淺談高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)方法的應(yīng)用

前言：《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》將科學(xué)思維列為學(xué)生必備核心素養(yǎng)之一，并強(qiáng)調(diào)生物課程需要高中生積極地參與學(xué)習(xí)，在發(fā)現(xiàn)知識(shí)的同時(shí)查找信息、提出質(zhì)疑并獨(dú)立解決，逐步形成科學(xué)的思維習(xí)慣。而生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是培養(yǎng)高中生科學(xué)思維的基本形式之一。因此，對(duì)科學(xué)方法在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行適當(dāng)分析非常必要。

一、高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)方法的應(yīng)用意義

1.緩解教學(xué)與考試矛盾 當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)被普遍忽略，教師、學(xué)生均沒有在生物實(shí)驗(yàn)中投入充足精力。與此同時(shí)，歷年高中生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考察模塊得分率較低，影響了總體成績(jī)[1]。通過科學(xué)方法在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，可以緩解教學(xué)與考試之間的偏差矛盾，提高教學(xué)效率。

2.落實(shí)新課程基本理念 新課程標(biāo)準(zhǔn)明確要求培養(yǎng)高中生科學(xué)素養(yǎng)，科學(xué)方法是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成。通過在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)用科學(xué)方法，可以促使高中生理性辨識(shí)知識(shí)的起源、發(fā)展，激發(fā)高中生問題意識(shí)，剖析真理的相對(duì)性，為高中生科學(xué)素養(yǎng)提升奠定基礎(chǔ)。

二、高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)方法的應(yīng)用措施

1.組織探究性活動(dòng) 在高中生物教學(xué)中，探究性教學(xué)是科學(xué)方法應(yīng)用的主要途徑，可以充分彰顯科學(xué)方法應(yīng)用過程，提高高中生科學(xué)素養(yǎng)[2]。以人教版高中生物選修1《生物技術(shù)實(shí)踐》專題1《果酒和果醋的制作》為例，高三學(xué)生已經(jīng)通過前面的學(xué)習(xí)掌握了與醋酸菌、酵母菌有關(guān)的知識(shí)，且對(duì)果酒、果醋的制作具有較大興趣。

第一，為了讓高三學(xué)生更加熟練地掌握實(shí)驗(yàn)操作知識(shí)且可以動(dòng)手制作，首先，教師可以利用視頻學(xué)習(xí)法，于課前提出探究性任務(wù)“自己動(dòng)手制作無(wú)害綠色飲料”。

第二，在上述任務(wù)頒布之后，要求高中生利用課下時(shí)間瀏覽教材，跟隨發(fā)酵前處理(圖1)、渣汁分離、果汁澄清、二氧化硫處理、果汁調(diào)整、酒精發(fā)酵、過濾、殺菌、裝瓶等方法，體驗(yàn)科學(xué)方法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用。

第三，在學(xué)生了解果酒和果醋的制作原理之后，教師應(yīng)為學(xué)生具體闡述果酒和果醋的基本制作做法以及基于視頻的自主聯(lián)想、體驗(yàn)思路。

第二，在高中生了解以果品為原料經(jīng)酵母菌釀制低度飲料酒的方法的同時(shí)，指導(dǎo)高中生以小組協(xié)作的方式分析這一實(shí)驗(yàn)過程可改進(jìn)之處，如“傳統(tǒng)釀制工藝過于繁瑣缺乏操作性”等。隨后將高中生視線引向有活性菌種利用上，并鼓勵(lì)其分享自己所了解、接觸到的菌種培養(yǎng)、污染防控方法，進(jìn)一步拓展高中生思維空間，促使其進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了解酵母菌、醋酸菌，并熟悉探究性學(xué)習(xí)的一般科學(xué)方法，即確定課題——設(shè)計(jì)研究方案——做匯報(bào)——實(shí)踐探究——報(bào)告成果——討論成果。

2.梳理生物科學(xué)方法應(yīng)用歷程 在現(xiàn)行人教版高中三年級(jí)生物教材中，涉及了不同類型的多個(gè)實(shí)驗(yàn)，在以往實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，高中生大多將注意力集中在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程(實(shí)驗(yàn)操作)、結(jié)果(實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)上，不注重思考實(shí)驗(yàn)過程操作的原因、是否可以更換其他的操作等問題。針對(duì)這一現(xiàn)象，教師可以利用思維導(dǎo)圖的方法，為高中生梳理生物科學(xué)方法應(yīng)用歷程。在生物科學(xué)方法應(yīng)用歷程梳理過程中滲透科學(xué)方法，促使高中生跟隨先人足跡汲取與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的科學(xué)思維，在享受生物實(shí)驗(yàn)探索樂趣的同時(shí)接受科學(xué)方法的教育。

以人教版高中生物《生物技術(shù)實(shí)踐》專題5《DNA 的粗提取及鑒定》為例，教師可以從提取DNA 的基本思路入手，圍繞DNA 提取方法發(fā)展歷程，為高中生梳理科學(xué)方法在DNA 提取中的應(yīng)用。在梳理過程中，帶領(lǐng)高中生回顧DNA 等大分子的物理化學(xué)性質(zhì)與科學(xué)方法應(yīng)用的聯(lián)系。比如，根據(jù)DNA 與蛋白質(zhì)等其他成分在不同濃度的氯化鈉溶液中溶解度差異性，利用適當(dāng)鹽濃度，促使DNA 溶解、雜質(zhì)沉淀。并鼓勵(lì)高中生利用課下時(shí)間搜集資料并閱讀整理，為其科學(xué)素養(yǎng)提升提供依據(jù)。

3.自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 生物學(xué)史上的多數(shù)重大發(fā)現(xiàn)都蘊(yùn)含著科學(xué)方法，在充分挖掘教材的基礎(chǔ)上，教師可以類似實(shí)驗(yàn)對(duì)比的方式，引導(dǎo)高中生自主參與科學(xué)方法應(yīng)用及科學(xué)論證推理過程，同步培養(yǎng)高中生邏輯思維能力、科學(xué)探究能力等生物科學(xué)素養(yǎng)。如在關(guān)于胚胎工程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可以借鑒2010 山東高考理綜試題35“胚胎工程培育試管?！钡倪^程，展示局部操作圖(圖1)，鼓勵(lì)高中生根據(jù)自己在課程中所掌握的科學(xué)方法，自行設(shè)計(jì)胚胎工程培育試管羊、青蛙的過程，進(jìn)一步拓展高中生應(yīng)用科學(xué)方法空間。

總結(jié)：綜上所述，通過在課程中應(yīng)用科學(xué)的方法，可以同步提升高中生的生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑸飳W(xué)習(xí)水平，引導(dǎo)其在思維層面構(gòu)建生物知識(shí)體系，為生物復(fù)習(xí)奠定基礎(chǔ)。因此，教師應(yīng)注重科學(xué)方法在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，合理設(shè)計(jì)探索性活動(dòng)，梳理生物科學(xué)史，為高中生發(fā)展提供充足驅(qū)動(dòng)力。