探究性学习在高中生物教学中的有效应用

孙焱

在新的教育改革中，所有的高中教师都开始关注提升学生的基本技能和素养。在此背景之下，高中生物教学广泛采纳探究性学习方式。学生在这样的教学环境中不仅可以塑造出乐观的学习态度，也可以激发学生对生物学的研究和学习热忱。

一、设置趣味性教学活动，调动学习热情

鉴于高中学生的学习兴趣偏好，当教师在进行生物课程的探究性学习时，应该安排一些和研究主题及课程内容紧密相连的有趣活动，不仅要指导学生享受、提升学习效率和独立思考能力，还要和他们构建积极的课堂交流环境。

比如当教师引导学生研究有关细胞结构的理论时，把“理解植物和动物细胞之间的差异与共性”设定为研究的核心，同时也会安排他们进行“寻找朋友”的角色扮演活动。首先，选出两名学生来担任“动物细胞”和“植物细胞”两个不同的角色，把“细胞壁”“细胞核”“细胞质”“叶绿体”“中心体”“液泡”“胞间连丝”这些身份分发给其他的学生。其次，“动物细胞”和“植物细胞”在各自的角色里寻求伙伴，最终构建了两个“朋友圈”。最后，教师和学生共同评估两个人所寻找的伙伴关系的精确性，也就是说动物和植物的细胞内部是否有对应的生理构造。在游戏过程中，学生可以享受深度和快乐的课程活动，并精确和稳固地理解各种细胞结构，这样就可以高效地完成探究性学习，进一步增强知识积累和专业修养。

又如在讲授“酶的研究与应用”时，教师可以让学生准备一些常规的衣物、普通的洗衣粉和含有酶的洗衣粉，指导他们按照小组的形式进行以清洁衣物为核心的研究和实践性试验。在这个过程中学生不仅可以通过比较衣物的清洁程度，理解酶如何处理污染物的生理机制，同时还可以深刻体验生物科技在日常生活中的应用价值，激发学生强烈的学习兴趣。

二、合理创设教学情境，培养科学思维

生物学科在自然科学的范畴内占据着关键地位。在高中生物教学中，教师需要协助学生打开思考的窗户，激发他们主动去研究知识点之间的逻辑联系，并且把生命科学的法则展现给他们。与此同时，教师需要把焦点集中在帮助学生掌握生物的基本概念，摒弃过去死板的教育模式，依照当前的课程真实状态，结合学生的学习状态来构建教育环境，指导学生进行生物研究，并且在不经意间塑造他们的科学思考和研究能力。

以“酶的特性”为例，在高中生物教学过程中，这门课程占据着相当关键的地位，其中包含探索性实验，也就是研究酶的功能如何受到各种因素的影响。教学过程中教师构建一个具体的场景，向学生呈现一块沾有油渍的抹布，接着指导他们去探究这个问题：如果需要使用洗衣粉清洁这块抹布，应该选择使用热水还是冷水呢？一些学生基于日常生活体验，建议使用热水清洁更为适宜。接着，教师指导学生去深入探讨这个问题：是否应该一直提高温度？有哪些因素可能会对酶的活性产生影响呢？教师引领学生搜集和规划试验工具，研究温湿度和酸碱度对酶活性的作用。经过一系列的探究，学生意识到温度和酸碱度对酶的活动有着显著的影响，而恰当的温度则是促使酶进行催化反应的关键因素。因此洗衣粉的酶活性可能因为处于冷水环境而受到限制，当处于温水环境时，随着温度的提升，酶的活性也将相应提升。但是如果超出了最佳的工作温度，那么酶的活性将会因为温度的上升而下降。所以，与沸水和冷水相比，使用酶洗衣粉的效果可能会更优。借助这种教学环境的构建，学生不仅通过实践获得新的认识，还能够锻炼科学思考能力，并培育探究精神。

三、开展高效课堂探究，激发学生探究动力

在生物教学创新中需要优化课堂探索的实施方式，这是一个非常关键的环节，对学生的成长和提升有着显著的作用。在进行课堂研究过程中，需要指导学生合理地运用课堂学习的时间，并在教师的引领下朝着正确的路径进行探究，以防止在探究过程中产生过多的误区和缺陷。在课堂创建一个相对热闹和活泼的探究环境，这样不仅能够吸引学生主动投入其中，同时也能够提升他们的探究思维能力，并且激起探究热情。

在教授《生态系统的物质循环》时，教师指导学生在课堂进行探究性学习，并激发他们提出各种独特的见解。某些学生持有观点“物质在生态系统中的流动”并非恒久不变，在各个階段的流动几乎无显著区别，而在特定的阶段将进入全新的流动。在教室里各个学生对“生态系统的物质循环”的研究和理解有着显著的区别。通过这种讨论和研究，学生既要深度理解教科书中的知识，又要利用尽可能多的实例来验证他们的理解。

在学生讨论和研究过程中，教师会对他们的正确见解和创新思维进行梳理，并在剩下的15分钟内做出总结。这样做的目的是弥补学生在讨论和研究中的缺陷，为他们提供更多的学习路径，使他们在研究学习过程中获得更深入的体验。通过对课堂探究学习的深入理解，成功地转变学生的沉默和孤僻，使得他们在课堂中能够自由地表达自己。教师在学生探究过程中获得大量的反馈，并且在接下来的研究中提供正确的引导，这将为学生创造更广阔的发展机会。

