此文发《中国新课程教育教研》2017.3.
湖北省恩施市第三高级中学 刘金喜 邮编：445000
在高中生物教学中，利用探究性实验对学生进行引导，协助学生运用基础生物知识和基本生物实验原则、方法等进行实验方案设计、讨论和分析不仅可以激发学生的学习兴趣，拓展学生的综合思维能力，还能够增强教学的针对性，提升学生对生物知识的了解和掌握。在高中生物实验教学中采用探究式教学也是新教学环境下实现素质教育的必然要求。
一、当前高中生物探究性实验教学中存在的主要问题及探究性实验教学内涵概述
随着新课程改革的深入，生物实验在高中生物教学中的地位和作用越来越突出，通过对我市高中生物实验教学的调查，发现当前生物探究性实验教学中存在很多问题，其中与教师、学生有关的主要有以下三种情况：一是教师分不清实验的性质是探究还是验证，教学目标不明确；二是教师的实验教学组织能力差，对实验教学中教师和学生的活动设计不科学、组织不到位；三是学生的操作技能差，直接影响实验教学效果。以上问题的解决，唯有让教师理解实验的本质，在具体的实验教学中首先要优化实验教学目标，其次要优化实验教学模式，巧妙安排教学过程，才能有效提高生物实验教学质量，提高学生科学的素养。
随着学生综合素质的提高和教学环境的改善，传统的教学方式已经无法继续适应以素质教育为目标的教学需求，这就要求必须进行教学改革。具体到生物实验教学中体现为：增强学生的动手能力和实验仪器的控制能力；训练学生独立操作能力；培养学生对实验数据和实验结果的分析能力；协助学生对误差等进行合理阐释等。
探究性生物实验教学以小组为单位，可以在轻松、自主、沟通的环境下对生物学习中的未知理论知识进行探索，对已有理论知识进行验证。这样不仅可以增强学生的动手能力，还能够活跃课堂氛围，提高学生分析问题、解决问题的能力。
实施探究性实验教学可分为以下几个环节：创设情境，揭示课题；讨论分析，制定方案；沟通交流，优化设计；实践操作，分析结果。其中最为重要的环节为方案的设计与优化。适当的实验方案可以帮助学生有效组织知识结构，制定与预期结果相符或相近的实验结果，充分体现学生对学习内容的掌握程度和理解深度。
探究性实验的常用步骤为：（1）根据实验方案选取实验材料。实验材料的选取应该尽量保持一致性，以便消除变量因素以外的干扰因素。（2）对每组材料分别进行处理。探究性实验的关键在于对照组的设置和处理，通过对比才能够获得更加科学和更加缜密的实验现象和实验结果；（3）观察比较，分析并得出结论。通过观察比较可以对实验现象进行整理和归纳，进而获得预期的实验结果。
二、优化高中生物实验教学目标及要求
普通高中生物课程标准对学生生物实验技能方面只给出了描述性的指导原则，没有根据学生的认知水平和规律进行具体化；目前对学生实验技能训练和发展的目标没有人进行全面提炼和整理，形成相应的目标体系。我们以“基于方法观传授知识、基于过程观培养能力、基于综合性提高创新意识”为实验教学理念，构建了“一条主线、三个层次”的实验教学目标新体系，以能力培养为主线，从基本技能训练、综合探究实验和创新设计实验三个层次实施实验教学，从而提高学生实践能力和创新能力。只有明确了实验教学的目标，才能科学地进行生物实验教学的设计。因此根据普通高中生物课程标准，结合我校生物实验教学的实际，我们全面地整理和细化了实验教学目标，形成我校生物实验教学的三维目标体系。知识目标强调的是知识的基础性、综合性、应用性；能力目标着重培养学生的提出问题的能力、获取信息的能力、探究能力和创新能力；情感领域目标则注重科学价值、科学态度等的培养。
三．优化高中生物探究性实验教学的模式及策略
1、优化探究性实验教学的模式
通过两年的研究，我们总结优化了探究性实验教学模式，其教学程序如下：从教学程序上可以看出探究性实验教学的主要特点有：该实验教学模式的核心是实验设计（生物实验的思想方法），目标主要是培养学生提出问题、实验设计、创新实验的能力以及培养学生探究、合作的精神等。强调探究问题的环节，以问题为先，以探究为主，强调探究是对所研究问题的学习，同时也是对探究过程的学习。其主要特征是：重情景，重设计实验，重发现新问题，重评价等。
