基于科学探究素养的高中生物实验教学优化策略与实践

引言

随着教育改革的推进，培养学生科学探究素养成为高中生物教学的重要目标。人教版高中生物教材注重实验教学，为培养学生探究能力提供了良好素材，但在实际教学中仍存在诸多问题，影响科学探究素养的有效培养。探索基于科学探究素养培养的高中生物实验教学优化策略，并通过实践检验其效果。有助于提高高中生物实验教学质量，促进学生科学探究素养的发展，为生物学科核心素养的落地提供实践经验。

一、理论基础

科学探究是指学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动，包括提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、分析结果和得出结论等过程。包括探究意识、探究能力（如观察能力、实验设计能力、数据分析能力等）、探究态度和价值观等。强调学生的主动建构，认为学习是学生在原有知识经验基础上，通过与环境的互动构建新知识的过程。在生物实验教学中，学生通过自主探究实验，构建对生物知识和科学探究方法的理解。不同年龄段学生的认知发展水平不同，高中阶段学生正处于形式运算阶段，具备一定的抽象思维和逻辑推理能力，适合开展具有一定深度和复杂性的科学探究实验。

二、基于科学探究素养的高中生物实验教学优化策略

（一）优化实验教学设计

结合生活实际、社会热点或生物科学前沿，创设真实问题情境，引导学生提出问题并开展探究。例如，以“校园植物对环境的适应”为情境，让学生设计实验探究植物形态结构与环境的关系。适当增加开放性实验，给予学生更多自主设计实验的空间。如在“探究影响酶活性的因素”实验中，让学生自主选择实验材料、设计实验方案，培养学生的创新思维和探究能力。

（二）改进实验教学方法

将学生分成小组，共同完成实验探究任务。通过小组讨论、分工协作，培养学生的团队合作精神和交流能力。在小组合作中，学生相互启发，共同解决实验中遇到的问题。以问题链引导学生进行实验探究，激发学生的求知欲。例如，在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中，提出“如何选取合适的实验材料？”“如何制作清晰的装片？”等问题，引导学生思考和实践。

（三）加强实验教学资源建设

充分利用学校实验室现有设备和材料，合理规划实验课程。同时，鼓励教师和学生自制实验教具，提高实验教学的可行性和趣味性。与高校、科研机构、生物企业等建立合作关系，为学生提供参观学习和实践的机会。例如，组织学生参观高校生物实验室，了解先进的实验技术和研究方法。

（四）强化实验教学评价

建立教师评价、学生自评和互评相结合的评价体系。教师评价注重对学生实验操作技能、探究过程和结果的评价；学生自评和互评侧重于对自身及同伴在实验中的表现、团队合作等方面的评价。不仅关

注实验结果，更要重视实验过程中的表现。对学生在提出问题、设计实验、实施实验和分析结果等环节的表现进行及时评价，给予反馈和指导，促进学生科学探究素养的发展。

三、基于科学探究素养的高中生物实验教学实践

（一）实践对象与时间

实践对象：选取某高中两个平行班级作为实践对象，一个班级为实验班，采用优化后的实验教学策略；另一个班级为对照班，采用传统实验教学方法。

实践时间：一个学期。

（二）实践过程

实验准备阶段：向学生介绍科学探究素养的内涵和目标，激发学生的探究兴趣。根据优化策略，对教材实验进行重新设计和准备。

实验实施阶段：按照优化后的教学方法开展实验教学，引导学生以小组合作的方式进行探究，教师及时给予指导和帮助。

实验总结与评价阶段：组织学生对实验结果进行分析和总结，开展多元化评价，反思实验过程中的问题和不足。

对照班教学实践：按照传统教学方法进行实验教学，教师讲解实验目的、原理、步骤，学生按照教师要求进行实验操作，最后撰写实验报告。

（三）实践结果分析

学生科学探究素养测评，采用科学探究素养测试题、实验操作考核和实验报告评价等方式，对两个班级学生的科学探究素养进行测评。结果显示，实验班学生在探究意识、探究能力、探究态度等方面的表现均优于对照班。分析两个班级学生的生物学科期末考试成绩，实验班学生的平均成绩高于对照班，且高分段人数比例更高，说明优化后的实验教学策略有助于提高学生的学习成绩。

综上所述，基于科学探究素养的高中生物实验教学优化策略具有可行性和有效性，能够显著提升学生的科学探究素养和学习成绩。通过优化实验教学设计、改进教学方法、加强资源建设和强化教学评价等措施，能有效解决当前高中生物实验教学中存在的问题，促进学生全面发展。实践时间较短，研究样本有限，可能影响研究结果的普适性。在实验教学评价中，部分评价指标的量化还不够精准。未来研究可进一步扩大样本范围，延长实践时间，深入探究不同优化策略对学生科学探究素养培养的长期影响。同时，不断完善实验教学评价体系，提高评价的科学性和准确性，为高中生物实验教学改革提供更有力的支持。

参考文献

[1] 郭静娟 .“植物细胞的吸水和失水”的探究活动 [J]. 生物学教学 .2015,(1).58-58,59.

[2] 庞四喜 . 高中生物实验教学弱化现象归因及改进措施 [J]. 基础教育研究 .2014,(17).45-46.

[3] 王萍 .“绿叶中色素的提取和分离”实验改进的探索 [J]. 生物学通报 .2014,(3)