張小春

摘 要：本文探討了高中生物實驗教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)方面的重要性、存在的問題以及優(yōu)化措施。高中生物實驗教學(xué)不僅有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，還培養(yǎng)了他們的創(chuàng)新思維。然而，目前實驗教學(xué)面臨著資源不足、傳統(tǒng)教學(xué)方法和評價體系不完善等問題。為了解決這些問題，建議學(xué)校應(yīng)該加大實驗教學(xué)資源的投入，更新設(shè)備和培訓(xùn)教師。同時，教師需要采用現(xiàn)代教學(xué)方法，鼓勵學(xué)生自主探究。評價體系應(yīng)該更加全面，注重學(xué)生的科學(xué)探究能力。通過這些措施，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，為他們未來的學(xué)術(shù)和職業(yè)發(fā)展提供堅實的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：高中生物實驗教學(xué)；科學(xué)探究素養(yǎng)；綜合素質(zhì)；創(chuàng)新思維；教學(xué)資源

在這個信息爆炸的時代，僅僅傳授學(xué)生知識已經(jīng)不能滿足他們的需求，需要培養(yǎng)學(xué)生具備獨立思考、問題解決、實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析等多方面的能力。而高中生物實驗教學(xué)正是為了滿足這一需求而生?？茖W(xué)探究素養(yǎng)不僅有助于提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，也為他們未來的職業(yè)和科研生涯奠定堅實基礎(chǔ)。在各種科學(xué)領(lǐng)域中，探究性思維和創(chuàng)新能力是成功的關(guān)鍵。因此，通過高中生物實驗教學(xué)，可以為學(xué)生提供一個鍛煉科學(xué)探究素養(yǎng)的重要平臺，培養(yǎng)他們成為未來社會所需要的創(chuàng)造性和有遠(yuǎn)見的科學(xué)家和決策者。在這個背景下，本文將探討如何優(yōu)化高中生物實驗教學(xué)，以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

一、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的重要性

（一）提高學(xué)生的綜合素質(zhì)

提高學(xué)生的綜合素質(zhì)是教育的根本目標(biāo)之一，而科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)在這一過程中起著重要作用。以“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗為例，在這個實驗中，學(xué)生需要仔細(xì)操作實驗器材、準(zhǔn)確測量和控制實驗條件，這些活動要求他們具備熟練的實際操作技能。例如：在上述實驗中，學(xué)生需要精確地加入過氧化氫溶液，調(diào)整反應(yīng)的溫度和pH值等，這些操作不僅鍛煉了他們的手眼協(xié)調(diào)能力，還培養(yǎng)了他們的實驗技能。在進行實驗前，學(xué)生需要設(shè)計實驗方案，包括選擇合適的變量、控制條件和確定實驗步驟等，這要求他們具備邏輯思維和問題解決能力。而在實驗過程中，學(xué)生需要收集和分析實驗數(shù)據(jù)，判斷實驗結(jié)果的合理性，這有助于他們培養(yǎng)分析思考的能力。以實驗為例，學(xué)生需要比較不同條件下過氧化氫的分解速率，通過數(shù)據(jù)分析，他們可以得出結(jié)論，并解釋結(jié)果背后的化學(xué)原理，這對于培養(yǎng)他們的邏輯思維和分析能力具有重要意義。在高中生物實驗中，學(xué)生通過實際操作來觀察和探究生物化學(xué)現(xiàn)象，這使他們能夠?qū)局R與實際經(jīng)驗相結(jié)合，更深入地理解科學(xué)概念。以實驗為例，學(xué)生可以通過實際觀察和數(shù)據(jù)分析，理解過氧化氫分解的反應(yīng)機理和影響因素，這不僅提高了他們的科學(xué)素養(yǎng)，還增強了他們對生物化學(xué)知識的理解和記憶。科學(xué)思維包括質(zhì)疑、探究和解決問題的能力，這些都是在實驗中培養(yǎng)的關(guān)鍵技能。而實踐能力則包括實驗操作、數(shù)據(jù)分析和實驗報告撰寫等，這些技能不僅在科學(xué)領(lǐng)域有用，還在日常生活中具有重要意義[1]。

