高中生物教学中培养学生科学探究能力的实践路径

引言

《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》提出了“学生发展核心素养体系”，科学探索作为生物核心素养的重要组成部分，是培养学生发现现实世界中的生物学问题，并针对特定现象进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果交流与讨论能力的重要途径。高中生物作为一门研究生命现象和生物活动规律的学科，具有系统性和人文性特点，培养学生的科学探究能力，不仅能帮助学生深入理解生物学知识，还能提升其创新思维和问题解决能力，为未来的学习和工作奠定坚实基础。然而，当前高中生物教学中，学生的科学探究能力普遍较弱，传统教学模式和教学评价方式难以满足培养学生科学探究能力的需求。因此，探索有效的实践路径，培养学生的科学探究能力成为高中生物教学的重要课题。

1 科学探究能力的内涵

科学探究能力是指学生运用科学方法，通过观察、实验、分析、推理等步骤，对自然现象或问题进行探究，提出假设、验证假设、得出结论的能力。它涵盖观察力、实验设计能力、数据分析能力、批判性思维等多方面素质。学生需学会提出有针对性的问题，设计合理的实验方案，分析实验数据，得出科学合理的结论，从而形成科学的世界观和方法论。

2 当前高中生物教学中科学探究能力培养的现状

2.1 教学模式单一

部分教师受传统应试教育思想的长期影响，在教学过程中仍过度依赖讲授式教学模式。他们往往将课堂视为知识的单向传输场所，按照教材内容的顺序，逐字逐句地讲解知识点，将重点放在对生物概念、原理和规律的阐述上，而忽视了学生的主体地位和探究能力的培养。在这种教学模式下，学生处于被动接受知识的状态，缺乏主动思考和探究的机会。课堂缺乏互动性和趣味性，学生难以积极参与到学习中来，对生物学习的兴趣不高。

2.2 实验教学开展不足

生物是一门以实验为基础的学科，实验教学是培养学生科学探究能力的重要途径。然而，当前高中生物教学中实验教学开展存在诸多问题。实验设备不足是制约实验教学开展的普遍问题。一些学校由于资金有限，无法配备齐全的实验器材和试剂，导致部分实验无法正常开展。

2.3 教学评价方式不合理

传统的教学评价方式主要以考试成绩为主，注重对学生知识掌握程度的评价，忽视对学生探究过程和能力的评价。这种单一的评价方式无法全面反映学生的学习情况和能力水平，存在诸多弊端。从评价内容来看，考试成绩主要考查学生对生物知识的记忆和理解，而对于学生在探究过程中所表现出的观察能力、实验设计能力、数据分析能力和批判性思维能力等则无法有效评价。例如，在考试中，学生可以通过死记硬背的方式记住生物概念和原理，从而取得较好的成绩，但这并不代表他们具备科学探究能力。

3 高中生物教学中培养学生科学探究能力的实践路径

3.1 结合生活实际，巧妙创设探究情境

生物知识与日常生活紧密相连，教师可从学生熟悉的生活场景入手，创设生动有趣的探究情境，激发学生探究兴趣。例如在讲解“酶的特性”时，教师可以先展示加酶洗衣粉和普通洗衣粉的广告，提出问题：“为什么加酶洗衣粉的清洁效果更好呢？”这一问题瞬间引发学生思考，将他们的注意力吸引到课堂上。接着，教师进一步引导学生思考生活中还有哪些地方用到酶，如制作酸奶、酿酒等，让学生感受到酶在生活中的广泛应用。

3.2 优化实验教学，强化探究实践操作

实验是生物教学的重要组成部分，也是培养学生科学探究能力的关键环节。教师应优化实验教学，增加探究性实验的比例。在传统验证性实验基础上，引导学生自主设计实验方案、选择实验材料、控制实验变量等。比如在“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，教师先让学生回顾光合作用的相关知识，然后提出探究问题：“光照强度、二氧化碳浓度等因素如何影响光合作用强度？”接着，组织学生分组讨论，鼓励他们根据所学知识设计实验步骤。

3.3 开展项目式学习，培养综合探究能力

项目式学习是一种以学生为中心，通过完成一个完整的项目来培养学生综合能力的教学方法。在高中生物教学中，教师可以设计一些与生物相关的项目，如“校园生态系统的调查与研究”“设计一个可持续发展的生物农场”等。以“校园生态系统的调查与研究”项目为例，教师首先向学生介绍项目背景和目标，让学生明确任务。

3.4 利用信息技术，拓展探究学习空间

随着信息技术的快速发展，多媒体、互联网等工具为生物教学提供了丰富的资源和便捷的学习方式。教师可以充分利用信息技术，拓展学生的探究学习空间。例如，利用虚拟实验室软件，让学生在虚拟环境中进行实验操作，解决实验设备不足或实验危险等问题。学生可以在虚拟实验室中自由调整实验参数，观察实验现象，分析实验结果，加深对实验原理和过程的理解。

结语

综上所述，培养学生的科学探究能力是高中生物教学的重要目标，对提升学生生物素养、促进学生全面发展具有重要意义。通过挖掘生物科学史素材、创设生活情境、设计探究实验、开展合作学习、运用多元评价以及构建探究文化等实践路径，能有效培养学生的科学探究能力。在高中生物教学中，教师应不断探索和创新教学方法，为学生提供更多探究机会和平台，让学生在探究中学习，在学习中探究，提高科学探究能力，为未来的学习和生活奠定坚实基础。

参考文献：

[1] 指向科学思维能力培养的高中生物实验教学 [J]. 彭宁 . 教育实践与研究 (B),2024(12)

[2] 高中生物学实验情境创设的方法及应用研究——以人教版必修 1《分子与细胞》为例 [J]. 李红华 . 试题与研究 ,2024(34)