基于科学探究的高中生物实验教学改革研究

【内容摘要】高中的生物课程是一门依托实验过程和结果作为证据的学科，需要学生饱含热情地参与其中，同时以科学探究为实验的标准，营造出愉悦且不失约束的气氛，让学生轻松地完成各类实验，对当中原理做到极大程度的掌握，将学生潜在的能力进行切实有效的释放，使之思维能力也得到相应的拓展。在新时期下，教师秉承着先进的理念，基于科学探究，对实验教学做到有针对性地改革，让学生在小组配合中对实验进行深入的探究，可将新旧知识结合去解决所遇的多个问题，在掌握知识内涵的同时也将其实验能力做到锻炼，构建出以科学探究为基础的高效课堂。【关键词】科学探究高中生物实验教学改革研究在生物教学中，各知识点之间有着潜在的联系，而且因其具有不同程度的抽象性，故应借助实验重现自然现象，展现其中原理，使学生吃透所学的内容，也能够在实验中感受到不同的乐趣，燃起参与热情并希望接触更多实验来满足自身的求知欲望。面对这种情况，教师带着前瞻性思维，基于科学探究来进行实验教学的优化，设计新颖的实践活动，配以丰富的教学资源将学生所应具有的科学素养做到极大程度的提升，同时巧用多样化的情境，让学生看到周身与生物学相关的现象，能够从生物学角度进行分析，得到所需的答案，树立起探究与求实的精神，在科学的方法下将不同的问题解决。一、丰富教学资源，强化科学素养1.解读经典实验在高中生物实验教学中，应深挖课本教材的内涵，对经典的实验做到细致化的解读，让学生形成科学精神，故教师通过互联网优势在多媒体等设备中展现经典实验的研究背景，解读研究的过程、实验步骤及结果。该过程中，学生看到实验的严谨性，也意识到实事求是的重要价值，使之开始模仿并形成科学意识来规范自身的操作。例如，在解读核酸的相关内容时，需要展现其在遗传中的作用，教师可在多媒体等设备中将实验的步骤进行分解，详细的解读每一部分操作，同时配以图文或视频的方式让学生看到实验中的变化。又例如，在进行双球菌的转换实验时，鼓励学生对实验进行分析，根据自身的能力对当中的不足做到弥补，使之带着自信去质疑，继而形成科学探究的精神。教师可进行灵活的点拨，将实验的研究背景传递给学生，同时巧用故事来燃起其操作热情，能够依托科学家的实验思路来进行后续的研究，使学生很轻松地接受到科学的教育，缓解以往的倦怠情绪而“乐学”，更是将其科学素养做到极大程度的提升。2.融入实验案例在新时期下，教师在授课环节有意传递科学探究的精神，使学生看到每一个生物知识均是在不断地尝试下获得，继而让其正视自身的不足并开始进步，做到全方位的成长。例如，在豌豆杂交的实验中，教师可通过故事的方式让学生走入当中情境，去感受孟德尔的实验精神，也体味到实验的效用，同时看到孟德尔为了一个实验可以投入巨大的精力，以此来观察豌豆在各阶段的成长情况，历时几年才寻找到当中规律。这些极为经典的案例，可使学生切实有效的培养所应具有的科学精神，释放其科学思维，使之在模仿的过程中感受实验的乐趣，找到生物知识的来源，构建极具科学探究意味的新型课堂。二、设计实践活动，打开思维空间高中生物实验教学有着极强的灵活性，同时也彰显出实践性，可让学生带着好奇去动手操作，将思维做到快速运转，切实有效的吃透书本内容，极大程度的提升其原有的实践能力。为此，教师基于科学探究有针对性地对以往的实验教学进行改革，在拓展实验内容的同时也能激发学生潜在的探究热情，使之手脑结合将新旧知识运用于各类实验，形成探究的精神并伴随其终身。例如，在解读细胞的吸水性时，需将渗透的原理进行展现，鼓励学生进行假设，给实验带来动力，继而通过动手操作去验证脑中的想法，感受到操作的严谨，也体验到当中的乐趣，更带着生物角度去看待周身的一些现象，用科学的方式进行准确的解释。首先，教师做了一个简单的演示实验，成功点燃了学生的好奇心，通过多角度的点拨让其逐层迈进，故给出讨论主题“这个实验可以简化一下吗，如果能简化，我们该怎么做？”。学生会将新旧知识做到结合，对实验原理进行相应的分析，继而萌生表达的欲望。其次，教师鼓励学生通过动手来展现脑中想法，学生将盖玻片掀开并滴入所需的蔗糖溶液，如此操作可省略之前的吸水纸吸引这一步骤，提升实验的效率，也减少对显微镜的污染，保护实验器材。与此同时，学生也会对简化后的实验成果有所考虑，故通过多次实验与对比来验证简化后的操作并不会影响到实验效果的精准性，使之产生不同程度的成就感，乐于对实验进行创新，给其个性特点的释放及发展带来较大的空间。最后，教师转换点拨角度，鼓励学生去寻找“能够替代蔗糖溶液的其他试剂”，使学生有信心去进行后续的探索，能够将试剂特点、实验原理等内容进行巩固。