（二）培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維

在高中生物實驗中，學(xué)生不僅需要掌握科學(xué)知識，還需要運用這些知識來解決各種復(fù)雜問題，這促使他們積極參與實際探究，培養(yǎng)了創(chuàng)新思維和解決問題的能力。高中生物實驗教學(xué)鼓勵學(xué)生獨立思考。學(xué)生在實驗中面臨的問題通常不是標(biāo)準(zhǔn)答案可解的，而需要他們提出獨立的假設(shè)和解決方案。這種自主思考的過程激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新欲望，培養(yǎng)了他們的創(chuàng)造性思維。他們學(xué)會了尋找問題的根本原因，提出新的觀點和解決方案，這對于培養(yǎng)創(chuàng)新思維至關(guān)重要。高中生物實驗教學(xué)強調(diào)了實驗設(shè)計和數(shù)據(jù)分析的重要性。學(xué)生需要設(shè)計實驗來驗證自己的假設(shè)，并分析實驗數(shù)據(jù)以得出結(jié)論。這個過程要求他們運用科學(xué)方法，進行邏輯思考，尋找問題的解決途徑。通過不斷的實驗和數(shù)據(jù)分析，學(xué)生逐漸培養(yǎng)了解決問題和創(chuàng)新的能力，這對于未來的學(xué)術(shù)研究和職業(yè)發(fā)展都具有積極的影響。高中生物實驗教學(xué)也鼓勵學(xué)生在團隊合作中發(fā)揮創(chuàng)新思維。在實驗中，學(xué)生通常需要與同學(xué)合作，共同解決問題。這要求他們相互交流和分享觀點，共同尋找創(chuàng)新的解決方案。通過與他人合作，學(xué)生學(xué)會了接受不同的意見和思維方式，拓展了自己的思維邊界，促進了創(chuàng)新思維的培養(yǎng)。

二、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)存在的問題

（一）實驗教學(xué)資源不足

實驗教學(xué)資源不足的原因之一是預(yù)算有限。許多學(xué)校面臨著有限的教育經(jīng)費，這導(dǎo)致了實驗室設(shè)備和材料的投入受到限制。購買和維護實驗設(shè)備需要大量資金，而一些學(xué)?？赡軣o法承擔(dān)這些費用，因此無法提供充足的實驗資源。實驗設(shè)備更新不及時也是問題的原因之一?？茖W(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，新的實驗設(shè)備和技術(shù)不斷涌現(xiàn)。然而，一些學(xué)校由于預(yù)算限制或管理不善，難以及時更新實驗設(shè)備，導(dǎo)致學(xué)生無法接觸到最新的實驗方法和技術(shù)，影響了他們的科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。由于實驗設(shè)備和材料不足，學(xué)生無法進行足夠的實驗操作，這限制了他們的實際探究機會，阻礙了科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。學(xué)生無法親身體驗實驗過程，難以培養(yǎng)實際操作和實驗設(shè)計的能力。實驗教學(xué)資源不足影響了教學(xué)質(zhì)量。老舊的設(shè)備和材料可能不夠穩(wěn)定和可靠，容易出現(xiàn)故障，導(dǎo)致實驗的順利進行受到威脅。這可能會導(dǎo)致學(xué)生無法完成實驗任務(wù)，影響了他們的學(xué)習(xí)體驗和學(xué)術(shù)成績。實驗教學(xué)資源不足可能影響學(xué)生的興趣和激情。當(dāng)學(xué)生無法進行有趣和富有挑戰(zhàn)性的實驗時，他們可能會感到沮喪和失望，減少了對科學(xué)的興趣。這可能會導(dǎo)致一些學(xué)生放棄科學(xué)學(xué)科，錯失了發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)的機會。

（二）教學(xué)方法過于傳統(tǒng)

傳統(tǒng)的教學(xué)方法源于教育體系和教師教育的傳統(tǒng)。一些教師在教育學(xué)校接受的培訓(xùn)中可能主要接觸到傳統(tǒng)的教學(xué)方法，導(dǎo)致他們在實際教學(xué)中延續(xù)了這種傳統(tǒng)。教育體系中的考試評估也傾向于重視知識的傳授，這可能使一些教師更加偏向于傳統(tǒng)教學(xué)方法，忽視了科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)往往注重知識的灌輸，而忽視了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和探究過程。在這種教學(xué)方法下，教師通常扮演著知識的傳授者的角色，而學(xué)生被動地接受信息。這種單向傳授的方式限制了學(xué)生的主動參與和思考，阻礙了他們的創(chuàng)新思維和獨立思考能力的發(fā)展。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法還可能導(dǎo)致學(xué)生對科學(xué)失去興趣。當(dāng)學(xué)生被動地從教師那里獲取知識，而不被鼓勵自己去發(fā)現(xiàn)和解決問題時，他們可能感到學(xué)習(xí)變得枯燥乏味。這可能會導(dǎo)致一些學(xué)生對科學(xué)失去興趣，錯失了培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)的機會。傳統(tǒng)的實驗教學(xué)方法可能限制了學(xué)生的創(chuàng)新能力。在這種方法下，學(xué)生通常按照固定的步驟進行實驗，很少有機會自己設(shè)計實驗或提出問題。這限制了他們的創(chuàng)新思維和解決問題的能力的培養(yǎng)[2]。

