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【摘 要】本文论述在高中生物实验课中培养学生自主学习能力的措施：激活学生实验兴趣，增强自主学习动能;强化思维能力培养，夯实自主学习基础;善用信息技术优势，丰富自主学习资源;构建典型实验范式，掌握自主学习方法。
【关键词】高中生物 实验教学 自主学习 培养策略
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2020）02B-0054-02
建构主义学习理论认为，世界存在于客观稳态中，如何理解世界则取决于主观能动，外界不存在一种力量或因素能够产生决定性干预。换言之，在学生学习视角下，教师作为教育主体进行的一系列知识传授行为，并不能对学生的知识理解、掌握、运用产生决定性作用，外界所提供的教学资源、方法、工具等，只能在一定程度上发挥学习引导效果，而真正形成“意义建构”则依赖学生固有的知识经验。从这一角度出发，高中生物实验课为学生提供参与、合作、操作、体验等优势条件。学生在生物学情境、会话、协作等资源支持下，能够更好地运用自身生物知识经验突破“最近发展区”，以此循序渐进地增强自主学习能力。
一、激活学生实验兴趣，增强自主学习动能
所谓“兴趣”，从心理学角度解释为“人对某种事物或活动的特殊心理倾向”，汉语语境下的“兴趣”多以心理倾向的正效作用为基础，即表现为对“兴趣对象”的喜爱、热衷、关切等情绪。由此可见，激活高中生的生物实验兴趣是培养学生自主学习能力的第一步。换言之，只有对生物实验充满兴趣，才能调动学生的主观能动性，这样的学习才称得上是“自主学习”。
立足生物实验课组织形式，能够激活学生实验兴趣的方式很多。例如，直接刺激法的运用—— 为什么大部分叶子是绿色的？疫苗为什么能抵御病毒？无籽西瓜是如何培育的？等等。借助生活中司空见惯而又值得深究的现象，能够将学生的注意力从生物验证性知識转移到实验课操作上来。同时，为保障生物实验课有序性、系统性，在激活学生实验兴趣的操作过程中，应加强与相关知识点的结合，以此确保自主学习动能的有的放矢。具体可从以下几个方面展开：（1）基于生物文化激趣。生物课程标准明确指出“教材内容的呈现可渗透人文精神”。虽然生物学属于自然科学范畴，强调科学精神的传播与弘扬，但生物学与人类社会生产、生活息息相关，在生物学科发展历程中聚合了大量文化资源。如生物学家轶事、生物学发展史等，都可以作为激趣内容。例如，在指导学生展开《高倍显微镜观察几种细胞》的实验之前，可以让学生先了解显微镜发明史。结合札恰里亚斯·詹森、汉斯·利珀希、列文虎克等人的发明经历，增强高中生对显微镜这一仪器的认知。（2）基于生活现象激趣。人类社会是存在于自然社会之中的，生活环境中存在大量生活现象，且无时无刻不在发生生物变化，可以将其作为激趣要素。例如，在《探究酵母菌细胞呼吸方式》这一实验之前，教师可以先拿出两个馒头来让学生试吃。对又酸又硬的馒头，引导学生思考酵母菌是“有氧呼吸”还是“无氧呼吸”造成的，同时，作为一种“碱性厌氧菌”，该如何避免馒头变酸变硬。通过生活中的现象引导，学生对生物实验的兴趣会更浓厚，也有利于实验目标的迁移。（3）基于竞争比赛激趣。高中学生竞争意识很强，善于运用比赛途径，可以有效借助其娱乐性因素进行实验激趣。例如，学习《DNA 分子的结构》时，可以将高中生物教材文本内容转化成竞赛内容，让学生根据教材图片或自主利用互联网搜索，动手制作“DNA 双螺旋结构模型”。通过小组合作及组间竞争的形式，强化学生从生物理论学习到生物实践的转化能力。
