高中生物教学中培养学生科学探究精神的途径

一、引言

科学探究精神是指个体在认识自然、探索未知过程中所展现出的好奇心、质疑精神、实证意识和创新能力。在高中生物教学中，培养学生的科学探究精神既是新课程改革的要求，也是适应时代发展、培养创新型人才的需要。随着生物技术的快速发展，社会对具备科学探究能力的人才需求日益迫切，这就要求高中生物教学突破传统的知识传授模式，更加注重学生科学探究素养的培育。

二、目前教学存在的问题

当前高中生物教学在培养学生科学探究精神方面存在诸多不足。一方面，教学方式较为传统，多以教师讲授为主，学生被动接受知识，缺乏自主探究的机会；另一方面，实验教学流于形式，多为验证性实验，学生按照既定步骤操作，难以激发探究欲望；此外，评价体系侧重知识记忆，对学生的探究过程和思维方式关注不足，导致学生重结果轻过程，缺乏质疑和创新的动力。

三、实施策略

为有效培养学生的科学探究精神，高中生物教学需从教学理念、教学方法和评价方式等多方面进行改革，通过具体可操作的教学过程，引导学生主动参与探究，提升科学探究能力。

（一）创设问题情境，激发探究动机

在教学过程中，教师应充分结合学生的生活实际和生物学科的特点，创设具有启发性和挑战性的问题情境，为学生的探究活动搭建起点。问题情境的创设需注重联系学生的生活经验，让学生感受到生物知识与现实生活的密切联系，从而产生解决问题的兴趣。例如，在讲解“酶的特性”相关内容时，教师可从学生熟悉的日常用品入手，提出“为什么加酶洗衣粉在低温下洗涤效果不佳，而用沸水冲泡后效果也会变差？”“不同品牌的加酶洗衣粉对血渍、油渍的清除效果是否存在差异？”等问题，这些与生活密切相关的问题能够迅速引发学生的好奇心。接着，教师引导学生结合已学的酶的化学本质、影响化学反应速率的因素等知识进行思考和猜测，鼓励他们大胆提出自己的假设，如“酶的活性可能受温度影响”“不同种类的酶对不同污渍的作用效果不同”等。随后，组织学生围绕提出的假设设计简单的实验方案，如设计不同温度梯度（0℃、25°C 、 37% 、 60% 、 100^∘C ）来探究温度对加酶洗衣粉洗涤效果的影响，或选取同一品牌不同类型的加酶洗衣粉（蛋白酶、脂肪酶）分别处理血渍和油渍，观察洗涤效果。

（二）引导实验设计，培养探究思路

在学生产生探究动机后，教师应将教学重点放在引导学生进行科学合理的实验设计上，帮助他们逐步形成清晰、严谨的探究思路。实验设计是科学探究的核心环节，能够体现学生的逻辑思维能力和科学素养。以“植物细胞的吸水和失水”相关内容的教学为例，在学生基于生活经验和已有知识提出“细胞吸水和失水可能与外界溶液浓度有关”的假设后，教师需引导学生系统思考实验设计的各个关键要素，确保实验方案的科学性和可行性。首先，引导学生思考实验材料的选择，分析不同植物细胞的特点，如洋葱鳞片叶外表皮细胞具有紫色大液泡，便于观察；黄瓜表层果肉细胞呈绿色，也可作为观察材料，让学生比较不同材料的优缺点，自主选择合适的实验材料。其次，指导学生明确实验的变量控制，包括自变量（外界溶液的浓度）、因变量（细胞的吸水或失水状态）和无关变量（实验温度、处理时间、溶液体积等），引导学生设计合理的浓度梯度，如清水、 0.3g/mL 蔗糖溶液、 0.5g/mL 蔗糖溶液等，并思考如何保证无关变量的一致性，如使用相同的培养皿、控制相同的处理时间等。再次，帮助学生确定观察指标和记录方式，如通过显微镜观察细胞的质壁分离和复原现象，记录不同浓度溶液中细胞发生质壁分离的时间、程度等，并设计相应的实验记录表。在学生分组设计实验方案的过程中，教师应巡回指导，针对各小组方案中存在的问题及时给予反馈，如指出某小组方案中“未设置空白对照”“变量控制不严格”“观察指标不具体”等不合理之处，并引导学生通过小组讨论进行修改和完善。

（三）组织自主实验，锻炼探究能力

实验是生物学科探究的重要手段，组织学生进行自主实验是锻炼其探究能力的关键环节。在学生完成实验方案设计后，教师应为学生提供充足的实验材料和器材，让他们按照自己设计的方案进行实验操作。在实验过程中，教师要放手让学生自主完成，仅在学生遇到困难时给予适当的提示和帮助。例如，在“探究影响光合作用强度的因素”实验中，学生可能会在控制光照强度、二氧化碳浓度等变量时出现操作失误，教师可引导他们检查实验装置，分析问题产生的原因，而不是直接告诉他们正确的操作方法。同时，鼓励学生如实记录实验现象和数据，即使实验结果与预期不符，也要认真分析原因，重新进行实验。通过亲自动手操作，学生能够在实践中发现问题、解决问题，锻炼动手能力和分析能力，进一步提升探究能力。

（四）开展交流讨论，深化探究认知

实验结束后，组织学生开展交流讨论，是深化探究认知的重要步骤。教师可让各小组展示自己的实验过程、结果和结论，鼓励其他学生提出疑问和不同的看法。例如，在“探究酵母菌的呼吸方式”实验后，某小组得出“酵母菌在有氧条件下产生的二氧化碳比无氧条件下多”的结论，其他小组可能会提出“你们的实验时间是否相同？”“如何确保有氧和无氧环境的严格控制？”等问题。通过激烈的讨论，学生能够发现自己实验中存在的不足，如实验设计的缺陷、操作过程的误差等。同时，在交流过程中，学生可以借鉴其他小组的成功经验，拓宽自己的思路。教师在讨论过程中要适时引导，帮助学生梳理思路，总结实验规律，使学生对探究问题的认识更加深刻，形成更加全面、系统的知识体系。

（五）鼓励反思拓展，提升探究素养

在探究活动的最后阶段，教师应鼓励学生进行反思和拓展，进一步提升探究素养。引导学生回顾整个探究过程，思考自己在提出假设、设计实验、进行实验和得出结论等环节中存在的问题和不足，总结经验教训。同时，教师可提出一些拓展性的问题，如“如果改变实验材料，探究结果会发生变化吗？”“该探究结论在生产生活中有哪些应用？”等，引导学生将探究活动与实际生活相结合，拓展探究的广度和深度。通过反思和拓展，学生能够形成严谨的科学态度，培养持续探究的习惯，不断提升自身的科学探究素养。

四、结语

培养学生的科学探究精神是高中生物教学的重要目标，需要教师在教学实践中不断探索和创新。通过创设问题情境、引导实验设计、组织自主实验、开展交流讨论和鼓励反思拓展等一系列连贯的教学过程，能够有效激发学生的探究热情，提升他们的科学探究能力。这不仅有助于学生学好生物知识，更能为他们今后从事科学研究、适应社会发展奠定坚实的基础，让科学探究精神成为学生成长道路上的宝贵财富。

参考文献

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