（三）評價體系不完善

評價體系的不完善在一定程度上受到傳統(tǒng)教育觀念的束縛。長期以來，教育體系主要關(guān)注知識的傳授和學(xué)生對知識的掌握，因此評價體系更多地側(cè)重于考核學(xué)生對知識的記憶和運用。這導(dǎo)致了評價體系的偏向，忽視了科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。評價體系的不完善也與評估方法的限制有關(guān)。傳統(tǒng)的評估方法主要依賴于筆試和考試，難以全面反映學(xué)生的科學(xué)探究能力?？茖W(xué)探究素養(yǎng)涵蓋了實驗設(shè)計、數(shù)據(jù)分析、問題解決等多方面的能力，很難通過傳統(tǒng)的考試來全面評估。因此，評價體系更傾向于依賴傳統(tǒng)的知識性考試。評價體系不完善可能導(dǎo)致學(xué)生追求表面的知識掌握而忽視了深入思考和科學(xué)探究的重要性。學(xué)生可能傾向于死記硬背知識，而不去真正理解和應(yīng)用這些知識，因為他們知道這是評價體系所關(guān)注的。這可能會阻礙學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。評價體系的不完善可能降低了教師的教育熱情。教師受到評估結(jié)果的影響，他們可能更關(guān)注學(xué)生的考試成績，而忽視了科學(xué)探究教育的質(zhì)量。這可能導(dǎo)致一些教師采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，因為這種方法更容易提高學(xué)生的考試成績。評價體系的不完善可能妨礙了學(xué)生的綜合素質(zhì)和未來的發(fā)展?？茖W(xué)探究素養(yǎng)是學(xué)生未來職業(yè)發(fā)展和社會參與的關(guān)鍵能力，而評價體系的局限性可能使一些學(xué)生無法全面發(fā)展這些能力，影響了他們的未來發(fā)展。

三、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的優(yōu)化措施

（一）加大實驗教學(xué)資源的投入

加大實驗教學(xué)資源的投入在于滿足學(xué)生實驗需求、提高實驗質(zhì)量、促進科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)。投入實驗教學(xué)資源有助于滿足學(xué)生的實驗需求。高中生物實驗教學(xué)需要一定數(shù)量和種類的實驗設(shè)備和材料，以支持學(xué)生完成不同的實驗任務(wù)。然而，一些學(xué)校由于預(yù)算限制或管理不善，常常面臨實驗資源短缺的問題。如果學(xué)校能夠加大投入，購置更多的實驗設(shè)備和材料，就能夠更好地滿足學(xué)生的實驗需求，提供更多實踐機會。增加實驗資源的投入有助于提高實驗質(zhì)量。更新和維護實驗設(shè)備是保證實驗質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。老舊的設(shè)備可能不夠穩(wěn)定和可靠，容易出現(xiàn)故障，影響實驗的順利進行。通過投入資金更新設(shè)備，可以確保實驗的可行性和準(zhǔn)確性，提高學(xué)生的實驗體驗。投入實驗教學(xué)資源也有助于培養(yǎng)實驗教師的能力。教師在實驗教學(xué)中扮演著重要的角色，他們需要具備豐富的實驗經(jīng)驗和教學(xué)技能。學(xué)?？梢蕴峁I(yè)的培訓(xùn)，幫助教師了解最新的實驗方法和技術(shù)，提高他們的實驗教學(xué)水平。這將有助于提高實驗教學(xué)的質(zhì)量，使學(xué)生更好地受益于實驗教育[3]。

