如何利用高中生物实验培养学生探究能力

■福建省南平市顺昌县第二中学 张 煜

（吴淑媛）

在新课改的背景下，学生素养的培养变得更加重要。对高中学生而言，要想在未来成为生物专业人才，不仅要具备扎实的生物知识，还要具备高超的实验水平以及优秀的探究能力，只有这样，才能更好地促进自身发展，更好地应对社会的发展和变化。高中生物教师需提起对改革的重视，积极改善生物教学工作，通过多元化的手段开展生物实验，促使学生探究能力的不断提升。这样不仅能促使高中生获得全方位发展，也能推动教育改革的进程。

在社会的发展中，高素质人才的需求量越来越大。生物作为一门科学性极强的课程，对学生的探究能力的要求很高。本文将以生物实验为基础，对学生的探究能力培养方法作出相应的探究。

一、高中生物的实验教学现状

在高中阶段的教学中，生物是一门十分重要的学科。该学科主要研究生命现象，以及分析生物的活动规律。该学科不仅具有一定的抽象性，也具有较高的科学性与逻辑性。要想取得预期的学习成果，学生往往需具备较高的探究能力。特别是在生物实验中，只有具备探究能力与操作能力，才能切实地提高掌握程度。

传统的生物实验课往往更加注重学生的理论知识，以及实验的完成效果，而忽视了对学生探究能力的培养。这样不仅不利于学生素养的全面提高，也不利于提升学生生物学习水平。针对这种现状，生物教师需提起重视，并制订科学的实验方案，改善实验教学现状。

二、培养探究能力的重要性

（一）促进学科素养发展

生物学科具有很强的科学性，不仅需要学生具备扎实的理论知识，也需要学生具备强大的逻辑思维与探究能力。在生物课的实验教学中，教师要在讲解理论知识的基础上，加强对学生的探究能力的训练，在此基础上，促使学生的生物素养持续发展，进而推动学生生物成绩的提高。

（二）促进综合能力提升

学生在成长与发展中，只有具备优秀的综合能力，才能取得长久的发展，才能在社会变化中提高适应力。其中，探究能力作为一种重要的素养，对学生未来的进步有着重大影响。只有结合生物学科的特点，根据实验的要求，对学生进行探究能力的培养，以及探究精神的渗透，才能在潜移默化中锻炼学生的综合能力。

（三）提高生物综合水平

在生物学科中，理论知识是其中的基础，实验操作是其中的关键构成部分。学生要想提高实验操作水平，就要具备较好的探究能力。在一定程度上，探究能力与实验水平，能起到互相促进的作用。因此，增强探究能力能全面提高学生的综合水平。

（四）贯彻新课改的要求

新课改的提出使学生的素养发展备受重视。生物教师需积极响应教育号召，做好生物教学的改革，结合实际教学情况，培养学生的探究能力，从而推进新课改素质教育的进程，真正推动学生更好地发展。

三、生物实验中培养探究能力的方法

（一）营造生物实验氛围，激发学生探究能力

生物教师要善于借助教学氛围，提升学生的生物兴趣，为后续的能力培养打下基础，结合学生的实际需求与兴趣爱好等营造实验条件，取得较好的实验效果以及能力激发效果。

例如，当学生学习“细胞”相关内容时，学生需认识什么是“细胞”，并对生命结构的层次形成正确的认知，同时，学会用显微镜观察细胞，这也是一项基础的实验要求。教师可以采用个性化的教学手段激发学生的实验欲望以及探究能力。例如，教师可以依据学生的兴趣爱好进行个性化教学，主动向学生询问“喜欢的植物”或“喜欢的花卉”，并以此作为实验对象，提取细胞，以便于后续的研究与分析，通过这样的方式，为学生营造良好的生物实验氛围，激发学生的实验热情以及探究的欲望与能力。

学生在面对自己喜欢的实验对象时，往往会产生更多的实验问题，并对此进一步探究。在学生的交流与探讨中，在不同实验对象的比较与分析中，学生也能形成更深刻的探究意识，从而进一步推动探究能力的提升。长此以往，学生的探究欲望和能力能获得良好的培养。