二、强化思维能力培养，夯实自主学习基础
激活高中生物实验兴趣只是第一步，在课堂教学模式下，培养学生自主学习能力还离不开思维能力协同，这也是夯实学生自主学习能力的基础条件。根据生物课程标准中的“科学思维”的阐释，基于生物实验的自主学习思维能力主要包含对实验信息收集、分析、加工、整合的一系列能力，具体包括三个方面内容。
第一，基于实验原理进行自主学习思维强化。从客观上审视，高中生物理论及实验方面的知识，都属于验证性结论，即所有的知识点、实验规律等都是通过前人反复论证形成的，高中生物实验下的操作并不是探索，而是以实验现象为依据对实验原理的还原。据此，学生只有真正弄明白实验原理，才能达到强化自主学习思维的目标。面向高中阶段全部实验项目，培养学生自主学习思维能力的措施可按“两步走”的形式展开：其一，透过现象观察本质。让学生事先做出实验预设，如实验结果应该是什么样？实验过程中会发生什么现象？实验材料存在哪些变化？实验现象与预判现象有哪些不同？说明了什么？等等。用自己的语言概括出实验本质。其二，基于本质总结原理。依据实验本质改变实验参数，如材料分量、实验步骤等，就此分解出哪些是必要因素、那些是非必要因素，是否能优化实验设计，并在此基础上理清实验原理。
第二，基于设备运用进行自主学习思维强化。相对而言，高中生物实验的原理是相对简单的，无论是在物理还是化学方法的作用下，学生都能够迅速掌握其中的奥秘。但在实验课的组织过程中，实验设备的运用占据主要地位，如药品、仪器、试剂及装置组合等。一般在实验课操作中，教师都会事先将主要装置安装好，并强调实验步骤的“标准化”。这样虽然能够保障课堂教学的效率、质量，但却剥夺了学生自主学习能力培养的机会。据此，教师应强调举一反三的实验设备运用教学，例如，在同类型实验（观察类实验、化学类实验、生物类实验等）中筛选一种，重点讲解设备运用的方式方法。在此基础上，指导学生创新设计实验设备运用方案。
第三，基于操作实践进行自主学习思维强化。高中生物实验课中操作实践最能够突出自主性学习的特色，因为学生在一定程度上已经对实验原理、设备运用有所掌握，所以在实验操作过程中教师可以放权，让学生自行设计实验方案，制订操作步骤、提出注意事项、预判实验结果。
三、善用信息技术优势，丰富自主学习资源 从宏观上分析，教育的发展必须符合社会生产力水平，尤其要顺应科技发展、与时俱进。在当前“互联网+教育”模式下，积极促进高中生物实验课程与信息技术的融合，能够为培养学生自主学习能力提供丰富的资源。但反观现状，在高中生物实验教学中，普遍将信息技术作为一种纯粹的教学工具，比如互联网、多媒体等，用以取代传统的“粉笔+黑板”教学方式。学生虽然可以通过生动形象的视频加强对生物实验的了解，但这一过程仍然是被动接受状态，自主学习能力并未得到突出。
信息技术优势在高中生物实验课中应该得到进一步延伸，不仅要将之贯穿于生物实验课教与学的互动机制中，而且要引入高中生自主学习活动中。例如，在课堂环境下完成《用显微镜观察几种细胞》的实验之后，可以通过 QQ、微信等网络通信平台，上传高倍显微镜的使用流程视频、仪器安装步骤教程、动植物细胞图片等，用于学生课后自主学习、预习之用。同时，当代高中生成长于互联网环境之中，其计算机、网络、多媒体等的操作能力很强。在进行一个新的实验项目之前，可以引导学生先行在网络上搜索，利用 PS、flash、ECXEL 等工具软件，绘制生物实验的流程图、组织相关材料、设计试剂比例。这样到了真实的生物实践操作中，学生不仅思路清晰，而且能跨越教材的“统一标准”进行创新。
四、構建典型实验范式，掌握自主学习方法
