高中生物实验中如何开展探究性学习

[摘要] 探究性学习是由学生在一定的生活情境中发现问题、选取专题、设计研究方案,通过主动探索和研究而求得问题的解决,从而了解和体验科学探索的过程,掌握科学探究的基本技能。在生物实验中开展探究性学习,培养学生的创新精神和创造能力是全面推进素质教育的重要途径。

[关键词] 生物实验 探究性学习 学生

探究性学习是由学生在一定的生活情境中发现问题、选取专题、设计研究方案,通过主动的探索和研究而求得问题的解决,从而了解和体验科学探索的过程,掌握科学探究的基本技能。新课程标准将其作为生物课程改革中的突破点和实现课程目标的重要途径,强调让学生自主地参与观察生命现象,探索生命本质,从而获得生物学知识,有效地形成生物学概念;培养学生对生命科学的探究能力和探究生物世界的积极态度,生物是一门以实验为基础的学科。实验教学可以激发学生学习生物的兴趣,帮助学生形成生物学概念,获得生物知识和实验技能,培养观察和实践能力,还有助于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度和科学方法,在生物实验中开展探究性学习,培养学生的创新精神和创造能力是全面推进素质教育的重要途径。

一、高中生物探究性实验的特点

高中生物开设探究性实验可以引导学生积极参与科学探究的过程。高中生物探究性实验的特点包括:

1.开放性。探究性实验的目标在于发展学生的能力,包括发现问题的能力,制定计划的能力和解决问题的能力;培养学生主动积极、科学严密、不折不挠的态度;培养学生的问题意识和创新精神。因此,探究性实验的目标应该是很灵活的,可以因地因人而异。实践中,不应把实验探究的内容限制在某些方面。只要学生想到而又力所能及的,都可以成为探究的内容。

2.过程性。探究性实验注重的自然是探究的过程。实验中会出现什么现象,学生不能直接从课本中找到答案,只能通过细心的观察和思考得出。正因为其过程和结果的不确定,使得学生的体验和表现比结果更重要,让学生在探究中学会交流和合作,在探究中得到发展,是探究性实验的最主要目的。学生体验了科学探究的全过程,使学生得到真正的锻炼和提高。

3.自主性。探究性实验需要学生自己设计并完成实验,要求学生熟悉教材内容,并能运用实验设计的原则方法和原理设计出合理的实验方案,并会观察实验现象、分析实验原理、得出实验结果。力求最大限度地激发学生学习的兴趣和创造的潜能,充分体现学生学习的自主性。

二、探究性实验的基本程序

1.提出问题。问题的提出是探究性实验的第一步也是关键的一步。这些问题能引导学生进行调查研究,通过收集和利用数据来形成对科学现象的解释。实验课上有针对性的问题能够丰富学生的探究活动,但是它们不能是深不可测的,而必须能够通过学生的观察和从可靠的渠道获得的科学知识来解决。如在“观察细胞质流动”的实验中“为什么要以叶绿体作为标志?”“如何能加快细胞质流动的速度?”等等。

2.作出假设。教师要鼓励学生大胆地想、大胆地说。学生可以根据已有的经验和知识,充分发挥想象力,教师要鼓励学生提不同的见解,培养他们的开放性思维与创造性思维。

3.设计实验。该过程是整个探究过程的重点,充分体现着学生的聪明才智,培养他们的创新精神与合作交流能力。教师既要启发学生独立思考,更要重视学生间的交流与合作学习。小组设计的方案要及时地在课堂进行交流和评价。评价中教师不要急于否定和肯定,让学生自己在实验过程中去验证。教师要更多的给予鼓励和表扬,以便更好培养学生的创新精神。

4.进行实验,收集证据或相关数据。根据制定的实验设计,利用实验工具进行研究活动。对实验中所发生的现象或实验数据做好记录,用文字描述或用收集到的数据列成表格反映事物变化的过程;同时学生也可以从教师、教材、网络或其他地方获取证据对他们的探究进行补充。还可以进行反复相同的实验,进一步对实验现象或实验数据的可靠性进行验证。

5.得出结论、讨论交流。把各组的实验情况在班上交流,对个别异议进行分析讨论,最后大家达成共识,得出结论。教师在此过程中要给予及时鼓励、赞扬和评价。

6.总结评价:最后有一个完整的评价体系来评价学生在课堂的表现,可以让学生做自我评价,也可以是小组评价,教师也要给予小组或学生适当评价。

三、高中生物探究性实验存在的问题及应对策略

高中生物探究性实验教学的难点:

1.实验设计难:由于受学生知识、能力、经验的限制,使他们的思维往往有较大的局限性,因而很难完成一个比较完整合理的实验设计方案。

2.实验完成难:由于以往认识的偏差和条件的限制,对学生动手能力的培养不够,而且学生对实验仪器的认识和控制能力较差,因此,学生独立完成实验较难。

3.实验分析难:限于学生的思维能力,学生独自分析实验结果、得出正确结论比较困难,特别是对实验中某些条件的忽视或控制不好而造成的实验结果的偏差,难以得出合理的解释。

4.过程指导难:由于探究过程学生提出的问题和假设多种多样,实施过程意外因素无法全部预见等因素,这对教师的全程指导是一个新的挑战,对教师素质和教学经验也提出了更高的要求。

尽管探究性实验的推行困难重重,但通过不断实践,还是摸索出一些好的做法:

1.加强验证性实验的教学,培养学生的动手能力。使学生了解实验仪器用品的性能和使用方法,有利于他们进行探究性实验的设计和实施。

2.选择典型的探究性实验,通过多媒体展示给学生,借助多媒体技术创设真实情境的优势增强学生体验,激发学生去主动探索和主动发现,使学生形成正确的实验设计思路和方法,开启学生的想像之门。

3.以小组为单位组织探究活动,全员参与,充分体现学生的主体地位,发挥群体智慧,培养群体意识和团结协作精神,保证实验的顺利进行。

4.注意发挥教师的作用。教师是组织者,应教给学生进行实验和分析实验结果的方法;要向学生提供必要的资源和帮助;要纠正学生不规范的做法,防止偏见和差错,提醒学生注意实事求是;及时督促、检查学生按照实验设计方案进行操作与观察,认真做好实验结果的记录;对实验中学生出现的新思想、新方法要及时给予评价、指导和鼓励;组织学生进行实验总结交流;引导学生利用实验结果进行科学的推理,得出相应结论,完成实验报告。

教学中教师应立足现实,大胆尝试、探索和创新探究教学模式,不断增强学生主动探究、独立思考的意识,提高学生的创新能力和实践能力。让学生在学习中体验到快乐,让教学也成为一种乐趣。