科学探究素养导向下中学生物学教学实践研究

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2025）12-0114-04

高中生物学教学在培养学生科学素养和实践能力中扮演着重要的角色，其教学效果更是直接影响到学生对生物学的兴趣和未来的职业发展。然而，传统的高中生物学教学侧重于知识和技能的传授，教学方法单一以及实验内容和步骤烦琐等问题，导致学生参与度不高，不仅影响了生物学教学的效果，也制约了学生科学素养的提升。随着教育教学改革的深入推进，新课程改革强调以学生为中心的教学理念，注重培养学生的创新精神和实践能力。因此，如何优化高中生物学教学以提升学生的科学探究素养，成为当前教育领域的重要任务。

一、优化高中生物学教学实践的作用

（一）激发学生的学习兴趣和热情

教师结合学生的特点设计趣味性活动、问题情境和教学留白等方式，能够增强课堂趣味性，调动学生学习积极性，提高他们的课堂参与度，从而提升教学质量。

（二）加深学生对生物学知识的理解

学生在生物学实践教学中通过直观的实验操作和观察，可以使抽象的生物学概念变得具体，有助于学生更深人地理解、掌握和运用生物学知识

（三）培养学生的生物学探究能力

随着教育的发展，教育深化改革提出要将高中生物学教学将培养学生探究能力作为核心教学目标，而通过探究性实验教学活动可以培养他们的探究能力。因此，在课堂教学实践中，教师可以鼓励引导学生根据自身对生物学实验的理解和想法设计合理的实验方案、进行实验以及总结实验结果。这样不仅可以锻炼学生的逻辑思维和科学探究能力，还有助于培养他们的自主学习思维和能力。

（四）提升学生的实践能力和综合素质

在生物学学习的过程中，学生不仅需要学习各种实验仪器的使用方法和实验规范，还要掌握各种生物学知识，这有助于提升他们的动手能力和操作技能。同时，学生通过角色扮演游戏、小组合作和游戏竞赛等多种趣味活动共同学习，还可以相互讨论、交流与学习，能够培养团队合作精神，提高生物学学习效率。这些活动过程都有助于锻炼学生的实践能力和综合素质，对他们未来的学习和发展具有重要意义。

（五）促进跨学科学习与整合

生物学这门学科往往与其他学科如物理和化学等有密切联系。学生通过整合不同学科的知识，能够更全面地理解生物学现象和生命过程，有助于形成跨学科知识体系意识和能力，提升自身综合素养。

二、高中生物学实践教学优化策略

（一）构建探究式学习环境

在探究式的学习环境中，学生可以根据自己的学习需求等自由地选择实验主题进行探究。教师通过鼓励他们亲身体验和动手操作来获取知识，激发他们的求知欲和探索欲，从而调动其学习热情与兴趣。在这样的环境中，需要学生自己去探究和解决问题，这种过程有助于培养他们的自主学习能力和独立思考能力。此外，在探索过程中，学生不仅需要运用已有的知识和技能，还需要不断尝试新的方法和策略，这种过程不仅可以促进他们智力的发展，还能够锻炼他们动手实践、沟通交流、团队协作以及解决问题等各种能力，从而提升其综合素养。

教师讲授实验时，应引导学生进行科学探究活动，鼓励他们主动提出问题、设计实验并进行数据分析，以激发学生的学习兴趣和探索精神。以人教版高中必修1《分子与细胞》第4章探究实践“植物细胞的吸水和失水”为例，教师向学生提出生活中有关植物吸水和失水的现象，如“将萎蔫的菜叶浸泡在清水中一段时间就会变得硬挺；将菜剁碎并放一些盐，稍过一会儿就变枯萎；对农作物施肥过多，会造成‘烧苗’现象”，通过罗列这些有趣的现象，可以调动学生的学习热情，接着就可以提出问题，如：“水分进出植物细胞是靠渗透作用吗？原生质层是否相当于一层半透膜？”然后组织全班学生进行讨论，并鼓励引导他们自主设计实验方案并进行验证。通过构建探究式的学习环境，有助于激发学生的求知欲，从而培养他们的动手实践能力。

（二）引入生物学实际案例

生物学是一门与实际生活紧密相连的学科，教师通过引入实际案例，能够让学生感受到生物学的实用性和趣味性，从而调动学习的积极性。

同时，实际案例不仅有助于学生将抽象的生物学概念与具体的生活现象相结合，更直观地理解这些概念，还能让学生将所学的生物学知识应用于解决实际问题，培养他们解决实际问题的能力。此外，教师通过引入生活中的案例分析，还可以更深入地了解学生的学习需求，并根据反馈及时优化教学的策略，从而提高生物学教学的效果。

