高中生物探究性实验教学的实践研究
杨玉清 王颖敏 冯敏
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杨玉清 王颖敏 冯敏,. 高中生物探究性实验教学的实践研究[J]. 生物学报,2024.5. DOI:10.12721/ccn.2024.157047.
摘要: 随着新课改的不断推进,高中生物探究性实验教学成为新的发展方向,借助探究性实验教学能够培养学生观察能力、分析能力、动手能力,激发学生探究意识,增强生物学习效果。设计具有探究性的实验,能激发学生学习的主观能动性,促使学生在实验探究过程中学会学习、学会合作。本文主要对高中生物教学中探究性实验教学的实践策略展开分析,以为高中生物教学提供参考。
关键词: 新课改;高中生物;探究性实验教学;实践策略
DOI:10.12721/ccn.2024.157047
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引言

生物是一门具有代表性的理科学科,核心目标在于培养学生的科学精神,使学生树立正确的生命观念和自然观念。在实验课堂上,提升高中生的观察、实验、分析、归纳等基本技能,也能加强理论与实践的融合,有利于学生体会生物学科的本质与内涵,实现综合素养的提升与发展。高中生物教师在开展探究性实验教学时要增强知识的直观呈现,以小组为单位,鼓励学生与同学积极交流,相互配合来开展探究性实验活动,以调动学生的学习热情,强化学生的科学态度与科学精神。

一、合理设置探究问题,激发学生学习兴趣

生物探究性实验教学若想有效发挥其探究性作用,最为关键的就是设置探究性实验问题,借助问题的启发和引导,促使探究性实验教学发挥效果,激发学生学习兴趣,进而为后续深入实验探究打好基础。在设置实验问题时,教师应当结合实验内容合理设置问题情境,促使学生能够从探究情境中获得启发,提出质疑,大胆发表自己的看法。此外,教师在生物实验教学中还要注意筛选问题,引导学生思考更多有探究价值的问题。有效借助问题发散学生思维,激发学生对生物实验的探究兴趣,进而积极主动地开展探究性实验。

二、信息技术打造探究情境

高中生物实验探究活动中,教师可借助信息技术图文并茂、视听结合的优势创设生物实验探究情境,在有效提升高中生物探究实验教学效率的同时,让学生更深入地参与实验探究过程,领会生物实验的独特魅力。

例如,在高中生物必修第二册教材“孟德尔豌豆杂交实验(一)”一课中,引导学生根据孟德尔假说展开“性状分离比的模拟实验”时,教师便可以利用微课、希沃白板、多媒体电教设备等信息技术教学手段创设形象生动的生物实验情境,驱动学生展开小组合作探究。

首先,教师利用多媒体设备为学生播放纪录片《你最想知道的科学》第三集片段,再现孟德尔在修道院园地中对豌豆、山柳菊、玉米等多种植物做杂交实验,潜心研究豌豆杂交实验数年,最终发现生物遗传规律,创设生物探究实验情境,利用科学家的故事与生物史料调动学生的兴趣,激活学生的生物探究热情。其次,教师利用希沃白板呈现人工异花传粉示意图、豌豆的7对相对性状示意图、高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验示意图、孟德尔豌豆杂交实验结果以及高茎豌豆和矮茎豌豆杂交实验的分析图等,让学生结合形象直观的图例认识豌豆作为遗传实验材料的优势、把握孟德尔设计一对相对性状杂交实验的过程、理解性状分离的实质、了解孟德尔对分离现象的原因所提出的假说,促使学生在感知孟德尔豌豆杂交实验伟大之处的同时,学习孟德尔的科学探究精神与求真务实的科学态度,进而深受科学家精神意志的熏陶,主动围绕孟德尔对分离现象所提出的假说展开模拟式生物探究实验。最后,教师利用微课演示用不同彩球模拟性状分离比的实验视频,并鼓励学生在观看视频的同时对实验方案进行质疑,提出更具有创新性与可行性的优化路径,自主设计实验方案、展开实验操作。

