探究式实验教学在中学生物中的应用与效果探究

引言：随着新课程改革深入推进，探究式实验教学日益受到中学生物教育领域关注。这种教学模式强调以学生为中心，通过设计开放性问题情境，引导学生主动参与实验设计、操作、分析与反思全过程，培养科学探究能力与创新思维。中学生物学科因其实验性、探究性特点，为实施探究式教学提供天然优势。文章分析了探究式实验教学在中学生物课程中具体应用方式，探讨其对学生学习效果影响并基于实践经验提出优化建议，以期为中学生物教学质量提升提供理论支撑与实践指导。

一、探究式实验教学在中学生物课程中的具体应用

探究式实验教学模式在中学生物课程中应用特点主要有问题情境创设需贴近学生生活经验或社会热点，引发认知冲突与探究欲望；实验设计引导过程依据学生认知水平采取不同指导策略，从结构化探究逐步过渡至开放式探究；实验操作组织形式多样，包含小组协作、分层任务与开放性探索等形式，满足各类学习需求；信息技术融合使虚拟实验与实体操作相结合，突破传统实验局限；成果展示评价环节注重过程性评价与多元评价方式，关注学生思维发展与能力提升。

以人教版初中生物七年级上册第一单元植物细胞教学为例，教师应当设计探究式实验教学。课前教师准备洋葱、显微镜、载玻片等实验材料，设计植物细胞有何基本结构特点核心问题。课堂伊始，教师引导学生思考为何植物能保持特定形态问题，激发探究兴趣。组织学生分组观察洋葱鳞片叶表皮细胞，但不直接提供标准实验步骤，而是请各组学生讨论制作临时装片可能方法，教师巡视指导。学生通过亲手制作临时装片，调节显微镜观察细胞结构，绘制观察图并标注各部分名称。在观察过程中教师引导学生思考细胞各部分可能功能，促进深层次探究。教师还应当引入植物细胞与动物细胞比较环节，要求学生通过查阅资料，总结两类细胞异同点，培养信息获取与处理能力。各小组展示实验结果与思考收获，教师组织同伴评价与自评，关注学生在实验技能、思维发展与合作交流等方面表现，实现全面评价。

二、探究式实验教学对中学生物学习过程的积极影响

学生通过亲身参与假设提出、实验设计、变量控制与结果分析等环节，建构科学思维模式形成严谨逻辑推理能力；学生在反复实践中掌握观察、测量、记录等基本技能，建立规范实验操作习惯。探究过程帮助学生将分散知识点连接成系统知识网络，提高知识理解深度与应用迁移能力；亲身发现生物规律带来成就感与满足感，培养持久学习动力；小组探究活动锻炼表达、倾听、协商等社会交往技能，培养团队协作精神与责任意识。

以人教版初中生物七年级下册第三单元光合作用教学为例，探究式实验教学可设计系列活动展现全方位育人价值。教师围绕植物如何制造养分核心问题，设计探究实验。引导学生思考绿叶为何能制造有机物而人类无此能力问题，激发探究欲望。设计绿叶是否需要阳光进行光合作用实验，让学生分组设计实验方案。学生通过讨论确定实验组与对照组设置：用锡纸遮盖部分绿叶，确保其他条件相同，几天后通过碘液检测叶片淀粉含量差异。实验过程中学生学会控制变量、规范操作、记录数据，发展科学研究基本能力。结果分析环节，学生通过比较被遮挡叶片与正常叶片碘液反应差异，推断光照对光合作用必要性，培养证据推理能力。教师还应当引导学生进一步探究影响光合作用其他因素，如二氧化碳浓度、温度等，设计新实验验证促进探究深入。学生在完成系列探究活动后，不仅掌握光合作用知识，更重要是经历完整科学探究过程，理解科学研究方法，培养问题解决能力。小组合作过程中，学生学会分工协作、相互倾听、共同解决问题，发展团队合作精神。成果交流环节，通过制作海报或演示实验，锻炼表达能力与创造力，实现全面发展。

三、探究式实验教学在中学生物教育中的优化策略

学校应加大实验设备投入，建设数字化实验室，配备传感器、数据采集系统等现代实验装置。整合校内外资源，与科研机构、博物馆等建立合作关系，拓展实验场所。构建实验教学资源库，收集整理优质实验案例、视频资料与探究活动设计，促进资源共享。教师需转变传统以结果为中心评价方式，建立多元评价机制。过程性评价重视学生实验态度、操作规范性与合作表现；结果性评价关注实验报告质量、创新设计与成果展示；发展性评价则追踪学生长期进步情况。采用学生自评、互评与教师评价相结合方式，全面反映学生探究能力发展状况。

教师专业发展支持角度，组织教师参与探究式教学培训，提升实验指导能力与科学研究素养。建立教师学习共同体通过集体备课、教学观摩与经验分享，促进教学反思与改进。鼓励教师开展教学探究，将教学实践上升至理论层面，形成本土化探究教学模式。教师应当根据学生认知水平与学科特点，设计不同难度探究任务。初中阶段侧重培养基本观察能力与实验兴趣；高中阶段则注重科学研究方法训练与创新能力培养。针对不同章节内容灵活选择结构化、引导式或开放式探究模式，实现精准教学。学科融合视角下打破学科壁垒，设计跨学科探究项目。比如结合生物与化学知识探究食品添加剂影响，或结合生物与地理学科调查本地生态环境变化，培养学生综合运用多学科知识解决复杂问题能力，体现 STEM 教育理念。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率 , 更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观 , 为学生的未来发展奠定坚实基础。

结论：探究式实验教学方式对提升学生科学思维、实验技能、学习兴趣与合作精神具有显著效果。然而，探究式实验教学成功实施依赖于教学资源支持、评价机制改革与教师专业引导。未来中学生物教育应持续优化探究式实验教学实施策略，推动分层分类教学与学科融合发展，建构适合学生认知特点实验教学体系。加强理论研究与实践探索结合，形成具有我国特色探究式实验教学模式，为培养具备科学素养创新人才奠定基础。

参考文献

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