2、探究性实验教学的优化策略
探究性实验教学的核心是实验设计，指导学生探究实验关键要优化以下几个环节：
（1）优化“实验前教师的预实验”
教师对实验的预习其实质就是教师在学生实验前进行预实验，教师对该实验操作的干扰因素、过失因素、实验操作过程中易出现的错误结论、实验的改进方法等就有全面的掌握和理解，从而为教师进行实验规划准备、实验组织、实验操作、实验设计研发及实验教学评价等教学过程提供一手材料，为正式的实验教学扫清障碍。
（2）优化设计“图表式实验学案”
课前预习，是教学活动的开始，是学生主体参与的首要环节。“图表式实验学案”，将实验流程完整的地展现给学生，对学生预习实验进行全程指导，以图文并茂的方式将实验原理、实验操作、实验记录、实验分析和实验结论呈现出来，同时教师对实验关键点给予提示，这种方式比常规的带着问题看书预习要清晰明了，便于抓住实验预习的要点，这样能让学生自主地主动参与实验预习，能最大地调动学生参与实验的积极性，大大提高实验教学的效率。
（3）优化“提出问题”
探究始于问题，“发现问题比解决问题更重要”，确定一个可通过实验探究解决的问题，提出可检验的假设，既是进行探究性实验的前提，也是进行实验探究的难点。具体难在设计提问的内容、提问的方法和对学生提问的反馈。教师能把探究性实验的内容巧妙地转化为问题情境，训练学生运用简化和提炼的策略，对教师提供的背景资料和问题情境进行解读，鼓励学生敢于“异想天开”，指导学生合理运用“提出问题”的策略：通过学生自我设问、学生之间设问、师生之间设问等方式；给学生留下足够的空间和时间去发表自己的见解，收集汇总学生的各种问题，然后训练学生运用比较、分析、归纳、概括、重新组合等科学的思维方法来处理各种问题，最终学生就能发现有价值的信息，提炼出很有创意的问题.
（4）优化“实验设计”
实验设计是联系问题和结论的重要途径，制定切实可行的实验方案十分重要，设计实验方案其实质是解决一个实验问题，关键是帮助学生根据自己的设想制定方案，而不是代替学生去制定实验方案，我们主要训练学生运用解决问题的模式进行实验设计。首先建立问题的框架，明确实验设计的重点和关键，如正确陈述自变量和因变量的关系，自主设计合理的对照实验，正确描述观察或测量变量的方法，清晰列出重要的步骤和材料，预测实验结果，制定观察记录表等.其次是抓住实验设计的核心，找到解决问题的方案。在设计实验方案的过程中，运用求同法、求异法、剩余法、共变法确定实验的变量和孤立变量；训练学生运用对比的科学方法建立对照实验；精心设计实验步骤第一步是“共性处理”、第二步是“变量处理”、第三步是“显示差异结果”；训练学生运用发展变化的观点，根据实验的实际情况，不断修正改进原来的实验方案；训练学生用辩证的思维方法看待自己的实验，评估实验的局限性。
四、拓展实验教学内容，提升学生对探究实验的认识深度和广度
高中生物教学除了依靠教学资源的支撑之外，还应该充分挖掘教学内容，结合实际生活对教学内容进行拓展和延伸，增强课内探究性实验教学和课外自主实验探索的结合度，真正提高学生学习知识、应用知识的能力。
首先，可以对实验内容和实验资源进行开发。对于一些实验材料和实验方法较为容易实现的教学内容，可以让学生发挥个人的主观能动性进行自主创新和修改。
其次，可以借助常规实验的原理、方法等进行实验拓展，帮助学生创设新的、与实际联系密切的，可提高学生对生物认知深度和广度的实验。
再次，可以结合教学要求针对性地选择教材中的重点知识让学生去自主设计探究实验，并对实验内容和实验结果进行相互交流，分析各方案的优缺点，对现有实验方案进行总结和优化，最终通过一系列实验过程掌握和理解重点教学内容。
参考文献：
[1] 朱正威.探究性学习实施中的几个问题.生物学通报.2014.1
[2] 韦仕发.实验探究教育法在新陈代谢与酶”一节中的应用.生物学教学. 2011.6:33―35
[3] 施忆.高中生物课程标准中的活动与探究(必修部分).北京:高等教育出版社.2013.11
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