学生可以根据实验过程得到“植物在光合作用过程中会产生淀粉”的结论；在恩格尔曼实验中，学生可以根据实验过程发现植物叶绿体中可以释放氧气且叶绿体是光合作用的主要场所；在鲁宾、卡门实验中，学生可以根据实验过程得到“植物光合作用的氧气来源于水”这一结论。

在上述教学案例中，笔者借助科学家探究“光合作用”的相关实验过程来引导学生对光合作用进行探究，一方面能够更好地让学生体验生物知识在生物实验过程中动态变化和发展的全过程，另一方面也能够激发学生自主探究的欲望，促进学生自主探究习惯的养成。

二、设计课外探究型实验，引导学生自主探究

高中生物教材中涉及的实验类型十分丰富，既有验证型实验，也有探究型实验，多种类型的生物实验从不同的角度锻炼和发展了学生的能力。在实际教学中，囿于教学时长较短，一些探究型实验的开展受到限制。为此，在课后教师可适当拓展设计探究型实验，引导学生进行自主探究。

例如，在教学《生态系统及其稳定性》这一节课时，笔者设计了一个课外探究型实验——“平衡生态系统的建立”，并引导学生以螺蛳、金鱼藻和金鱼为实验材料来构建一个平衡的小型生态系统，大大地激发了学生的探究欲望。在教学中，笔者首先结合教材给学生讲解一些基本的实验方法，然后提出一个实验探究问题：为了维持这个小型生态系统的平衡性和稳定性，应如何处理金鱼、金鱼藻和螺蛳三者之间的关系？针对这个问题，学生开展了激烈的探讨，最终决定按照数量比例的不同将金鱼、金鱼藻和螺蛳分成三个不同的实验组，组与组之间形成对照，然后再对这三组的实验结果进行分析，探究维持一个生态系统平衡的条件。与此同时，学生也分成三个不同的学习小组，分别负责在实验周期内观察和记录本小组的实验结果。该课后实验时长两周，在此期间，每一组的学生都需要每天按时观察和记录生态系统中各生物的状态，待实验结束之后进行汇总交流。经过最终的实验结果探讨交流之后，学生发现在这个小型生态系统中，金鱼藻担任生产者的角色，金鱼担任消费者的角色，螺蛳担任分解者的角色，这些生物和水、空气以及阳光等非生物成分共同维持了整个生态系统的平衡与稳定。除此之外，学生得出了“生态系统的平衡是动态平衡且生物系统的自动调节能力有限”这一结论。

在上述教学案例中，笔者结合教材内容引导学生开展了一次探究实验。通过实验探究，学生的知识基础更为扎实，探究能力也得到了极大的提升。

三、优化探究实验方案，提升学生实验设计能力

目前，验证型实验仍是高中生物实验的主要组成部分，显然，这对学生探究能力的提升极为不利，同时也在一定程度上影响了学生实验分析与设计能力的培养与锻炼。为此，在实际教学中，教师应当优化高中生物实验结构，将一些验证型实验改成探究型实验，并引导学生优化设计探究实验方案，以提升学生的实验设计能力。

例如，在教学“生物组织中还原糖、脂肪和蛋白质的鉴定”这一实验时，笔者将其设计成一个探究型实验。首先，从实验名称着手，将其改成“探究食物化合物成分”，有效地激发了学生的探究欲望。接着，再根据实验内容提出相应的探究问题，比如“对于我们生活中常见的食物，比如面包、牛奶，你们觉得它们包含哪些化合物呢？”由于该问题与实际生活密切相关，学生的注意力瞬间被吸引过来，并猜测到：“我觉得可能会有脂肪、蛋白质、碳水化合物。”顺着学生的回答，笔者继续提出问题：怎样才能够鉴定面包中是否含有这些化合物呢？根据已有的生物知识，学生纷纷提出了自己认为可行的鉴定方案，比如有的学生认为可以用菲林试剂来探究和鉴定碳水化合物即还原糖的存在，有的学生认为可以根据“双缩脲试剂会和蛋白质反应”这个知识来用双缩脲试剂检测面包中蛋白质的存在，也有的学生认为探究脂肪的存在可以使用苏丹Ⅲ染液，因为苏丹Ⅲ染液和脂肪混合之后会变成橘黄色。瞬间，课堂气氛变得活跃起来，同时学生的实验探究思路也被有效打开。这样教学，不仅能够锻炼和提升学生的实验设计能力，还能够锻炼学生的创新思维，对学生探究生物实验、学习生物知识都有极大的促进作用。

总而言之，实验探究是高中生物教学中的重要环节，同时也是锻炼和提升学生探究能力、开拓学生创新思维的重要途径。在实际教学中，教师应当结合实际教学情况引导学生体验实验探究过程、设计课外探究型实验和优化探究实验方案，从而促进实验探究的有效进行以及学生能力的全面提升。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 刘恩山.普通高中生物课程标准（实验）解读[M].南京：江苏教育出版社，2004.

[2] 田光文.以探索性实验代替验证性实验的探究[J].中学生物教学，2001（2）：35-36.

（特约编辑 安 平）