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摘要：探究性实验是以学生探究为重点的实验。相较于传统的实验教学设计，探究性实验强调学生探究探索的主动性，致力于推动学生探究能力的发展。生物学是一门基础的自然科学类学科，其知识若以探究实验的形式展现给学生，便可以充分调动学生的学习积极性。文章指出，在实际开展探究性实验教学的过程中，教师要关注实验的设计，并从学生的发展入手作出实验预设，并给予学生引导，推动学生核心素养的发展。
关键词：高中生物学；核心素养；探究性实验教学
核心素养的培养是现阶段教师开展教学的重要要求。教师要关注核心素养的构成，并采用合理的教学方法来构建教学。实验是生物学教学的要素，教师要关注对实验教学的合理构建，让学生在参与实验的过程中获得能力的提升与发展。为了构建有效的实验，为学生提供能力发展的契机，教师需要对实验教学进行优化设计，具体可以从围绕核心素养、做好实验前教学、合理干预教学、给出合理评价四个方面着手。
一、探究性实验的价值
探究性实验指的是以学生探究为主要途径的实验，其相较于常见的验证性实验更强调学生探究的过程。在实验开始前学生并不会得知实验的结果，而是通过提出猜想、设置实验、验证猜想的过程来实现有效认知。从整体来看，探究性实验的开展可以优化实验教学的结构设计，给学生的探究提供充足的发展空间，使学生的生物学学科核心素养得到发展。通常来说，探究性实验的设计需要教师关注学生的探究过程，强调学生能力的提升与发展。教师要综合实际作出分析，思考实验教学策略的优化途径。核心素养是教师教学的重要内容[1]。因此，教师在设计探究性实验时要联系核心素养的具体维度，确保学生可以在参与实验的过程中获得能力的提升与发展。
二、探究性实验的教学设计策略
（一）围绕核心素养，完成实验教学设计
在设计探究性实验时，教师需深入剖析核心素养内涵，从核心素养的维度入手。
1.结合生物学学科核心素养，作出关联性分析
在探究性实验教学设计中，教师要从生物学学科核心素养的维度出发进行引申。
例如，通过研究《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》可以发现，生物学学科核心素养主要包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四个维度。为了构建有效的实验教学设计，教师要综合核心素养的各维度进行研究。一般而言，针对生命观念，教师可以在实验中强调学生对生命现象的观察和理解，让学生思索生物行为或细胞构成的实际意义；对于科学思维，教师则可以强调实验中学生的推论研究、整理总结，有效发展学生能力；对于科学探究，教师则需要注重学生的实验探究过程，使学生逐渐掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力，并在探究中勇于创新；对于社会责任，教师则可以将与生物学相关的案例融入实验前教学中，让学生能够作出理性解释和判断，提高解决生产生活问题的担当和能力。
2.选择具体项目，生成实验教学设计
教师要从学生的发展着手研究，选择具体的项目进行实验教学的规划设计。一般而言，不是所有的生物学实验都适合开展探究性实验。部分生物学实验具有高难度的操作要求，这部分实验不适于学生参与，学生可能难以达成实验目标，且可能会损坏仪器，还有部分实验存在一些危险。因此，教师要在实验开始前梳理实验信息，挑选难度适中、主题鲜明的实验项目。在实验教学设计过程中，教师可从小组的划分、小组实验目标的规划、学生猜想的提出、学生实验过程的设计等多个方面进行预设[2]。
例如，在进行“植物细胞的吸水和失水”的实验教学时，教师需要预先分析该实验是否适合学生独立完成。通过研究可以发现，该实验操作难度中等，没有危险性，学生可以独立完成，适合开展探究性实验。
（二）做好实验前教学，引领学生预思考
实验前教学是发生于学生实验开始前的教学。在教学中，教师可以综合实验的原理、实验仪器、实验目标等为学生作简要解读。通常来说，实验前教学的质量会直接关系到学生的实验参与和能力发展情况。
1.展示所用仪器，引领学生预认知
对学生预认知的引领是教师需要关注的重要内容。教师要利用课下时间研究、分析实验所用的仪器构成，再有针对性地进行分析，将仪器的功能与特征展现给学生，让学生产生思考和认知。在教学中，教师可以选择图解和实物展示的方式为学生作仪器解读，再从整体实验的构建入手，引导学生尝试操作实验装置，学习使用方法。
例如，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的教学中，教师可以在实验前教学中为学生进行解读展示。通过研究发现，本实验需要在密闭环境下进行，所需仪器包括量筒、试管、锥形瓶、玻璃弯管、橡皮塞、橡皮球或气泵。在明确了这些后，教师可以去实验室取出这些仪器在课堂上为学生进行简要解读，让学生观察各个仪器的构成，并了解仪器的使用注意事项。在这一过程中，为了防止实验前教学泄露过多的实验信息，影响学生的探究兴趣和效果，教师可以再介绍一些实验中用不到的仪器，如酒精灯、烧瓶等，作为干扰项目。
2.提出思考问题，推动学生预研究
在实验前教学中，教师也可以基于探究性实验的构建提出一些预思考问题。这些问题要与实验有直接的关联，对学生开展探究性实验有较大的帮助。为提高教学效果，教师可以利用课下时间预先设计相关的问题[3]。
例如，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”的教学中，教师可以综合本实验的构成，围绕学生探究学习的需求，提出思索问题。教师可以从酵母菌的构成、作用等角度出发设计问题，让学生在实验前预先进行思考，做好实验准备。针对本实验，教师提出的问题可以是“酵母菌是什么？它常常被用来做什么？”“酵母菌可以进行细胞呼吸吗？它的呼吸方式是有氧呼吸还是无氧呼吸？”“你准备使用什么样的方法来探究酵母菌的呼吸方式？”等。通过这些问题，教师可以引领学生展开深入探究，从实验内容入手思索酵母菌相关的内容。除此之外，为了让学生形成严谨实验的意识，形成社会责任感，教师可以寻找一些由于不规范实验导致实验失败或引发危险的案例，并让学生思考，而后分析对案例的想法。
