浅谈高中生物实验教学中科学方法的应用

前言：《普通高中生物学课程标准》将科学思维列为学生必备核心素养之一，并强调生物课程需要高中生积极地参与学习，在发现知识的同时查找信息、提出质疑并独立解决，逐步形成科学的思维习惯。而生物学实验教学是培养高中生科学思维的基本形式之一。因此，对科学方法在高中生物实验教学中的应用进行适当分析非常必要。

一、高中生物实验教学中科学方法的应用意义

1.缓解教学与考试矛盾 当前高中生物实验教学被普遍忽略，教师、学生均没有在生物实验中投入充足精力。与此同时，历年高中生在实验设计考察模块得分率较低，影响了总体成绩[1]。通过科学方法在高中生物实验教学中的应用，可以缓解教学与考试之间的偏差矛盾，提高教学效率。

2.落实新课程基本理念 新课程标准明确要求培养高中生科学素养，科学方法是科学素养的重要组成。通过在高中生物实验教学中应用科学方法，可以促使高中生理性辨识知识的起源、发展，激发高中生问题意识，剖析真理的相对性，为高中生科学素养提升奠定基础。

二、高中生物实验教学中科学方法的应用措施

1.组织探究性活动 在高中生物教学中，探究性教学是科学方法应用的主要途径，可以充分彰显科学方法应用过程，提高高中生科学素养[2]。以人教版高中生物选修1《生物技术实践》专题1《果酒和果醋的制作》为例，高三学生已经通过前面的学习掌握了与醋酸菌、酵母菌有关的知识，且对果酒、果醋的制作具有较大兴趣。

第一，为了让高三学生更加熟练地掌握实验操作知识且可以动手制作，首先，教师可以利用视频学习法，于课前提出探究性任务“自己动手制作无害绿色饮料”。

第二，在上述任务颁布之后，要求高中生利用课下时间浏览教材，跟随发酵前处理(图1)、渣汁分离、果汁澄清、二氧化硫处理、果汁调整、酒精发酵、过滤、杀菌、装瓶等方法，体验科学方法在实验中的应用。

第三，在学生了解果酒和果醋的制作原理之后，教师应为学生具体阐述果酒和果醋的基本制作做法以及基于视频的自主联想、体验思路。

第二，在高中生了解以果品为原料经酵母菌酿制低度饮料酒的方法的同时，指导高中生以小组协作的方式分析这一实验过程可改进之处，如“传统酿制工艺过于繁琐缺乏操作性”等。随后将高中生视线引向有活性菌种利用上，并鼓励其分享自己所了解、接触到的菌种培养、污染防控方法，进一步拓展高中生思维空间，促使其进一步认识了解酵母菌、醋酸菌，并熟悉探究性学习的一般科学方法，即确定课题——设计研究方案——做汇报——实践探究——报告成果——讨论成果。

2.梳理生物科学方法应用历程 在现行人教版高中三年级生物教材中，涉及了不同类型的多个实验，在以往实验教学时，高中生大多将注意力集中在每一个实验的过程(实验操作)、结果(实验现象)上，不注重思考实验过程操作的原因、是否可以更换其他的操作等问题。针对这一现象，教师可以利用思维导图的方法，为高中生梳理生物科学方法应用历程。在生物科学方法应用历程梳理过程中渗透科学方法，促使高中生跟随先人足迹汲取与实验相关的科学思维，在享受生物实验探索乐趣的同时接受科学方法的教育。

以人教版高中生物《生物技术实践》专题5《DNA 的粗提取及鉴定》为例，教师可以从提取DNA 的基本思路入手，围绕DNA 提取方法发展历程，为高中生梳理科学方法在DNA 提取中的应用。在梳理过程中，带领高中生回顾DNA 等大分子的物理化学性质与科学方法应用的联系。比如，根据DNA 与蛋白质等其他成分在不同浓度的氯化钠溶液中溶解度差异性，利用适当盐浓度，促使DNA 溶解、杂质沉淀。并鼓励高中生利用课下时间搜集资料并阅读整理，为其科学素养提升提供依据。

3.自主设计实验 生物学史上的多数重大发现都蕴含着科学方法，在充分挖掘教材的基础上，教师可以类似实验对比的方式，引导高中生自主参与科学方法应用及科学论证推理过程，同步培养高中生逻辑思维能力、科学探究能力等生物科学素养。如在关于胚胎工程的实验教学过程中，教师可以借鉴2010 山东高考理综试题35“胚胎工程培育试管牛”的过程，展示局部操作图(图1)，鼓励高中生根据自己在课程中所掌握的科学方法，自行设计胚胎工程培育试管羊、青蛙的过程，进一步拓展高中生应用科学方法空间。

总结：综上所述，通过在课程中应用科学的方法，可以同步提升高中生的生物实验能力、生物学习水平，引导其在思维层面构建生物知识体系，为生物复习奠定基础。因此，教师应注重科学方法在生物实验教学中的应用，合理设计探索性活动，梳理生物科学史，为高中生发展提供充足驱动力。