高中生物教学中科学探究能力的培养策略与模式

一、引言

科学探究能力是指学生在学习过程中，运用科学的思维方法和研究手段，发现问题、分析问题、解决问题的能力，其涵盖提出问题、作出假设、设计实验、收集数据、分析结果、得出结论等多个环节。在当前高中生物教学中，随着核心素养导向的课程改革不断推进，单纯的知识传授已无法满足学生全面发展的需求，培养学生的科学探究能力成为教学的重要目标之一。然而，部分教师在教学中仍存在重理论轻实践、重结果轻过程的问题，导致学生科学探究能力培养效果不佳。基于此，探索符合高中生物学科特点和学生认知规律的科学探究能力培养策略与模式，具有重要的现实意义。

二、实施策略

在高中生物教学中，科学探究能力的培养需遵循学生认知发展规律，结合生物学科实验性、实践性强的特点，通过循序渐进的过程逐步推进。以下从四个逻辑关联的过程出发，阐述具体的培养策略与操作方式。

（一）依托情境创设引导问题生成

在教学初始阶段，教师需结合高中生物教学内容，创设与学生生活实际、学科前沿或社会热点相关的教学情境，为学生搭建问题生成的平台。具体操作中，可利用多媒体资源展示真实的生物现象，如播放生态系统破坏与修复的纪录片片段、呈现细胞分裂的微观动态视频等；也可引入生活中的生物案例，如 “为什么切开的苹果会变色”“酸奶制作过程中涉及哪些生物原理” 等。在情境呈现后，教师需通过阶梯式提问引导学生思考，避免直接给出问题，而是鼓励学生结合已有知识经验自主发现疑问。例如，在 “酶的特性” 教学中，教师先展示“加酶洗衣粉与普通洗衣粉清洗油污效果对比” 的实验情境，随后提出“两种洗衣粉清洗效果不同可能与什么因素有关”“这种因素具有怎样的特点” 等引导性问题，促使学生从情境中提炼出 “酶的催化效率是否受温度影响”“酶是否具有专一性” 等具有探究价值的问题。同时，教师需对学生提出的问题进行梳理与筛选，帮助学生明确问题的科学性和可行性，确保后续探究活动能有序开展。

（二）结合实验设计落实探究操作

在学生明确探究问题后，进入实验设计与操作环节，这是培养学生科学探究能力的核心过程。教师需引导学生根据提出的问题作出合理假设，并围绕假设设计实验方案。首先，教师要指导学生明确实验设计的基本原则，如对照原则、单一变量原则、平行重复原则等，通过举例分析帮助学生理解各原则的具体内涵和应用方法。例如，在“探究植物细胞的吸水和失水” 实验中，教师可引导学生思考 “如何设置对照组以排除其他因素干扰”“实验的自变量、因变量和无关变量分别是什么”“如何控制无关变量” 等问题，让学生在思考中掌握实验设计的关键要点。其次，教师需为学生提供充足的实验材料和器材，鼓励学生自主选择材料并设计实验步骤，避免统一规定实验方案。对于学生设计的实验方案，教师要组织小组讨论，让学生之间相互评价方案的合理性和可操作性，提出改进建议。例如，部分学生在设计 “探究影响光合作用强度的因素” 实验时，可能忽略了光照强度的精准控制，小组其他成员可指出这一问题，并提出 “使用不同功率的灯泡或改变灯泡与实验装置的距离来调节光照强度” 的改进方法。

（三）通过数据分析促进思维深化

实验操作结束后，需引导学生对收集到的实验数据和观察到的现象进行整理、分析，这是将感性认识上升为理性认识的关键过程，也是培养学生科学思维的重要环节。首先，教师要指导学生掌握数据整理的方法，如制作表格、绘制曲线图或柱状图等，将零散的数据系统化、直观化。例如，在 “探究温度对酶活性影响” 的实验中，学生记录了不同温度下酶促反应的速率，教师可引导学生以温度为横坐标、反应速率为纵坐标绘制曲线图，清晰呈现温度与酶活性之间的关系。其次，教师需引导学生运用科学的分析方法对数据和现象进行解读，包括对比分析、归纳总结、推理判断等。例如，通过对比不同组别的实验数据，分析自变量对因变量的影响；通过归纳多次实验的结果，判断实验结论的可靠性；通过推理判断实验现象与假设之间的逻辑关系，若实验结果与假设一致，可初步验证假设的正确性，若结果与假设不符，则需分析原因，如实验设计是否存在缺陷、操作是否出现误差等。

（四）借助多元评价推动能力提升

科学探究能力的培养是一个持续的过程，需要通过多元评价及时反馈学生的探究情况，发现问题并调整培养策略，同时激发学生的探究积极性，推动其探究能力不断提升。在评价主体上，采用教师评价、学生自评与小组互评相结合的方式。教师评价需聚焦学生在探究过程中的表现，如问题提出的合理性、实验设计的创新性、操作的规范性、数据分析的逻辑性等，避免仅以实验结果作为评价依据；学生自评让学生对照探究能力的培养目标，反思自身在探究过程中的优点与不足，如 “在实验设计中是否充分考虑了无关变量的控制”“在小组合作中是否积极参与讨论” 等；小组互评则让学生在相互评价中学习他人的优点，发现自身的差距，如 “该小组的数据分析方法非常直观，值得我们学习”“他们在实验操作中出现了操作失误，我们要避免类似问题”。在评价内容上，除了关注学生的探究技能，还需重视学生的探究态度和合作精神，如是否具有严谨的科学态度、是否乐于参与探究活动、是否能与小组成员有效合作等。

三、结语

高中生物教学中科学探究能力的培养，是一项系统且长期的任务，需要教师以学生为中心。未来，随着教育理念的不断更新和教学技术的持续发展，高中生物教师还需不断探索和优化科学探究能力培养模式，让科学探究真正成为学生学习生物的重要方式，助力学生核心素养的全面提升。

参考文献

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[2] 李红梅。基于实验教学的高中生物科学探究能力培养策略 [J].生物学通报，2024(3):31-34.

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