摘要：科學探究本身作為一種科學實踐活動，將其與生物實驗教學相結(jié)合，可以為學生科學探究素養(yǎng)的培養(yǎng)和發(fā)展創(chuàng)造良好條件，對于教學創(chuàng)新提出了迫切要求。本文分析了生物實驗教學中科學探究素養(yǎng)培養(yǎng)的必要性，結(jié)合當前實驗教學中存在的問題，闡述了生物實驗教學的優(yōu)化策略，旨在引導學生提高科學素養(yǎng)，利用生物知識解決實際問題，推進生物實驗教學改革深度實施。關(guān)鍵詞：科學探究素養(yǎng)；生物實驗教學；合作探究高效學習生物知識需要借助多種類型的實驗，在生物實驗教學中培養(yǎng)學生的科學思維、科學精神、探究意識，引導學生認真觀察實驗現(xiàn)象，總結(jié)實驗結(jié)果，揭示生物學科的規(guī)律，找到生物學習訣竅，對于學生科學探究素養(yǎng)的形成和發(fā)展起到了積極作用。然而從生物實驗教學現(xiàn)狀來看，還存在一些不足之處，導致教學效果未能達到預期，制約了學生知識和能力的協(xié)同發(fā)展。為了扭轉(zhuǎn)這一局面，必須基于科學探究素養(yǎng)培養(yǎng)要求，加強生物實驗教學模式的優(yōu)化，吸引學生主動參與，在實驗過程中積極思考、表達、探究、合作，高質(zhì)量完成生物實驗任務，深入分析所得結(jié)果，從而收獲知識、強化技能、培育素質(zhì)，促進學生全面發(fā)展。一、生物實驗教學中培養(yǎng)學生科學探究素養(yǎng)的必要性新課標對生物課程教學提出了許多新的要求，明確指出生物教學要增加實驗探究，在生物實驗教學中關(guān)注學生已有的生活經(jīng)驗，激發(fā)學生主動學習的意識，使學生通過合作、交流、探究，提高其自主學習能力、科學探究素養(yǎng)、合作精神、創(chuàng)新意識和社會責任感。其中，科學探究素養(yǎng)的培養(yǎng)是生物實驗教學的重中之重。（一）有利于培養(yǎng)學生的科學思維能力在生物實驗過程中，學生通過觀察、操作、推理和交流討論得到正確結(jié)論，全程參與生物實驗的各個環(huán)節(jié)，思維始終處于活躍狀態(tài)，利用生物知識描述實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)果，提高對知識的好奇心和求知欲，掌握科學探究的基本操作方法，以實驗過程鞏固理論知識，真正實現(xiàn)學以致用。教師鼓勵學生提出問題、設計實驗、收集和分析實驗數(shù)據(jù)，給學生創(chuàng)造了自由施展與合作探究的空間，使得學生自主學習意識、批判性思維和創(chuàng)新能力由此得以形成[1]。（二）有利于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和價值觀生物學科具有系統(tǒng)性、實踐性、嚴謹性的特點，在生物實驗中只有認真按照步驟操作，才可以觀察到相應的現(xiàn)象，得出準確結(jié)論。因此，利用生物實驗傳授學生生物知識，培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的求真精神，塑造學生正確的價值觀，賦予了科學探究素養(yǎng)下生物實驗教學更為艱巨的任務，有利于激發(fā)學生深入探究知識的欲望，使之形成終身學習意識，在生物領(lǐng)域越走越遠。（三）有利于激發(fā)學生的探究精神通過開展生物實驗教學，給學生提供觀察和實踐的機會，鼓勵學生大膽質(zhì)疑，表達觀點，針對學生的不同問題實施個性化指導，對學生進行激勵，促使學生積極探索生物學科的奧秘，大膽假設，運用創(chuàng)新方法來驗證，享受實驗的過程和樂趣，學生的思維也會更加開闊，看待問題的角度更加多樣，分析問題、解決問題的能力隨之增強。