基于科学探究思维培养的高中生物实验教学策略

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　　摘  要：随着经济的不断发展，人们对教育的要求也越发提高，新课程改革也应运而生。从课程编排、设计到课程实施的各个方面，各个学科都非常重视科学探究在课程建设中的重要地位。生物学作为一门实验性很强的科学，高中生物所涉及到的一些基本原理以及规律都是律立在实验的基础之上。然而且前很多高中对生物实验课的开设较少，即便有也均以验证性实验或者教师演示为主，这样的教学模式大大降低了学生的生物实验能力，更加不利于学生科学探究能力的培养。因此这些问题在实际的生物课堂教学中亟待解决，本文结合自己的教学经验，对科学探究思维培养的高中生物实验教学策略进行了探析。
　　关键词：科学探究思维  高中生物  实验教学
　　生物学是研究生物现象和生命活动规律的科学。基础教育课程改革后，《义务教育生物学课程标准》也明确提出，学生在课堂教学中应体验基础科学探究过程，初步了解科学探究方法，形成科学探究思维。在教学中教师要培养学生以生物学科角度观察生活和自然，用实验来帮助学生建立理论和实践的知识架构，组织以探究为特点的主动学习是落实生物学学科核心素養的关键。在实验教学过程中培养学生的核心素养应当更应注重培养学生分析、评价和创造等高阶思维能力，要依托教材，深入挖掘教材中的实验资源，不断培养学生的动手能力和操作能力，提高学生的自主探究意识和创新能力。让学生在扎实基础知识的前提下，树立起科学求实的精神，建立起理性严谨的探究思维，使学生能够以生物学的角度，以科学的方法认知问题、思考问题和解决问题。
　　一、将结果转化为过程，培养归纳概括能力
　　“知识结果教学”强调将传授知识作为教学主导。将学生的学习行为与灌输知识联结。“知识过程教学”注重将知识产生和发展路径融入教学活动，在掌握知识结构中完善学习技能。高中生物实验教学由“知识结果教学”转化为“知识过程教学”模式，一方面促进学生认知思维的形成，另一方面调控学生理解思维的发展，进而有利于学生形成整体探究的思维模式，培养学生归纳概括能力。
　　例如在“使用显微镜观察细胞”教学活动中，教师先组织学生观察碘液染色的人口腔上皮细胞、龙胆紫溶液染色的蚕豆根尖分生组织细胞、大肠杆菌细胞和蓝藻细胞，引导学生画出在显微镜下观察到的细胞结构，再说出四种细胞结构的主要差异。通过进一步观察细胞切片活动，学生归纳概括并认同“有无核膜包被的细胞核是真核细胞与原核细胞的主要区别”结论。将“知识结果教学”转化为“知识过程教学”模式，教师可运用“执果索因”的教学方法，引导学生从结果出发探究产生结果的一种或者多种原因，帮助学生领悟多角度思维加工和分类过程，使学生的思维数量、思维质量、思维容量都得到发展和提升。
　　二、将理论转化为实践，培养演绎推理能力
　　“实践活动教学”模式在发展学生解决问题能力的基础上，促进学生逻辑思维由片断式拼接知识向连贯式应用知识方向发展，防止学生实证思维出现固化。“理论知识教学”转化为“实践活动教学”模式有利于构建学生应用知识的能力，在问题情境引导下，培养学生借鉴已有知识或实验现象，探讨或者预测未知实验过程，得出正确实验结论的思维素养。在应用已有知识解决未知问题的过程中，学生思维体系逐渐具体、完善和成熟。思维意识由简单化向复杂化方向提升，思维行为由模式化向创新化方向改变，思维观念由断层式向连贯式方向发展，推动学生演绎推理思维的提升。
　　例如在“细胞大小与物质运输的关系”中，在实际教学中教师可以将此实验设计成分组探究性实验，让学生进行分组探究，引导学生提出组合方案，再提供5组的材料（土豆+碘液、米豆腐+碘液、豆腐+双缩脲、含淀粉的琼脂糖块+碘液、萝卜块+红墨水），将学生分成5个小组，让学生根据组合的实验方案，每个小组实施一个实验方案，根据实验效果筛选出最合适的实验方案。使得教师与学生合作共同找到最适合做实验的材料，不仅可让学生亲自参与到实验的探究过程，同时也培养了学生大胆质疑、勇于探索和合作创新的能力。在这种完整的实验探究过程中，学生有更多的机会去观察和思考，从而培养学生形成良好的科学素养。三、将显性转化为隐性，培养建模论证能力
　　设计实验并进行实施是能加强学生生物知识技能，提高学生学科核心素养的重要手段。由显性问题教学转化为隐性探究教学模式强调变注入式教学为探究式、参与式教学。教师将学生探究问题涉及的原理、方法、步骤及背景知识等提前发布给学生，鼓励学生自主构建探究路径，促进学生在课前开展小组合作学习和初步讨论。学生课前便可形成理解问题、探究思考的思维习惯。这样高中生物实验教学过程真正成为学生自主发现和提出问题、分析和解决问题的过程。
　　如“DNA分子结构及其特点”活动中，教师利用“隐性探究教学”模式开展教学，教师提前向学生发放资料，引导学生从“四种脱氧核苷酸、基本骨架、双螺旋结构、反向平行”方面开展探究活动。在进行生物实验教学时，教师将教具发给学生，指导学生进行分组作业，结合课前探究的结果，合作构建DNA双螺旋结构模型。在此基础上，建立了DNA双螺旋结构模型。教学模式的转变使学生在充分了解研究问题的基础上进行探究性学习，十分利于培养学生探究性思维，并促进学生探究性思维的整体性和系统性的形成，最主要的是在培养学生知识迁移和应用的过程中，学生的建模和论证能力也得到了培养。
　　2018年9月13日，中国学生发展核心素养研究发布会上指出：将“理解和掌握基本的科学原理和方法;传承和保持实证意识、清晰逻辑、严谨求知;学会运用科学思维方式认识事物、解决问题”做为发展学生探究性思维的重要内容。作为教师，应该在有效利用高中生物实验教材中探究栏目的基础上，深度挖掘高中生物实验教教材的各个部分渗透的探究性学习理念，探究性学习不应该固定为特定的范式，它是一种课程理念渗透在整个实验教学中。
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