以必修2《遗传与进化》第5章第3节“人类遗传病”为例，教师讲授该节内容时，可以通过讲解糖尿病、白化病和红绿色盲等病的遗传机制，帮助学生更深入地理解基因和遗传病的关系。再以选择性必修2《生物学与环境》为例，教师讲授第3章和第4章“生物学多样性”时，可以引导学生通过讨论物种灭绝的原因和后果，让学生意识到保护生物学多样性的重要性。同时，还可以引入特定地区的生物学多样性情况，并组织学生讨论特定地区的生物学多样性保护问题，以此来增强他们的环境保护意识。此外，教师还可以在班级里建立自己的生物学案例库，收集并整理国内外典型的生物学实际案例，并通过在线资源平台分享给学生，让学生利用课余的时间进行自主学习和探究，培养学生的自主学习能力。教师通过在高中生物学教学中引人实际案例并鼓励引导学生研究和学习更多的生物学案例，不仅能够提高生物学的教学效果，还能够培养学生的综合素养。

（三）创新教学方法

教师通过结合学生实际并注重他们的参与和体验引入实验、探究性学习、项目式学习等多元化的教学方法和手段，可以激发他们的学习兴趣与热情，更加主动地参与到学习过程中来。教师通过创新的教学方法促进学生对生物学概念的理解，鼓励他们并将所学知识应用于实际情境中，不仅能够增强他们解决问题的能力，还可以激发和培养其创新能力。此外，创新的教学方法还关注学生之间的互动和合作学习，在增强课堂的学习氛围和效果的同时，还能培养学生的团队合作能力和社会交往能力。

以高中人教版必修1《分子与细胞》第2章“组成细胞的分子”为例，教师教授完该单元的重要内容和知识点后，可以在班级里鼓励学生进行角色扮演游戏，可以采用抽签的方式选择“脂肪”“糖类”“蛋白质”“无机盐”和“核酸”等主要角色。教师决定好选角后，可以给予他们一定的时间讨论交流，发挥想象力和创造力共同构思情节。同时，教师可以鼓励其他学生根据所学的知识对各种“物质”进行提问，“物质”就要根据学生提出的问题并运用所学知识进行演绎和展示，这样有助于培养学生解决实际问题的能力。此外，教师还可以将班里的学生分为人数六到八人的学习小组，也可以让学生自由组合，并让各小组在课前或课后通过游戏竞争的形式进行抢答并累计一学期的积分，积分最多一个小组可以获得教师的奖励和表彰。教师通过结合学生的实际创新教学的方法和方式，不仅能够打破枯燥乏味的生物学课堂，还可以调动学生学习积极性，培养他们实际解决问题的能力。

（四）培养学生生命观念

生命观念是对生物学核心概念、原理和理论的高度概括和抽象理解，它有助于学生将零散的知识点串联起来，形成系统的知识框架，从而深化他们对生物学知识的理解和记忆。同时，生命观念是科学素养的重要组成部分，培养生命观念有助于学生形成科学的思维方式，学会运用科学方法和手段去解决问题，从而提高他们的科学素养和创新能力。此外，通过培养学生生命观念，还有助于他们认识到保护生态环境的重要性，了解人类活动对生态环境的积极和消极影响，从而树立起环保意识，增强保护环境的责任感

例如，以高中生物学必修1《分子与细胞》的学习为例，在这一册书的教学中，教师可以引领学生复习之前所学的细胞膜等细胞器的知识，再根据各细胞器的功能提出相对应的问题，如：“细胞中哪种结构能对物质进出进行控制？该如何控制？”然后鼓励引导学生通过抢答的方式回答问题并给予一定的奖励，这样不仅可以促使他们深入理解生物学知识，还能够帮助他们建立良好的生命观念。同时，还可以组织学生参观生物学实验室、动物园和植物园等场所，以拓宽学生的视野，让他们在实践中加深对生命观念的理解，增强保护环境的意识。再以高中生物学选择性必修1《稳态与调节》的学习为例，教师讲授该册书的内容时，可以引导鼓励学生了解人体内环境的稳态、体液调节、神经调节、人体免疫系统的组成和功能以及应用等内容，促使学生更深入地理解人体内部的构造和重要性，从而树立尊重生命的意识。教师通过传授生物学知识并在教学实践中培养学生的生命观念，能够更好地帮助学生理解生物学这门学科。

（五）组织生物学课外活动

课外活动通常涉及课堂之外的生物学知识和现象，如生物学多样性等。学生通过参加这些活动，可以了解更多有关生物学的知识，从而拓宽自身的知识面和视野。同时，在生物学课外活动中，学生通常需要进行实验、观察、记录等操作，这些活动能够锻炼学生的动手能力，提高他们的实验技能和观察能力，提高综合素养。此外，课外活动通常需要团队合作完成任务。学生在这一过程中需要与他人协作、沟通和交流，提高合作的效率，有助于提升他们的团结合作能力和沟通交流能力。