（二）设置层层递进的问题，提高学生的探究能力

在设计相关实验时，教师可以设置层层递进的问题，对学生进行循序渐进的引导，让学生通过反复思考与推理，反复实验与分析总结，达到锻炼探究能力的目的。例如，在学习“细胞呼吸”的相关内容时，学生需了解生物的“有氧呼吸”和“无氧呼吸”的知识点。在设计这部分实验的时候，教师可以设置几个问题：如何控制有氧条件；如何控制无氧条件；如何判断二氧化碳的产生与否；如何判断其产生量是多少。在一步一步的问题引导下，学生学会利用与分析现有实验条件，从而达到预期的实验效果。在此过程中，学生能更好地掌握方法与过程，更好地总结实验经验与规律，从而形成对该学科的深次层认知。学生的实验技能提高的同时，探究能力也得到锻炼与提高，从而促使生物科学素养的不断提升。

（三）创新设计实验案例，提升学生探究能力

在生物教材中，一些经典案例虽然可以取得很好的教学成果，但较难满足学生日益增长的需求。教师只有结合时代的变化，进行实验案例的创新，才能切实推动学生的能力发展。结合生物实验的原理、操作与实验结论进行实验创新，是重要的能力培养手段。例如，在“酵母菌的细胞呼吸”相关内容中，教师可通过“试剂”与“器材”的创新，提升学生的探究能力。比如，在试剂方面，可以选择磷酸缓冲液代替氢氧化钠，目的是方便学生的观察，同时获得更稳定的实验现象。创新案例以及优化实验条件更加便于学生的观察与思考，从而让学生的探究能力得到提升。

（四）贴近学生实际生活，提高课外实验探究能力

在课堂的授课中，短短的45分钟往往很难满足学生的探究需求。因此，教师需借助课外实验，提高学生的探究能力，选择一些贴近生活的实验素材，提高生物学科的现实意义，进一步增强学生的实践运用和探究能力。

例如，在“细胞大小”以及“物质运输关系”的实验中，教师可以利用生活中常见的“食醋”与“凉粉”，替换“NaOH”以及“琼脂”，在提高安全性与环保性的同时，促使学生探究素养的提高。

（五）做好生物实验引导，培养学生探究能力

生物实验要求学生具有较高的严谨性，并且具备相应的思维能力。因此，在对学生实施教育的时候，教师要做好实验方法的引导。只有学生掌握良好的实验方法，才能获得实验活动的成功，才能获得探究能力的培养。在实验开始前，教师要引导学生明确实验步骤，了解相关的生物实验知识。通过理论与实验结合，不仅可以夯实学生的生物基础，也能培养学生的观察能力、分析问题的能力以及探究能力。

就具体而言，教师需从三个方面对学生实施引导，以提高实验教学的效果。一方面，在实验开始前，教师要引导学生做好充分的准备工作。学生不仅需要熟知注意事项，也要提高对实验的重视度，及时做好相关的数据记录。同时，学生需深刻理解实验的目的，以及实验步骤中的一些要点。只有全面做好准备工作，才能为后续实验活动打好基础，才能提升实验的顺利性与有效性。结合实验要求和目的，学生需自主实施操作，自主掌控实验环节。在充足的准备工作中，学生在深度参与中，不仅能降低实验失误的概率，也能提升结果的准确性。同时，学生在分析与思考的过程中，也能获得探究意识的开发，获得相应的能力培养。另一方面，在实验的过程中，教师要加强对学生的关注，提高学生操作的规范性，提升实验器材的使用效果。只有严格按照相关规定进行操作，才能进一步保障实验结果的精准性，进而避免学生受到错误结果的影响。同时，学生在动手操作的过程中，一旦出现一些预料外的问题，就要立刻解决，以免干扰后续的实验活动。对实验所得数据，更要认真做好记录，并且实施相应的归纳与整理，进行相关的数据分析与研究，以便于为实验报告提供理论指导，以及提供更加有效的数据支持。

除此以外，在实验结束后，要强化实验结果的分析。只有强化对生物实验的结果分析，才能促使学生思维发散，促使其探究能力提升。例如，教师可以给予学生一定程度的引导，为学生提供一些方向性的思路。比如，“实验过程中，为什么会出现这种现象，或出现这种问题”，以及“当前的实验方式，是否适合这个实验项目，是否能满足实验的需求，是否能达到实验的目的”。当学生进行数据分析后，再进行实验结果的研究时，带着这些问题进行思考，能达到更好的学习效果。学生在探索与研究的过程里，不仅能促使逻辑思维能力得到提高，也能提高分析能力以及探究能力。也就是说，借助生物实验，依托问题指导，不仅能提升学生的生物水平，也能提升理论知识的运用能力，以及培养学生的探究能力。

