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高中生物学探究性实验教学的优化策略分析

摘要：探究性学习不仅是新课改的研究热点，还是课堂授课的重要切入点，促使教师投入更多的时间和精力开展探究性实验教学。高中生物学教学中，实验的地位和作用也越来越突出，探究性实验也需要优化，达到提高学生操作技能、科学思维的目的。文章简述生物探究性实验教学内容的设计形式，并从实验准备、实验预习、提出问题、实验设计、交流评价等多个方面，探究如何优化高中生物探究性实验教学过程，旨在提高生物实验教学质量，助力学生科学素养形成。

关键词：高中生物学；探究性实验；优化

当前教育体制下，高中生物学教学中，学生不仅要熟练掌握专业知识和技能，还要加强对学生核心素养的培养，包括科学探究能力、实践能力和创新思维等。高中生物是一门以实验为基础的学科，教学中合理利用探究性实验能助力学生知识、技能和素养的发展。对此，教师应主动优化探究性实验，教学中加强对学生的引导，使学生充分利用已有条件参与到探究之中，进而掌握和理解生物知识。

一、高中生物探究性实验教学内容设计形式

（一）挖掘教材内容，注重经典实验

从学生认知规律出发，实验教学需要以学生现有知识、经验为基础，通过探究和分析建构新的知识体系。而教材中的实验是学生学习的基础内容，也是探究其他实验的基础，教师应依据教学目标要求，参考学生学情，对教材实验进行适当的加工、补充和简化，作为探究性实验的补充材料，如教师可以将验证性实验改编为探究性实验[1]。另外，教材受到篇幅的限制，部分实验过程被简化，教师可以将其作为重点探究内容，引导学生通过实验设计和操作，提高实验设计能力。

（二）精细挑选内容，激发探究兴趣

学生需要对探究实验有足够的兴趣，才能主动沉浸其中，这就意味着教师所挑选的探究内容必须满足以下三点要求：第一，实验内容要贴合学生生活，如在探究环境因素对光合作用强度影响时，可以选择“如何提高农作物产量”来切入实验；第二，实验内容要具有一定的难度，且贴合学生的“最近发展区”，这样既可以保证实验中提出的问题具有探究价值，又可以避免因实验难度过高打击学生的探究热情；第三，实验内容要具有可操作性，教师应选择现象明显、实验周期短的实验，不能选择对仪器、环境严苛的实验，如此才能保证探究结果的有效性。

（三）巧妙设计实验，培养实践能力

探究性实验的特别之处在于能有效培养学生的创新精神和实践能力，实验过程中，学生通过操作了解实验过程，探究科学本质，领悟其中的科学精神，并逐步形成科学方法观[2]。因此，教师在设计探究性实验时，要对教学环节进行巧妙的设计，以保证实验流程具有探究性。

二、高中生物学探究性实验教学的优化策略

对于高中生而言，探究性实验教学的开展，是助力其知识、技能和素养发展的重要举措。教学中每一个环节都至关重要，因此，教师在优化时应从具体环节入手，具体内容如下：

（一）优化实验准备环节，扫清正式教学障碍

所谓“实验准备”环节，指的是教师在备课时提前进行的预实验。正所谓：纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。教材中的理论较为浅显，教师为了保证探究性实验顺利开展，需要提前操作实验，梳理实验操作中的干扰因素、过失因素和注意事项，从中提炼出学生探究的重难点，并针对性优化实验开展方案，为正式教学扫清障碍[3]。

以人教版高中生物选择性必修2《第5节生态系统的稳定性》教学为例，本课中教师多是通过指导学生完成“生态缸”的制作，在观察中分析生态缸中生物种类和数量的变化，探究“生态缸的稳定性”。但考虑到生态缸中生物组成结构复杂，教师应提前对实验进行操作和分析，以保证课堂顺利指导学生完成实验探究。首先，教师应确定实验探究目标和原理，即用生态缸来模拟简单的生态系统，通过对其中基础成分的合理组织以及营养级比例的控制，保证人工微生态系统的科学性与合理性。其次，教师要结合对探究性实验的分析，来选择恰当的实验材料，如玻璃板和黏胶可以用来搭建生态系统的框架，但要注重密封性，避免因人工微生态环境与自然环境“连接”而影响实验结果。另外，在收集生态系统基本成分时，要选择腐殖质较多的土，以及动植物、微生物等，构成合适的食物链结构，保证其中有物质循环和能量流动。最后，布置好生态缸后将其放在通风且光线较好的位置，并观察其中生态系统的变化，结合真实结果分析实验的成功之处和失败之处，再针对失败之处进行合理优化，总结容易对实验造成干扰的条件，避免学生在探究时走进思维误区。值得注意的是，人工生态系统的稳定性是有条件的，也是暂时性的，非常有可能因为某个条件的变化打破稳定性，因此，教师要做好应对突发状况的准备，并将这种“变化”作为深入探究的契机。

（二）优化学生预习环节，调动参与实验积极性

预习是教学活动的开始，也是学生作为主体参与的首要环节。常规预习方式中，学生多是带着问题去看书，思维仍然顺着教材编排方向前进，无法准确抓住实验预习的重难点