以人教版高中生物学的学习为例，教师除了组织学生到自然保护区或植物园进行实地考察之外，还可以让学生观察生物学群落和生态系统，了解生物学多样性，采集植物标本，制作标本集，最后将制作的标本在班级进行展示，教师根据学生的创意等给予激励性的评价并选出优秀作品进行奖励，这样有助于学生接触和亲近大自然，还能缓解他们的压力，从而促进其身心健康发展。教师还可以积极鼓励学生参加学校和社会组织的实践活动，如环保志愿者、科普宣传等活动，帮助了解科学研究的实际意义和价值，增强社会责任感。此外，教师还可以举办如生物学科学研究小组、科技创新竞赛等富有趣味性的生物学实践活动，为学生提供更多的实践机会和探究平台，以提升他们的实践探究能力和科学素养。教师根据高中学生的身心发展特点组织生物学课外活动，一定程度上能够提升他们的科学素养，为他们未来的学习和发展打下坚实基础。

（六）注重跨学科整合

跨学科整合将生物学科与其他学科如化学、物理和数学等的知识和方法相互融合，不仅能够为学生打开一个更为广阔的学习视野，还有助于他们在实验、调查和研究等各种活动中运用多学科的知识和技能，从而提高实践能力。在生物学实践教学中，学生通过跨学科整合，学生可以形成综合性的思维方式和解决问题的能力，而这种综合思维能力能够帮助学生从多个角度和层面进行深入分析和思考，提高自身素质。此外，学生还可以接触到更多新颖、有趣的研究主题和项目，从而激发他们的探索欲进行探究性学习，提高他们的科学素养。

以人教版高中必修1《分子与细胞》第5章第1节“降低化学反应活化能的酶”为例，教师在进行跨学科融合教学前，先提问学生有关过氧化氢等化学知识，接着将生物学与化学融合教学，让学生在不看教材实验步骤的前提下设计实验来探究不同条件对酶活性的影响，以此来实现跨学科融合教学，培养他们的跨学科能力。再以该章第2节“光合作用与能量转化”为例，教师在讲解光合作用时，可以结合物理学的能量转化原理进行讲解，并组织学生进行讨论。教师通过这种跨学科的学习方式进行授课，不仅能促使学生更深刻地理解生物学概念，还能提高他们的综合分析能力。

（七）借助信息技术手段

信息技术通过使用多媒体课件、动画演示、视频资料和虚拟实验等为学生提供丰富多彩的学习资源和生动形象的教学情境，让他们在富有趣味性的氛围中更高效地学习知识。同时，教师可以利用网络平台等资源，获取最新的教学信息和研究成果，了解生物学在各个领域的应用和最新进展，以拓宽学生的学习视野，培养他们的科学素养和创新能力。此外，传统实验教学往往受到时间、空间等条件的限制，而信息技术手段的应用可以支持实验教学，能够让学生更加深入地理解实验原理和方法，从而提升他们的实验技能和科学探究能力。

以人教版高中生物学的学习为例，教师结合学生的实际情况使用多媒体课件、动画演示、视频资料等，不仅能够将抽象复杂的生物学知识转化为直观形象的内容，还可以营造更为轻松愉悦的学习氛围，提高学生在课堂活动中的参与度。同时，教师可以借助信息技术获取最新的教学信息和研究成果并将其融入教学中，帮助学生了解生物学在各个领域的应用和最新进展，这样不仅能够拓宽学生的学习视野，还可以培养他们的科学素养。此外，在条件允许的情况下，教师还可以通过虚拟实验室等模拟软件，让学生在计算机上进行模拟实验，以降低实验成本和提高实验安全性，提升他们的实验技能和科学探究能力。

（八）加强教师指导与培训

经过专业指导和培训的教师更能根据学生的特点设计出科学的教学活动，从而调动学生学习的积极性。同时，教师应根据学生的学习需求等个性化差异来提供个性化的指导，使每个学生都能在适合自己的节奏下学习，进而提升教学的整体质量。此外，加强教师指导与培训，还能够帮助学生养成定期复习、主动学习和独立思考等良好习惯，为其终身学习和发展打下坚实的基础。

学校应加强对生物学教师的教学指导，提供有针对性的教学建议和反馈。例如，鼓励教师通过教学观摩、教学研讨等方式，促进教师之间良好的交流和学习，共同提高教学水平。同时，也要鼓励教师积极参加培训、研讨会等方式，了解和学习最新的教学理念和方法，优化教学策略。此外，在课堂教学中，除了教师对学生进行全面客观的评价，并根据学生的实际情况提供有针对性的指导，也要鼓励学生对教师的教学内容、方法以及策略等方面进行评价与反馈，方便教师根据学生的评价与反馈有针对性地调整，从而提高教学的效果和质量。

三、结论

综上所述，科学探究素养导向下的高中生物学教学实践需要构建探究式学习环境、引入实际案例、结合学生实际创新教学方法、培养生命观念、注重跨学科整合、利用信息技术手段以及加强教师指导与培训等策略进行优化。通过这些策略的实施，可以全面提升学生的科学探究素养，培养他们的科学思维和实践能力，为他们未来的学习与发展打下坚实基础。

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