高中生物实验课通常被视为理论课的辅助部分，教师在实施实验教学时，主要是为了让学生理解生物考试中实验部分的知识点，因此将重心放在生物实验的标准化、统一化之上。要解决这一弊端，最有效的方式是放权，让学生根据自己的认知、理解展开生物实验创新。但是这并不意味着要“放羊式”教学，事先要为学生构建一个经典的实验范式，将相关实验操作、任务、流程、目标等框定于生物实验价值之内。例如，观察类实验，重点在于显微镜运用、生物现象、实验结果等方面。学生在进行观察时要强调“眼、手、口、脑”并用，这样有利于学生掌握正确的自主学习方法。
以高中《物质跨膜运输的方式》实验为例，该实验的重点、难点是几种运输方式的比较，教师可创建“提出问题→分析现象→总结原理”的实验范式：（1）在“提出问题”环节，可以采用类比概念法，将“物质跨膜运输”与生活中的运输现象对比。例如，“物质进出细胞与中国人去外国旅游有什么相同点”，学生很容易从现实中的“跨国旅游”提出自主性问题，如“中国外国的边界”是国界，那细胞的边界是什么？进而思考去国外旅游可以坐飞机、坐轮船，那物质进入细胞的方式是什么？提出问题的实质就是明确实验方向，以取得激趣效果。（2）在“分析现象”环节，可以根据教材中提出的“自由扩散”“协助扩散”“主动运输”“胞吞和胞吐”特性，设计对应的实验、分析出现的现象。例如，在清水中滴入果汁、酱油等液体，分析它属于那种扩散方式。（3）在“总结原理”环节，可以以“思维导图”的形式将以上的研究成果表述出来，形成清晰、概括的知识图谱。这不仅有利于学生记忆理解，而且使学生在自主学习中进行参考。
高中生物实验课具有强烈的实操性特征，是培养学生自主学习能力的有效途径。本文将自主学习能力分解为学习动能、学习资源、学习思维和学习方法四个方面，依次提出培养措施，以期抛砖引玉，促进高中生物核心素养的培养。
【参考文献】
[1]夏云黎.高中生物实验教学中核心素养的落实[J].中国校外教育，2020（2）
[2]张 越.新高考背景下高效开展高中生物实验教学的策略[J].课程教育研究，2019（51）
[3]陈卫东.例析高中生物实验教学的优化改进策略[J].中学生物学，2019，35（12）
[4]陈 勇.高中生物实验教学现状分析以及优化措施[J].教育现代化，2018，5（3）
[5]崔艳玲.高中生物实验课中学生自主学习能力培养策略[J].科学大众（科学教育），2016（4）
（责编 卢建龙）
【关键词】高中生物 实验教学 自主学习 培养策略
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889（2020）02B-0054-02
建构主义学习理论认为，世界存在于客观稳态中，如何理解世界则取决于主观能动，外界不存在一种力量或因素能够产生决定性干预。换言之，在学生学习视角下，教师作为教育主体进行的一系列知识传授行为，并不能对学生的知识理解、掌握、运用产生决定性作用，外界所提供的教学资源、方法、工具等，只能在一定程度上发挥学习引导效果，而真正形成“意义建构”则依赖学生固有的知识经验。从这一角度出发，高中生物实验课为学生提供参与、合作、操作、体验等优势条件。学生在生物学情境、会话、协作等资源支持下，能够更好地运用自身生物知识经验突破“最近发展区”，以此循序渐进地增强自主学习能力。
一、激活学生实验兴趣，增强自主学习动能
所谓“兴趣”，从心理学角度解释为“人对某种事物或活动的特殊心理倾向”，汉语语境下的“兴趣”多以心理倾向的正效作用为基础，即表现为对“兴趣对象”的喜爱、热衷、关切等情绪。由此可见，激活高中生的生物实验兴趣是培养学生自主学习能力的第一步。换言之，只有对生物实验充满兴趣，才能调动学生的主观能动性，这样的学习才称得上是“自主学习”。