（三）合理干预教学，推动实验进行
在教学过程中，为进一步提升实验的效果，优化学生的实验参与体验，教师需要从如何干预出发进行分析，思考影响教学的要素。一般而言，学生实验小组的构建是影响学生实验效果的一大要素，教师要利用课下时间思考实验教学中学生小组的分组方法，让学生的小组实验探究更高效。除此之外，教师还需要关注实验中学生可能出现的问题，并预设对应情境下教师干预的手段。
1.关注小组构建，生成有效小组
当前，学生实验多以小组为基本单位。在小组实验中，学生可以相互帮助合作。为了优化实验教学的设计，提高学生参与实验的兴趣，教师需要对学生实验小组的划分方式作出改变。就探究性实验而言，同组异质的小组划分方式更符合学生探究与学生小组良性竞争的需求。教师在构建学生小组时要坚持组间同质，组内异质的原则，指向学生的能力发展，从学生的实际能力入手。在小组划分完毕后，学生便可以通过合作参与实验探究。
以“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”实验为例，通过研究可以发现，该实验的进行需要学生做好严密的实验规划，并进行持续的跟踪记录。学生能否严谨规范地进行实验操作，会直接影响到实验的最终结果。在明确了这一点后，教师可以在课下调研，分析学生的基本学情与探究能力，并设计小型测验，找出学生所处的发展阶段，并对学生进行排名。在排名完成后，教师可以从排名的前后段抽取学生组成小组。这样设计的学生小组可以更好地完成探究实验。
2.给出合适建议，推动有效探究
在实验过程中，学生经常会出现一些误操作，也可能会遇到一些困难，这都会影响学生实验的有效进行[4]。面对这一情况，教师需要及时作出干预与引导，帮助学生解决当前的问题。在实际教学中，为了保障教师在干预学生实验的同时不影响学生思考的独立性，教师可以将直接的建议以问题的形式提出，用语言引导学生思考，让学生尝试找出可以解决问题的方法。
例如，在“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的实验探究中，针对学生无法有效对比植物插条生根的情况这一问题，教师可以观察并提出建议性问题。教师的建议可以“为什么不能作出植物插条生根情况的对比呢？”“什么因素干扰了实验的有效进行呢？”“同学们选择的植物是不是存在问题呢？”等问题的方式提出。在提出这些建议后，教师可以引导学生整体梳理实验，分析实验的各个环节，分析问题所在。
（四）关注学生问题，给出合理评价
评价是教学的重要构成部分，教师可以借助评价点评学生的总体发展情况。在探究性实验中，教师可用综合评价来定性学生的实验参与情况，明确学生的能力发展情况。为了推动学生核心素养的培养，教师在设计生物学实验评价时可以围绕核心素养要素展开。
1.观察学生行为，进行有效记录
在实验中，学生的实际行为体现了其能力素养的发展情况。教师要从小组和学生个人两个层面记录，整理相关信息。教师可以设计一个打分的表格，对照学生小组的各个方面，在观察学生探究过程的同时进行记录，为评价提供素材和依据。
例如，在“通过模拟实验探究膜的透性”的实验教学中，教师可以综合实验的开展作出分析，观察收录学生的实验行为。其中，对于学生实验小组，教师要分析其讨论活跃度、实验探究参与积极性、实验探究达成情况等；对于学生个人，教师需要关注学生的表现，分析学生是否认真专注地参与了实验。在完成相关观察后，教师可以着手根据学生的实际情况作出评价。
2.结合具体问题，给出评价建议
评价建议也是教师需要关注的一项重要内容。教师需要结合学生表现出的具体问题，整体给出相应的评价建议。一般而言，教师的评价可以从实验成果入手，指出哪些小组较完善地完成了实验、哪些小组存在欠缺。在这一评价结束后，教师可以围绕学生小组在探究过程中出现的问题进行说明，引导学生反思[5]。
例如，在“通过模拟实验探究膜的透性”的实验教学中，教师可以对学生在实验探究中存在的问题进行分析，在评价的同时给出改善意见。例如，教师可能发现有的小组存在组内分工混乱的情况，导致实验探究的效果受到了影响。针对这一问题，教师要先说明这一问题的影响，再引导学生进行反思，对小组内部的工作进行优化分工。
三、结束语
总而言之，生物学实验是生物学教学的重要组成部分。在实际教学中，教师要关注实验教学设计，思考与渗透核心素养，也要兼顾实验前教学的设计与实验中引领干预的进行，引导学生有效学习。在学生实验结束后，教师还要关注学生存在的问题，并给出合理的评价，推动学生发展。
参考文献
[1]万丽娟.核心素养理念下高中生物学探究性实验的教学设计及实践研究[D].芜湖:安徽师范大学,2019.
[2]陈莉.基于科学思维的高中生物学实验教学活动的开展[J].求知导刊,2021,292(40):77-78.
[3]向蓉.学科思维导图在高中生物学探究性实验中的教学应用研究[D].湘潭:湖南科技大学,2021.
[4]刘朝进.基于科学思维发展的高中生物学探究性实验教学[J].中学生物教学,2021(4):21-23.
[5]陈亚丹.微课在高中生物学探究性实验教学中的实践与研究[D].成都:四川师范大学,2019.后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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核心素养下高中生物学探究性实验的教学设计及实践研究论文
人参与 2024-08-14 09:45:06 分类 : 教育论文 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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