（二）改革教學(xué)方法

改革教學(xué)方法是提高高中生物實驗教學(xué)質(zhì)量和培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)的關(guān)鍵措施之一，探究式教學(xué)和項目式教學(xué)等新的教學(xué)方法為學(xué)生提供了更多主動參與和自主學(xué)習(xí)的機會[4]。以“酵母菌的細(xì)胞呼吸方式”探究活動為例，在酵母菌細(xì)胞呼吸實驗中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生提出問題，設(shè)計實驗方案，收集數(shù)據(jù)，并進行數(shù)據(jù)分析。學(xué)生不僅僅是實驗的執(zhí)行者，還是實驗的設(shè)計者和思考者。他們需要獨立思考如何探究酵母菌的細(xì)胞呼吸方式，這培養(yǎng)了他們的科學(xué)探究素養(yǎng)。在酵母菌細(xì)胞呼吸項目中，學(xué)生可以分為小組，每個小組負(fù)責(zé)研究一個方面，比如測量酵母菌的呼吸速率、分析不同條件下的呼吸效率等。這種項目式教學(xué)方法使學(xué)生面對復(fù)雜的問題，需要綜合運用所學(xué)知識和技能，培養(yǎng)了他們的團隊合作和問題解決能力。在酵母菌細(xì)胞呼吸實驗中，學(xué)生需要親自操作，進行實驗，收集數(shù)據(jù)，這增加了他們的實際操作經(jīng)驗。這種親身參與的過程不僅幫助學(xué)生更好地理解科學(xué)概念，還培養(yǎng)了他們的實驗技能和觀察力。這些新的教學(xué)方法激發(fā)了學(xué)生的興趣和好奇心。通過讓學(xué)生提出問題、探究問題、解決問題，教師可以激發(fā)學(xué)生的科學(xué)熱情。在酵母菌細(xì)胞呼吸實驗中，學(xué)生可能會對酵母菌的呼吸方式產(chǎn)生濃厚的興趣，進而深入了解和探究相關(guān)的生物學(xué)知識。

（三）完善評價體系

完善評價體系在于將科學(xué)探究素養(yǎng)作為評價學(xué)生的重要指標(biāo)，以激勵學(xué)生積極參與科學(xué)探究活動，并更全面地反映他們的科學(xué)探究能力。評價體系的完善應(yīng)該包括多個方面的評價內(nèi)容。以“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實驗為例，在這個實驗中，學(xué)生需要設(shè)計實驗方案來研究低溫對植物細(xì)胞染色體數(shù)目的影響。評價體系可以考查學(xué)生是否能夠合理設(shè)計實驗，包括確定實驗變量、控制變量、選擇適當(dāng)?shù)膶嶒灧椒ǖ?。通過評價實驗設(shè)計的合理性，可以鼓勵學(xué)生主動思考問題，并制訂科學(xué)的實驗計劃。學(xué)生需要對實驗數(shù)據(jù)進行收集、整理和分析，以得出結(jié)論。評價體系可以考查學(xué)生是否能夠正確處理數(shù)據(jù)，運用統(tǒng)計方法進行分析，并從數(shù)據(jù)中提取有意義的信息。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)據(jù)分析和科學(xué)推理能力。在實驗中，學(xué)生可能會面臨各種問題和挑戰(zhàn)，需要尋找解決方案。評價體系可以考查學(xué)生是否能夠積極應(yīng)對問題，提出解決方法，并在實驗中進行實際操作。這有助于培養(yǎng)學(xué)生的解決問題和創(chuàng)新能力。在“低溫誘導(dǎo)植物細(xì)胞染色體數(shù)目的變化”實驗中，學(xué)生需要結(jié)合實驗結(jié)果，提出可能的解釋和假設(shè)，進一步展開科學(xué)探究。評價體系可以考查學(xué)生是否能夠獨立思考，將所學(xué)知識應(yīng)用到實際問題中，并具備科學(xué)探究的能力，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究熱情，從而更好地實現(xiàn)科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)[5]。

結(jié)束語

在高中生物實驗教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的努力不僅是當(dāng)前的任務(wù)，也是未來的發(fā)展方向。通過加大實驗教學(xué)資源的投入、改革教學(xué)方法和完善評價體系，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新思維，為他們的未來學(xué)術(shù)和職業(yè)成功奠定堅實的基礎(chǔ)。未來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和社會的不斷發(fā)展，科學(xué)探究素養(yǎng)將變得越來越重要。學(xué)生需要具備更多的實際操作和探究能力，以應(yīng)對復(fù)雜多變的挑戰(zhàn)。因此，高中生物實驗教學(xué)將繼續(xù)發(fā)展，更多的先進教學(xué)方法和技術(shù)將被引入，以提高教育質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

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[5]周偉.在高中生物實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的探索[J].新課程，2021（36）：218.