立足生物实验课组织形式，能够激活学生实验兴趣的方式很多。例如，直接刺激法的运用—— 为什么大部分叶子是绿色的？疫苗为什么能抵御病毒？无籽西瓜是如何培育的？等等。借助生活中司空见惯而又值得深究的现象，能够将学生的注意力从生物验证性知識转移到实验课操作上来。同时，为保障生物实验课有序性、系统性，在激活学生实验兴趣的操作过程中，应加强与相关知识点的结合，以此确保自主学习动能的有的放矢。具体可从以下几个方面展开：（1）基于生物文化激趣。生物课程标准明确指出“教材内容的呈现可渗透人文精神”。虽然生物学属于自然科学范畴，强调科学精神的传播与弘扬，但生物学与人类社会生产、生活息息相关，在生物学科发展历程中聚合了大量文化资源。如生物学家轶事、生物学发展史等，都可以作为激趣内容。例如，在指导学生展开《高倍显微镜观察几种细胞》的实验之前，可以让学生先了解显微镜发明史。结合札恰里亚斯·詹森、汉斯·利珀希、列文虎克等人的发明经历，增强高中生对显微镜这一仪器的认知。（2）基于生活现象激趣。人类社会是存在于自然社会之中的，生活环境中存在大量生活现象，且无时无刻不在发生生物变化，可以将其作为激趣要素。例如，在《探究酵母菌细胞呼吸方式》这一实验之前，教师可以先拿出两个馒头来让学生试吃。对又酸又硬的馒头，引导学生思考酵母菌是“有氧呼吸”还是“无氧呼吸”造成的，同时，作为一种“碱性厌氧菌”，该如何避免馒头变酸变硬。通过生活中的现象引导，学生对生物实验的兴趣会更浓厚，也有利于实验目标的迁移。（3）基于竞争比赛激趣。高中学生竞争意识很强，善于运用比赛途径，可以有效借助其娱乐性因素进行实验激趣。例如，学习《DNA 分子的结构》时，可以将高中生物教材文本内容转化成竞赛内容，让学生根据教材图片或自主利用互联网搜索，动手制作“DNA 双螺旋结构模型”。通过小组合作及组间竞争的形式，强化学生从生物理论学习到生物实践的转化能力。
二、强化思维能力培养，夯实自主学习基础
激活高中生物实验兴趣只是第一步，在课堂教学模式下，培养学生自主学习能力还离不开思维能力协同，这也是夯实学生自主学习能力的基础条件。根据生物课程标准中的“科学思维”的阐释，基于生物实验的自主学习思维能力主要包含对实验信息收集、分析、加工、整合的一系列能力，具体包括三个方面内容。
第一，基于实验原理进行自主学习思维强化。从客观上审视，高中生物理论及实验方面的知识，都属于验证性结论，即所有的知识点、实验规律等都是通过前人反复论证形成的，高中生物实验下的操作并不是探索，而是以实验现象为依据对实验原理的还原。据此，学生只有真正弄明白实验原理，才能达到强化自主学习思维的目标。面向高中阶段全部实验项目，培养学生自主学习思维能力的措施可按“两步走”的形式展开：其一，透过现象观察本质。让学生事先做出实验预设，如实验结果应该是什么样？实验过程中会发生什么现象？实验材料存在哪些变化？实验现象与预判现象有哪些不同？说明了什么？等等。用自己的语言概括出实验本质。其二，基于本质总结原理。依据实验本质改变实验参数，如材料分量、实验步骤等，就此分解出哪些是必要因素、那些是非必要因素，是否能优化实验设计，并在此基础上理清实验原理。
第二，基于设备运用进行自主学习思维强化。相对而言，高中生物实验的原理是相对简单的，无论是在物理还是化学方法的作用下，学生都能够迅速掌握其中的奥秘。但在实验课的组织过程中，实验设备的运用占据主要地位，如药品、仪器、试剂及装置组合等。一般在实验课操作中，教师都会事先将主要装置安装好，并强调实验步骤的“标准化”。这样虽然能够保障课堂教学的效率、质量，但却剥夺了学生自主学习能力培养的机会。据此，教师应强调举一反三的实验设备运用教学，例如，在同类型实验（观察类实验、化学类实验、生物类实验等）中筛选一种，重点讲解设备运用的方式方法。在此基础上，指导学生创新设计实验设备运用方案。