之后,教师便可以让学生两两一组,利用装有不同颜色彩球的水桶合作展开性状分离比的模拟实验,引导学生总结实验结果、分析观察实验现象的方式,验证孟德尔假说的合理性,从而自主推导出孟德尔第一定律,即分离定律,实现深度的生物学习,得到生物核心素养的发展。

将资源丰富、手段灵活、形式多样的信息化教学技术以合理的方式引入高中生物理论教学与探究实验教学中,为学生创设直观形象的实验情境,不仅能够让学生更深刻地领会到生物学科的实质,感知到生物实验探究的意义,而且学生在结合图文影像和数据资料分析生物问题、探索生物定律、解释生物学原理的过程中,潜移默化地形成了科学探究的基本思路与一般方法。更重要的是,学生在质疑既定模拟实验方案时,其创新思维和演绎推理能力也得到了相应的锻炼,这对高阶思维品质的形成与生物实验探究能力的发展起到非常显著的促进作用。

三、小组合作拓展探究深度

高中生物教师在实际教学过程中必须重视起对小组合作学习模式的利用,合理组建实验探究小组,科学设置教学支架,驱动学生展开更高效、更有意义的生物实验探究。

例如,在高中生物教材选择性必修一“植物生长调节剂的应用”一课教学中,在学生掌握植物生长调节剂的几种类型与简单应用等理论知识后,教师可以设置【思考·讨论】话题“植物生长调节剂在生产中应用的评述”,并提供生活实例,如加入大麦芽(α-淀粉酶)生产啤酒;用膨大剂(膨大素)催熟西瓜、葡萄、草莓等水果;用青鲜素延长土豆、大蒜、洋葱等的储藏期,让学生结合植物生长调节剂的应用实例思考植物生长调节剂的应用范围、影响植物生长调节剂效果的因素、我国禁止使用的几种植物生长调节剂及其危害等问题。在学生围绕生活实例展开深度探讨后,教师便可以根据学生的认知情况、学习水平以及思维能力发展情况,将其分为A、B、C三个层次,并按照A∶B∶C=2∶3∶2的方法对学生科学分组,引导学生以小组合作的形式展开“生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”探究实验。通过对前置性话题的探讨,学生很快合作设计出实验方案。

而在各个小组根据自主设计的实验方案展开充分的探究后,教师要鼓励学生将整个实验探究过程(包含问题的提出、实验猜想、实验原则、实验材料准备、实验设计思路等内容)制作成PPT,并在下次生物课堂进行讲解,与其他小组交流实验探究心得。在这一过程中,教师还可以将多元教学评价嵌入学生的成果分享中,促使学生吸收可行建议,对生物实验探究过程查缺补漏、自我完善。

以小组合作学习模式引导学生展开生物实验探究,能够更好地体现核心素养视域下高中生物课程教学“以人为本”“一切为了学生发展”的素质教育思想,学生在小组合作研讨实验问题、处理实验数据、总结实验结论的过程中,其生物实验探究能力与科学思维水平呈现稳定进阶的良好态势,生物核心素养得以良性发展。

结语

总而言之,高中生物探究性实验教学过程中,要求教师必须明确探究性实验教学现状,正确认识到积极开展探究性实验教学的重要作用,而后在教学实践中,合理设置问题,激发学生学习兴趣,合理创设探究情境,营造探究学习氛围,创新教学模式,开展寓教于乐的实验探究活动,优化实验教学条件,提高实验教学水平,促使学生真正体验到探究性实验教学的乐趣,培养学生的生物学科素养。

参考文献

[1] 张菁菁. 新课标下高中生物实验教学的有效策略研究 [J]. 数理化解题研究, 2023, (03): 120-122.

[2] 潘丽云. 基于科学探究思维培养的高中生物实验教学策略研究 [J]. 教师, 2022, (36): 63-65.

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