（六）培养学生的探究兴趣，提高学生的探究能力

在生物教学工作中，教师需认识到兴趣的重要性，并且致力于培养学生的实验探究兴致。只有提高学生的兴致，才能提高学生探究的动力，才能调动学生进行实验的积极性，从而进一步提高探究能力。通常情况下，教师可以使用学科渗透的方式，提升生物实验的乐趣，以便更好地调动学生的实验热情，增强学生的探究欲望。例如，在学习“土壤微生物”以及“分解作用”的相关内容时，可以通过其他学科的渗透教学，增强学生的探究热情。比如，在语文课程中，有一句著名的古诗词“落红不是无情物”。如果从生物学的角度来讲，为什么“落红”不是“无情物”？古诗词“化作春泥更护花”这句话，从生物学的角度分析，为什么它能“更护花”？“化作春泥”有哪些方式？当学生的探究积极性高涨时，教师可以引导学生开展生物实验，以“‘落红’的魅力”为基础，进行“分解作用”相关的实验，以便探究“土壤微生物”的秘密。这样的生物实验方式，往往可以有效调动学生的实验热情，进而提高学生的探究能力。

（七）设置生物问题情境，提升学生探究能力

在生物教学中，教师要设置生物问题情境，以便提升学生的探究能力。通常情况下，教师可以使用“问题串”的形式，培养学生的探究意识，提升其探究的能力。学生在一些问题的驱动下，往往可以主动地进行深入思考，进而达到相应的学习效果。生物教师要利用相关的逻辑结构，为学生设计一些“问题串”，并提升问题的关联性，借助“问题串”这一载体，贯穿各个教学环节，可以显著提高生物课堂质量。教师在设计一些教学的目标时，可以提高目标内在的关联性，立足于学生现有的认知水平，激发学生的探究潜能。当好奇心被调动、求知欲被激发后，学生往往可以形成更加浓厚的生物兴趣，得到更加强烈的学习体验。例如，在学生学习“细胞膜”的相关内容时，教师可以设置几个关联性强的问题：“细胞膜可以直接进行观察吗？细胞膜通常具备什么功能？它是由哪些成分所构成的呢？细胞壁是生物的生命系统边界吗？”设置与知识点相关的问题，将学生引入深层次的思考中，推动课堂质量的提高，推动学生探究能力的提升。与此同时，教师可以根据生活中的一些实例，促使学生进行深入分析，循序渐进地引出细胞膜的成分。在学生的探究过程里，学生将会理解“功能与结构相适应”的意思，将得到“系统边界与空间外围”的相关感悟。无论是对学生思维的培养，还是对学生探究水平的提高，这种教学方法都能起到很好的作用。学生在一探到底的过程中，可以检验自身的学习成果，也能养成勇于探究的品质，构建高质量的生物实验课堂。

另外，借助“问题串”的形式，还可以提升学生的探究性学习能力，拓展学生的学习广度与深度。无论是对创新思维的培养，还是探究思维的培养，这种方法都具有良好的效果。在生物实验教学中，教师要勇于创新教学模式，提高“问题串”教学的价值。在该模式下，当学生的问题意识被启发，将会得到更有效的思维锻炼。例如，在学习“细胞失水”与“细胞吸水”的内容时，教师可以依托问题串的形式，促使实验教学创新。比如，“观察临时装片时，每次都有哪些不同的现象？这一现象特征是不是表皮细胞独具的特点？而对那些没有颜色的细胞，需要使用哪种观察方法呢？”在这些问题串的支持下，学生的思维将得到发散，思绪也将更加清晰。在这种指导与教育下，学生可以使用不同的实验方式，对生物知识实施巩固和验证。除此以外，教师可以使用白菜叶这一生活化材料，组织学生实施实验操作。这样也能完成实验任务，观察实验的过程。经过这一系列的教育和锻炼，学生能在不知不觉中培养创新思维，增强探究意识与能力。

四、结语

总而言之，生物教师要积极响应教育号召，改善教学现状，促进学生探究能力的发展；通过营造实验氛围，设置层层递进的实验问题，培养高中生的探究能力；通过创新实验案例和课外拓展实验等，提高学生的探究能力；结合具体生物实验要求，采取多样化的教学手段，实现高中生知识与能力的协调发展。