可以說，生物實驗是激發(fā)學生探究意識、提高探究能力的關(guān)鍵渠道。二、生物實驗教學中存在的問題（一）生物教師的教學觀念沒有及時更新生物教師是學生學習生物知識、參與生物實驗的引路人，對于學生生物學習過程中知識獲取和素質(zhì)能力發(fā)展更是發(fā)揮了不容小覷的作用?？墒怯行┥锝處煵]有及時更新教學觀念，設計的生物實驗過程單一，實驗過程沉悶，交流互動機會少，學生思維得不到釋放。學生在生物實驗教學各個環(huán)節(jié)中的參與熱情不高，主體地位不明，受到的啟發(fā)和指導不足，嚴重制約了學生科學探究素養(yǎng)的發(fā)展。（二）生物實驗教學體系不完善課時數(shù)量少、教學任務重是生物教學的普遍現(xiàn)象，生物教師為了趕進度往往采用“灌輸式”教育模式，側(cè)重于講解課本上的知識，很少組織生物實驗活動，更沒有注重完善生物實驗教學體系，在有限的生物實驗中也是以教師演示為主，學生實踐操作的機會少之又少。這一現(xiàn)象導致生物學科理論教學和實踐教學失衡，生物實驗教學資源得不到有效利用，學生對生物知識的理解流于表面，知識基礎不扎實，很難形成科學的探究過程，對于學生科學探究素養(yǎng)的發(fā)展造成了阻礙。（三）生物實驗教學形式單一現(xiàn)階段，生物教師通常按照教材中描述的實驗步驟進行操作，讓學生描述實驗現(xiàn)象和結(jié)論，填寫實驗報告。或是要求學生死記硬背實驗步驟，在實驗操作時不允許有一絲一毫的差錯。這種生物實驗教學流程毫無新意，缺少現(xiàn)代化教學技術(shù)和方法的應用，如合作探究、任務驅(qū)動等。在生物實驗教學過程中學生的心情平靜無波，毫無期待，自主操作環(huán)節(jié)機械式地使用儀器設備和材料工具，思維不活躍，完全提不起實踐探究興趣，在此情況下很難獲得科學探究素養(yǎng)的提升。（四）生物教師在實驗過程中對學生的指導不當每個學生都有著無窮的潛力，而教師恰恰掌握了挖掘?qū)W生潛力的工具，需要對學生進行專業(yè)化指導，啟迪學生的思維，增強學生的自信[2]。然而，在生物實驗教學中，生物教師對學生的指導存在兩極分化現(xiàn)象。有些生物教師強制干預學生的實驗過程，對學生的實驗操作有著嚴格的標準，桎梏了學生的思維。另外一部分生物教師將生物實驗視為可有可無的教學活動，任由學生隨意操作，即使學生的操作流程和實驗報告不一致也毫不在意，導致生物實驗教學無法達到預期目標。三、基于科學探究素養(yǎng)的生物實驗教學優(yōu)化策略隨著生物教學改革深入實施，教師要突出學生的課堂主體地位，增強學科素養(yǎng)的培育能力，彌補傳統(tǒng)教學的不足之處，特別是實驗環(huán)節(jié)，幫助學生掌握正確的實驗流程，掌握科學探究的基本思路和方法。（一）積極更新生物教師的教學觀念，提高學生參與生物實驗教學的動力為了提高生物實驗教學質(zhì)量，教師要發(fā)揮實驗教學對提高學生學習興趣的優(yōu)勢，將生物實驗與生活緊密聯(lián)系起來，實施生物實驗教學的創(chuàng)新，打造趣味性、生活化的實驗項目，在提高學生好奇心和求知欲的基礎上，促使學生自主探究生物知識，形成認真嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和求真務實的科學精神?？紤]到學生思維方式、知識水平、興趣愛好、學習能力都有著顯著差異，因此，在生物實驗教學中，要體現(xiàn)出對學生教學主體地位的尊重，讓學生了解實驗環(huán)節(jié)對于學科學習和發(fā)展的重要性，要結(jié)合學生的想法設置實驗項目，提高學生參與實驗的積極性[3]。