在高中生物实验教学中提升学生科学探究能力的策略

彭仕娟

【摘要】本文从两方面阐述了在高中生物实验教学中培养学生的科学探究能力：一是在实验教学中积极创设机会，让学生多参与实验来提高科学探究能力;二是再现知识的发现历程，注重分析推理培养学生的科学探究能力。

【关键词】高中生物;实验教学;科学探究能力

“科学探究”是2017年版2020年修订《普通高中生物学课程标准》四大核心素养之一，是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。生物学是一门实验科学，实验教学是生物学课程的重要组织形式之一。古往今来许多的科学家都是在生物实验过程中发现并论证了很多生物学的原理和概念，而对生命现象的分析、对科学探究过程的学习，都必须通过生物实验才能得到。生物实验增加了学生动手实践和体验的机会，可以很好地培养学生的科学探究能力，提高学生的生物学学科核心素养。那么教师如何在高中生物实验教学中提升学生的科学探究能力，本人认为可以从以下两方面入手：

一、在实验教学中积极创设机会，让学生多参与实验提高科学探究能力

实验能充分调动学生学习的主动性，培养学生的学习兴趣，培养学生的探索精神。所以，教师在教学中应该尽可能多创造机会，让学生多参与实验，让学生通过实验自己去获取知识。

1.通过观察、对比、推理提升学生的科学探究能力

如在学习《顶端优势》的时候，笔者让学生认真观察了地锦葵（锦葵科的一种小植物）的茎的生长形态，学生观察后很快就明白顶端优势是怎么回事了。于是，笔者再让学生观察它的根的生物情况，比较一下与茎叶的生长有什么相同？学生通过观察，很快发现它们的相同点：那就是根与茎都有一个明显的主干，主干较粗且长，侧枝或侧根较短，而且越靠近顶芽的侧枝越短，越靠近主根根尖的侧根也越短。于是我因势利导：“茎会产生这样的现象是因为顶端优势，那能不能说明根部也存在顶端优势呢？”于是学生便展开了讨论并最后得出结论：根的这种生长也是顶端优势现象。通过这样的实验，可以逐步增强学生观察、对比和推理的能力，在这个过程中不自觉地提升了学生的科学探究能力。

2.通过设计实验探究问题提升学生的科学探究能力

众所周知，实验设计是体现一个学生综合素质与能力的题型，也是近年来的高考中的热门题型，而往往又是学生失分较多的地方，所以，在平时的教学中逐步培养学生在这方面的能力是非常有必要的。

如讲《植物的向光性》的时候，笔者提出问题：植物的茎对单侧光刺激会产生向光弯曲生长的现象，大家有没有想过单侧光刺激对植物的根的生长会产生怎样的影响？大部分学生都说会向光弯曲生长，笔者笑而不答，布置了一个“单侧光对万年青根的生长的影响”实验，让学生模拟单侧光对植物茎叶生物的影响的实验，自己去设计、操作和观察，然后各个小组交流一下结果，并分析得出结论，最后由教师总结。像这样，让学生做书本上没有的实验，通过实验来获取书本上没有的知识，学生们的学习热情非常高涨，积极地查找相关资料，认真设计实验方案，非常好地提升了学生的科学探究能力。

3.灵活处理书本实验提升学生的科学探究能力。

教材上安排的实验，大多属于验证性实验，对于这些实验，笔者经常是先让学生认真预习，让学生懂得这一节课是做什么实验，怎么样做，然后才进实验室，让学生自己去讨论，自己去分析，自己去评价总结，最后才是教师作点评。这比教师先向学生讲授实验，再让学生做验证实验的效果要好许多。同时学生也提升了科学探究能力。

另外，对于书本上的实验，有时稍作改动，增加一些内容进去，也会让学生有意想不到的收获。例如，在做《质壁分离与复原》实验时，笔者在教材安排的0.3g/ml蔗糖溶液基础上加了两个项目：0.5g/ml蔗糖溶液、0.1g/ml蔗糖溶液，用三种不同浓度的蔗糖溶液来做这个实验，比较三组的结果有什么不同？最后提出一个问题：能不能利用质壁分离的原理设计一个实验来测定细胞液的浓度？如果能，应如何设计？

在这样的教学过程，学生思维一直处于活跃之中，极大地诱发了学生学习的积极性，有利于学生对教学内容的深刻理解和对知识的掌握，更有利于提升学生科学探究能力。

二、再现知识的发现过程，注重分析推理，培养学生的科学探究能力

生物有很多知识在现在看来是很简单的，但其实都是在无数次的实验之后总结出来的，这些简单知识的发现过程是非常有用的素材，充分利用好这些素材能提升学生的科学探究能力。

如在讲《DNA是主要遗传物质》时，笔者将格里菲思实验、艾弗里实验和噬菌体侵染细菌实验分别用投影放给学生看，再现了当年的发现历程，并设计了一系列问题，引导学生通过对影片的观察和问题的思考，一步一步得出结论。

看完格里菲思实验，笔者给学生提出问题：活的R型菌和高温杀死的S型菌在单独使用时都不能使老鼠致死，为什么混合使用后能使老鼠致死？学生通过看书和分析，发现在死去的老鼠体内提取出了活的S型，就会回答是S型细菌使老鼠致死的，因为只有活的S型细菌才能产生毒素使老鼠致死。然后笔者就顺水推舟，再提出下一个问题：明明是活的R型菌+死的S菌注射到老鼠的体内，有活的S菌出现呢？是死去的S型细菌复活了呢？还是由活的R型细菌变异而来？这时候很多学生就弄不清楚到底是什么原因了，于是笔者又提示学生：用来注射的死S菌是怎么死的？学生们笑了：书上明明写着是用高温杀死的。教师：回想一下高温处理过的蛋白质会怎么样？学生：发生变性，是空间结构发生改变。教师：能不能逆转，回到原来的状态？学生：不能。教师：那这个活的S型菌是怎样来的？学生们恍然大悟：原来是R型菌变异来的！这时候笔者又提出一个问题：R型菌单独使用时并没有变异成S型菌，为什么与死去的S型菌混合使用时就会？说明了什么？学生们通过分析之后就会得出结论：是死去的S型细菌有某种物质可以促使活的R型细菌发生变异，转变为S型细菌。笔者告诉学生：格里菲思当年也是这样推测的，你们与他的水平差不多了。学生们满足地笑了。于是笔者因势利导：那究竟S菌中是什么物质引起R型菌变异为S菌呢？便又引出了艾弗里实验，再播放艾弗里实验的影片，让学生看完影片后分析回答，大部分学生都能准确答出是DNA引起R型菌发生变异的，最后得出“DNA是遗传物质”这个结论。

在细胞核的功能、光合作用、生长素的发现、酶的发现等知识要点的教学中，笔者也采用这种方法，通过多媒体等手段，再现前人发现知识的过程，通过分析推理，一步一步地得出结论，让学生置身于当时的情景，使学生觉得就是自己在研究，在探索，学生的科学探究能力在不断的分析和推理中得到充分的提升。

总之，在生物实验教学中，教师应该重视培养学生科学探究的能力，并不断地进行培养和訓练，久而久之，学生科学探究的能力一定会得到发展。

参考文献：

[1]夏天.从学科核心素养角度例谈高中生物学实验教学[J].生物学教学，2018（12）.