前言
生物是学生在高中学习时所要着重学习的科目，能够帮助学生获取简单的生物遗传学知识，为后续的专业化学习奠定知识基础。而实验教学是高中生物的重要组成部分，对于培养学生的动手能力、实践能力以及自主学习能力都会起到极大的帮助，对探究性实验教学进行优化和创新是发挥实验在生物学习中作用的重要举措。本文将从实验教学的重要性入手，通过分析当前探究性实验教学中存在的问题，探索优化和创新的途径。
一、探究性实验教学对于高中生物的重要意义
探究性的实验教学是指学生通过小组合作的方式，在相对轻松的环境下进行实验研究，从中获取相应的生物知识，达到学习的效果。探究性实验分为以下几步：提出问题、设计方案、讨论修改、实践操作、结论分析，能够帮助学生主动探索问题，并且通过实际动手实验得出结果，培养学生动手能力的同时还加深了学生对于相关知识的印象，是实现教学目标的重要举措。在实验的过程中，学生还要注意对变量的控制，设计实验时应当充分考虑到对于其他环境和因素的限制，避免其他变量对实验结果产生影响，这就需要在设计之初就进行严格的优化考量，保证实验结果的有效性和科学性。而探究性实验还能够激发学生的学习兴趣，对于问题的探索过程能够充分帮助学生在学习过程中收获成就感，而探索的过程则可以帮助学生加深学习印象，领悟学习知识。
二、高中生物教学当前存在的探究性实验问题
然而当前的高中生物实验教学中依旧存在诸多问题，对于探究性实验的发展造成了一定的阻碍。首先就是在高中生物实验中，“验证性实验”远多于“探究性实验”。验证性试验是在已知结果的前提下通过实验对结果进行验证，这种实验方法缩短了实验时间，但是同样降低了学生对于实验的兴趣，以及对于学生的创新思维不能起到培育作用。此外实际动手的机会少也是当前生物实验教学中的一大制约因素，由于时间或者场地的限制教师在进行实验教学时大多采用播放录像的方式，使得学生虽然通过录像对实验有了大致的了解，但是动手能力并没有得到锻炼，学生对于实验的印象不深，容易出现记忆或者理解上的偏差。学生不能通过对探究性实验的多种设想培育创新思维，也不能培育动手能力，因此学生的主动性无法得到充分发挥。
三、有效实现探究性实验教学优化和创新的途径
（一）创新教学方法，使学生在疑问中主动学习
实现探究性实验教学需要教师创新教学方法，通过提问式、启发式的教学，帮助学生主动对知识进行探索，在疑问中主动学习。探究性实验需要学生自己对实验的内容进行探究，这就需要学生对于实验的内容有自己的设想，并且自行进行实验设计。教师应当摆脱传统的灌输式教学，对学生的实验进行引导而非指导，帮助学生发挥学习自主性。例如在对细胞进行染色的实验中，教师就可以引导学生思考如何对细胞进行染色，而染色的结果又应该怎样观察，什么样的细胞可以用来做这个实验。通过提出问题的方式让学生主动想到使洋葱表皮细胞；同时还可以通过引导学生再制作口腔上皮细胞，进行动物细胞和植物细胞的对比，增强实验的准确性。
（二）分析实验过程，在总结中培育创新思维
教师在教学的过程中还需要注重对实验的过程进行分析，帮助学生总结相关的经验，在总结中培育创新思维。实验的具体过程是学生验证自己猜想的具体表现，反映了学生在知识掌握和实际操作上的种种不足，对实验过程进行分析可以帮助学生优化实验的步骤，对实验方法进行简单的改良，使得实验的效果更加明显，从而实现创新思维的发展。例如学生在进行“原生质层与半透膜”的实验时，通过将蔗糖溶液透过洋葱表皮的前后洋葱表皮内的液泡大小、原生质层位置和细胞的大小与清水透过后的洋葱表皮进行对比，分析原生质层与半透膜的关系：若原生质层等于把半透膜，则水分子得以穿过半透膜而蔗糖分子被拦截，因此蔗糖溶液中的液泡和细胞变小，而清水中的则变大，将实验结果与预先假设进行对比，验证猜想的同时帮助学生学会独立思考，学会学习。
（三）开放式实验教学，提升学生的创新思维
开放式的实验教学主要包括实验资源、时间、内容三个方面的开发，该种实验教学模式能够充分体现学生的个人特征，让学生自主在实验中学习生物知识，加深学生对相关知识点的记忆，达到培养学生的生物实践操作能力、生物学科素养的教学目的。要不断提高学生的知识归纳能力和实验总结能力，仅仅通过理论课堂上的教师讲解是远远不够的，还需要教师结合教材知识，带领学生进行具体的实验操作，让学生不断将书本上刻板单一的知识转化为自己容易理解的知识，并掌握该门学科的学习技巧。自主学习能力本来就是高中生需要培养和具备的学习能力，而生物实验则更强调学生的自主学习能力，因为想要学生进行实验前的思考以及实验后的总结，必须通过学生的自主学习完成更系统性的实验，并通过实验掌握更多的理论知识，在知识点上有所创新。
例如，在引导学生进行“观察叶绿体、质壁分离及其复原”的实验时，教师可以先让学生在实验前提出自己的疑问，将其整理在草稿纸上，并自己思考这些问题的答案。然后教师让学生根据疑问进行实验，通过实验检验思考是否正确，如果不正确教师需要及时给予正确的指导。随后教师给出假设：“为什么一定要用洋葱表皮进行实验？如果用白菜叶表皮代替洋葱表皮可以吗？”“在实验过程中可以用食盐水代替蔗糖溶液吗？”然后让学生自主进行实验验证这些假设是否成立，思考如果不成立是为什么。虽然实验比较繁琐，但是学生通过一次又一次的实验，不断加深了对该知识点的记忆。当学生在做题时，就会重点思考教师在实验中提出的假设，这样就能提高学生做题的准确率，而且即便过去很长时间，学生对该实验中的知识点依然会记忆犹新。
上述实验教学模式的重点是开放和创新，可以让学生全方位地思考问题。在这种实验教学模式下，学生可以有很多自己想象、思考的空间，以及自己亲自动手实验的机会。此外，学生可以在教师的引领下，充分地发挥自己的积极性和主动性，从而增强自己的创新实践能力。
结语
高中生物是一门理论与实验并重的学科，加强探究性实验的优化与创新，是充分发挥学生学习主动性，培育动手能力和创新思维的重要举措。教师应当创新教学方法，帮助学生分析实验过程，实现探究性实验对综合能力的发展。
参考文献：
[1]王永林.基于核心素养的高中生物实验探究性教学策略研究[J].成才之路，2021（19）：124-125.
[2]王乐燕.核心素养下的高中生物实验探究性教学研究[C].中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会.2020课程教学与管理云论坛（贵阳分会场）论文集.中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会：中国智慧工程研究会智能学习与创新研究工作委员会，2020：162-166.