而且在平時生物教師要深入研究新課標，學習先進的教育技術(shù)，與生物實驗教學相融合，為生物實驗教學的高效開展注入活力，并要找出當前生物實驗教學中的不足，有針對性地加以彌補。這樣，生物教師就可以設計科學完善、可操作性強的生物實驗教學方案，實施多元化、分層次的教學和指導，履行自己的教學職能，構(gòu)建和諧的師生關(guān)系，創(chuàng)造良好的實驗條件和實驗范圍，指導學生在實驗過程中能夠認識科學、發(fā)現(xiàn)科學和利用科學，在這一系列過程中深入思考，敢于質(zhì)疑和批判，勇于推理，提出創(chuàng)造性的見解，在學習中培養(yǎng)科學探究素養(yǎng)。（二）完善生物實驗教學體系，積極開發(fā)多種實驗資源健全和完善生物實驗教學體系，可使生物實驗教學穩(wěn)定高效開展，各個環(huán)節(jié)緊密銜接，促使學生全程參與實驗設計、實驗操作、實驗觀察、實驗探究、實驗結(jié)果分析等環(huán)節(jié)中，依靠自主思考和小組成員之間的討論交流形成創(chuàng)新觀點，獲得科學探究素養(yǎng)的快速提高。生物實驗教學要以教材內(nèi)容為參考，建設由易到難、關(guān)聯(lián)緊密的生物實驗教學體系，讓學生根據(jù)體系可以驗證所學的生物知識，借助實驗能夠驗證已得出的結(jié)論，應用生物知識解決生活問題，這也有利于學生擺脫陳舊思維束縛，以積極態(tài)度參與生物實驗教學，從中獲得樂趣和自信。與此同時，生物教師要注重開發(fā)多種實驗資源，不單單要利用傳統(tǒng)實驗資源開展生物實驗教學活動，如教材資源、實驗儀器設備等，還要利用互聯(lián)網(wǎng)資源展示生物實驗的原理和步驟，憑借生動直觀的畫面增強感官沖擊，加深學生的印象，鼓勵學生對原本的實驗流程進行改良和優(yōu)化，打造開放式、互動式的教學空間，激發(fā)學生的內(nèi)在潛能，讓學生的奇思妙想在生物實驗教學中得到驗證?；蛘咦寣W生收集生活中的廢棄物品用于生物實驗和探究活動，鑒于這類實驗資源有所不同，學生勢必要對實驗操作進行創(chuàng)新，以便能夠合理利用實驗資源得到正確結(jié)果。（三）豐富生物實驗教學形式，持續(xù)訓練學生的綜合實踐能力現(xiàn)代化教育理念倡導運用豐富多樣的生物實驗教學形式，在教學過程中訓練學生的操作、觀察、質(zhì)疑、總結(jié)能力，全面提高學生的科學探究素養(yǎng)。基于這一理念，對生物實驗教學方法和模式進行創(chuàng)新，可以從以下幾種現(xiàn)代化教育方法中任擇其一：1.創(chuàng)設生活情境?，F(xiàn)實生活中有著許許多多值得運用的實驗素材，對生物實驗的探究也要考慮到常見的生活現(xiàn)象，結(jié)合學生們好奇的現(xiàn)象，以此為素材，提高實驗的趣味性，鼓勵學生自己動手，發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力。生物教師要指導學生掌握正確的實驗操作方法，在實驗中揭示科學本質(zhì)，了解生活現(xiàn)象背后所蘊藏的科學。例如：在“植物細胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離的復原”教學中，生物教師可以提出這樣幾個問題：“為什么白糖拌西紅柿會有水分析出？為什么超市經(jīng)常會在菜葉上灑水？”