学生会根据蔗糖黏液所具有的黏性来寻找与之特点相同的试剂，考虑到较强的黏性易给显微镜带来污染，故从多种试剂中挑选出KNO3，不仅能替代蔗糖黏液，还可以直接省略给植物细胞滴加清水这一步骤，继而保证了质壁分离后的復原效果，使学生探究能力得到切实有效的提升。除此之外，在进行与有丝分裂相关的实验时，教师并未进行传统的讲解，而是鼓励学生对实验做到改进，将实验中所需的2～3mm的根尖长度做到调整，改为剪取1cm，便于后续的漂洗，解决以往易碎的问题，但会在制片时截取2～3mm的根尖分区。在该模式下，教师将以往的实验做到拓展，由学生来进行实验的创新，可通过尝试保证实验成果的精准性。三、巧用问题情境，形成探究精神1.设计问题串，点燃好奇心在高中生物课堂中，教师总揽全局，极大程度的挖掘各单元的授课目标间的潜在关联，展现出逻辑性，继而设计出与学生能力相契合的问题串，将其好奇心做到相应的释放并转换为求知的欲望，饱含热情的参与后续的实验活动。例如，在解读制备细胞膜的方法时，可抛出多个有一定联系的问题串：①是否可以直接观察到细胞膜？②它是由什么组成的？③细胞膜的功能是什么呢？待学生开始进行探究并产生问题意识时，教师并没有直接给出所需的答案，而是通过生活实例及实验来完成解答，学生会从中看到细胞膜所包含的成分，无需死记便可完成牢固的记忆。与此同时，教师可轻松将学科思想做到相应的渗透，例如，结构与功能之间的适应性，让学生感悟到“边界”并不只是空间上的，还可能会有特定的功能，才可让整个系统可以有效地运转，继而认识到生物结构的特点与内涵。在逐层递进的问题串中，学生通过探究感受到各知识点之间的潜在联系，带着好奇“一探到底”，能够完成自学成效的检验，也构建出饱含探究品质的新颖课堂。2.借助问题串，燃起主动性在进行问题串的设计时，教师秉承着先进的理念对问题串做到相应的创新，使之给学生带来极强的驱动力，继而走入深度思考的境界，模仿科学家并体味生物实验的魅力，将其思维带领至一定的深度。例如，在解读植物细胞的失水性时，教师借助问题串来传递书本内容，①通过临时装片的观察，你们看到了什么？②如果遇到无颜色的细胞，该怎么观察它的吸水和失水性？③除外表皮细胞之外，还有谁会拥有這些特性？学生面对这些问题不再局限于书本内容或之前所学的实验，而是将实验过程、物品等进行更换，以此来验证自身的想法并找到答案。部分学生会选用白菜叶来进行后续的实验，将失水的特点做到相应的掌握，与细胞的吸水性结合，寻找到当中的关联，能够站在生物学的角度去解释一些现象。该模式下，学生走出以往的思维禁锢，借助实验来夯实基础，燃起主动性，也将其科学探究的精神做到切实有效的培养。四、优化授课模式，关注探究过程1.传递探究方法教师应通过多元化的点拨让学生能够看到多种不同的探究方法，继而寻找到与自身喜好及能力相契合的方式，故教师开始传递探究方法，让学生参与探究的过程，由以往死记的被动位置做到相应的转换，走入“乐学”的主体位置。例如，在进行叶绿体的观察实验之前，教师鼓励学生根据书本内容去想“要观察什么？”，“如何对胞质环流现象进行加强”等，使之带着目的去完成后续的操作，不会呈现出盲目性。学生会在大方向的指引下进行细致化的观察，继而开始探究，围绕着生物知识点来探究，将其原有的观察能力做到切实有效的提升，也会使之在实验中将心中疑问解答，萌生成就感，迫切地希望在课堂或实验中接触更多的生物知识，也可带着生物眼光去探究，懂得先找准方向，再选择办法，通过实验与对比得到所需的答案，转换其科学探究的态度。2.训练探究能力小组合作模式可将学生所具有的智慧做到有效的汇集，使之在合作中表达出心中所想，那么多条思路会相互碰撞，继而萌生出创新的意识，再将新旧知识结合去进行验证，使之综合能力得到极大程度的锻炼。在合作中，学生原有的视野被拓展，可有效降低学习难度，在自由且不失规范的交流环境中使其科学探究的能力随之强化，也感受到生物规律。例如，在探究影响植物染色体数量的因素时，教师将学生分成4～6人的小组，秉承着“组内异构”的先进原则，让各层次能力范围的学生进行打散，同时注意“组间同构”，将小组合作的效用做到极大程度地发挥。教师让小组进行根尖分生区的观察，再讨论“分生区的分裂有什么特点，是减数分裂？”，使小组开始探究，部分组员认为并不是减数分裂，各组员便通过实验与探究来验证这一说法，掌握有丝分裂的特点，同时发现生殖细胞会进行减数分裂。在该方式下，学生能够吃透生物概念，在对实验现象进行分析时会理清思路，使最终的结论彰显出准确性。结语高中生物的探究性实验能够释放出学生潜在的创新意识