四、开展小组合作探究，提升学生素质

由于受到传统教育观念的束缚，当前的生物课程仍然使用灌输型的教育手段，使得学生在课堂中的角色被忽视，这不仅加大教师的教育压力和学生的学习挑战，同时也降低预设的教育目标。为了让学生在高考中获得优异的表现，教师往往只是单纯地传授各种知识和技巧，却没有重视对学生的探究精神和独立学习能力的训练，不能真正唤起学生探究生物知识的热情。在新的教育环境下，小组合作成为一种普遍的教育策略，得到众多教师的肯定，同时也在实践中获得显著的成效。小组合作学习不仅可以激发学生的学习热情，转变传统的单向教学方法，也有助于推动学生之间的协同沟通，培育创新思维。为了增强学生的探究精神和技巧，教师可以使用小组授课的策略，将学习生物科学理论和实践的主导权交给学生，逐渐提高他们的个人品质。

譬如教师可将《绿叶中色素的提取和分离》实验升级为探究性实验，依照班级学生的状况，将他们划分为两个小组，并为每个小组的学生安排各自的实验任务。一组研究各个叶子里的颜色和它们的数量，另一组则研究在添加乙醇和碳酸钙之后，各个叶子里颜色的数量和改变。与过去的实验教学有所区别，教师并未为学生详细说明实验的流程，而是让各个小组成员依照课本上的内容来进行团队讨论，一起制定实验计划，然后递交给教师审核，只有在教师的认可下才能启动实验。在实验过程中，小组需要独立指派记录员和操作员，完成实验后，需要进行深入讨论，寻找并解决实验过程中的问题，评估可能的偏差，并对实验结果的价值进行思考。这种实验性的探究教学方式能激发学生的学习热情。

五、借助翻转教学模式，学生开展自主学习

在课后自我学习是高中生进行深入学习的首要环节，他们能够在有限的课余时间里深入理解教材的主題，主动去思索学习的内容，并且认真地收集和整理相关的信息，为在课堂上的协作学习和相互帮助提供全面支持。高中生的身心已经趋于完善，他们拥有优秀的认知、思考和整合技巧，可以进行相对独立且自主的探究性学习。教师需主动向高中生传授学习方法，并给予他们探究性学习积极和有效指导。通过采用翻转教学方法，鼓励学生在课后独立和课堂协作学习，增强学生的团队协同能力和集体思维的创新性。

以“从生物圈到细胞”为例。这门课的理解难度相对较低，非常适宜于高中生进行探究性学习，通过自我学习，可以逐渐理解并掌握教材中所包含的生物学概念。通过课后阅读教材内容和仔细研究图片信息，学生可以对教材内容有一个基本的理解。因此，学生可以带着他们对前述内容的独特理解进入教室，和同学们共同进行探索和研究，重新进行相同主题的深入理解，在友善的互助和愉快的交谈中促进探究式学习的有效进行。通过翻转教学不仅让学生可以进行基础的自主学习，同时也让他们可以进行更深层次的协作学习。他们就可以通过将自身的思考和团队的智力进行有效的融合，从而达到优秀的、高级的、高效的探究性学习。

六、布置实践探究任务，提高知识应用能力

运用探究性学习的教学方式，许多学生的学习成果和品质得到显著增强，他们对于各个领域的知识都有深入的理解，同时也能在持久的学习过程中追求更高的目标。为了深化学习，需要为学生分配实际的探究工作。假设他们只停留在理论研究的阶段，那么他们的知识掌握和运用能力将大打折扣，同时也可能对生物科学的概念有所误解。对于探究型任务分配，应该为学生提供更丰富的可能性。

比如在教授《生态工程》时，教师指派的实践探究任务，是引导学生去探索和解读当地的“生态项目”，以确定它们是否满足“生态项目”的标准，对当地的生态环境带来了何种正面效果，以及它们在总体上对生态进步有何种的影响。一些学生基于湿地工程的理念进行实地考察和分析，发现湿地工程对于调节周围的气候和湿度有着积极的影响，它不仅增强环境的舒适感，也降低水土污染的风险，而且在空气质量的净化方面表现优秀。一些学生从公园绿化项目入手，经过实地考察发现这种项目可以提升土地的保护力度，降低商业活动的干扰。此外，公园内的人造湖泊对水资源的使用带来了显著效益，并且能够持续扩大城市的绿色覆盖范围。在实践探究任务的作用下，学生对“生态工程”的理解和思考有了全新的视角，教师为他们提供一连串的实例，使他们在研究完毕之后，能够有效地梳理出各个领域的知识，弥补自身的缺陷。在实践探究方法中，学生的知识运用技巧得到提升，打破传统研究方法的限制。

综上所述，随着社会和时代的进步，高中生物教学已经超越理论知识的范畴。教师需要持续优化教学方式，更好地适应社会的进步。具体而言，在进行高中生物教学时，教师需要激发学生的独立研究和学习技巧，并且要采用新的教育手段，提高学生的学习成果。因此在生物学科教学中，教师需要高度关注探究式学习的运用，增强学生的全面技能，同时也要营造积极的生物学习环境，使学生掌握更丰富的生物学知识。