組織相關(guān)生物實驗探究活動，讓學生在生活情境下產(chǎn)生好奇，自選實驗材料進行生物實驗探究，提出假設后進行求證，完善實驗流程和各個實驗步驟的細節(jié)，觀察產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象，從所得實驗結(jié)果中分析植物細胞吸水、失水的條件，進而達到本次實驗的目標[4]。2.設置層次性的問題。問題驅(qū)動法在生物實驗教學中的應用對于培養(yǎng)學生的科學探究素養(yǎng)有著無法比擬的優(yōu)勢，生物教師需要設置層次性的問題，引導學生深入思考和探究，憑借自己的努力找到正確答案，使學生的觀察能力、思維能力、實踐能力、探究能力以及解決問題的能力得以協(xié)同發(fā)展。層次性的問題設置可以滿足不同知識水平和能力水平學生的學習需求，使之全身心參與到生物實驗教學中，經(jīng)過細心觀察和慎重思考得出結(jié)論，表達自己的觀點，增強了學生的獲得感和成就感。以“觀察植物葉表皮的氣孔實驗”為例，為學生提供多種實驗材料，讓學生觀察不同植物葉片的表皮，然后提出一系列的問題：“為什么教材要求觀察植物的下表皮？通過觀察植物的上下表皮你有哪些發(fā)現(xiàn)？為什么植物葉下表皮氣孔更多？”這讓學生更加關(guān)注實驗材料的選取，了解不同實驗材料的特點和差異，認真觀察和記錄實驗現(xiàn)象，使得學生學會靈活利用生物實驗結(jié)果解決實際問題，整個實驗過程中手腦協(xié)調(diào)配合，逐漸形成科學探究素養(yǎng)。3.組織合作探究活動。有些生物實驗比較復雜，單憑學生個體處理實驗材料，觀察實驗現(xiàn)象，進行實驗結(jié)果分析，會給學生施加較為繁重的負擔。而合作探究模式在生物實驗教學中的應用可以規(guī)避上述問題，小組成員科學分工，在生物實驗探究過程中保持有效的交流與合作，發(fā)揮了所有成員的智慧和力量，得到統(tǒng)一結(jié)論，增強了學生的集體榮譽感和個體責任感，促進了學生科學探究素養(yǎng)良好發(fā)展。合作探究期間學生思維會發(fā)生激烈碰撞，傾聽他人發(fā)言的同時，思考是否與自己的觀點相同，進一步完善自身觀點。如果觀點不同，則要找到充分論據(jù)證明自己的觀點，無疑會深化學生的生物實驗探究活動[5]。例如：在“探究無機鹽在植物生長發(fā)育中的作用”這一實驗活動中，教師課前布置不同小組成員分別負責采集不同環(huán)境中的土壤，把路邊、菜園和裸地等處土壤作為小組差異化的實驗材料，分別制成土壤浸出液。先將3株大小相似的青菜分別放入土壤浸出液、無土栽培培養(yǎng)液和蒸餾水中培養(yǎng)，并在一周后觀察不同溶液中青菜的生長情況，然后進行小組間實驗的橫向?qū)Ρ扔^察，用酒精燈烘干不同小組的土壤浸出液，比較結(jié)晶物質(zhì)有多少。所有成員共同進行推理和討論，總結(jié)實驗結(jié)果，會使生物實驗探究活動充滿樂趣，利用科學實踐活動提高學生的科學探究素養(yǎng)。（四）生物教師要加強對學生的指導，完成生物實驗結(jié)果的梳理小結(jié)作為生物實驗教學的組織者及學生生物學習的引路人，教師要注重對學生的啟發(fā)和指導，幫助學生高質(zhì)量完成生物實驗結(jié)果的梳理小結(jié)，及時查缺補漏，提高綜合實踐能力，促進學生科學探究素養(yǎng)的全面發(fā)展。對于生物實驗結(jié)果的分析是探究活動的重點所在，可使學生回顧整個實驗過程，反思自己的操作是否標準規(guī)范，避免在下次實驗中出現(xiàn)不當操作，有力糾正了學生生物實驗操作的不良習慣。而加強對生物實驗結(jié)果的總結(jié)，還能深化對生物實驗內(nèi)容的探究，嘗試分析各類實驗材料、用具和儀器對生物實驗結(jié)果的影響，打破傳統(tǒng)思維的局限，運用更為簡潔和直觀的方式展示生物實驗