第三，基于操作实践进行自主学习思维强化。高中生物实验课中操作实践最能够突出自主性学习的特色，因为学生在一定程度上已经对实验原理、设备运用有所掌握，所以在实验操作过程中教师可以放权，让学生自行设计实验方案，制订操作步骤、提出注意事项、预判实验结果。
三、善用信息技术优势，丰富自主学习资源 从宏观上分析，教育的发展必须符合社会生产力水平，尤其要顺应科技发展、与时俱进。在当前“互联网+教育”模式下，积极促进高中生物实验课程与信息技术的融合，能够为培养学生自主学习能力提供丰富的资源。但反观现状，在高中生物实验教学中，普遍将信息技术作为一种纯粹的教学工具，比如互联网、多媒体等，用以取代传统的“粉笔+黑板”教学方式。学生虽然可以通过生动形象的视频加强对生物实验的了解，但这一过程仍然是被动接受状态，自主学习能力并未得到突出。
信息技术优势在高中生物实验课中应该得到进一步延伸，不仅要将之贯穿于生物实验课教与学的互动机制中，而且要引入高中生自主学习活动中。例如，在课堂环境下完成《用显微镜观察几种细胞》的实验之后，可以通过 QQ、微信等网络通信平台，上传高倍显微镜的使用流程视频、仪器安装步骤教程、动植物细胞图片等，用于学生课后自主学习、预习之用。同时，当代高中生成长于互联网环境之中，其计算机、网络、多媒体等的操作能力很强。在进行一个新的实验项目之前，可以引导学生先行在网络上搜索，利用 PS、flash、ECXEL 等工具软件，绘制生物实验的流程图、组织相关材料、设计试剂比例。这样到了真实的生物实践操作中，学生不仅思路清晰，而且能跨越教材的“统一标准”进行创新。
四、構建典型实验范式，掌握自主学习方法
高中生物实验课通常被视为理论课的辅助部分，教师在实施实验教学时，主要是为了让学生理解生物考试中实验部分的知识点，因此将重心放在生物实验的标准化、统一化之上。要解决这一弊端，最有效的方式是放权，让学生根据自己的认知、理解展开生物实验创新。但是这并不意味着要“放羊式”教学，事先要为学生构建一个经典的实验范式，将相关实验操作、任务、流程、目标等框定于生物实验价值之内。例如，观察类实验，重点在于显微镜运用、生物现象、实验结果等方面。学生在进行观察时要强调“眼、手、口、脑”并用，这样有利于学生掌握正确的自主学习方法。
以高中《物质跨膜运输的方式》实验为例，该实验的重点、难点是几种运输方式的比较，教师可创建“提出问题→分析现象→总结原理”的实验范式：（1）在“提出问题”环节，可以采用类比概念法，将“物质跨膜运输”与生活中的运输现象对比。例如，“物质进出细胞与中国人去外国旅游有什么相同点”，学生很容易从现实中的“跨国旅游”提出自主性问题，如“中国外国的边界”是国界，那细胞的边界是什么？进而思考去国外旅游可以坐飞机、坐轮船，那物质进入细胞的方式是什么？提出问题的实质就是明确实验方向，以取得激趣效果。（2）在“分析现象”环节，可以根据教材中提出的“自由扩散”“协助扩散”“主动运输”“胞吞和胞吐”特性，设计对应的实验、分析出现的现象。例如，在清水中滴入果汁、酱油等液体，分析它属于那种扩散方式。（3）在“总结原理”环节，可以以“思维导图”的形式将以上的研究成果表述出来，形成清晰、概括的知识图谱。这不仅有利于学生记忆理解，而且使学生在自主学习中进行参考。
高中生物实验课具有强烈的实操性特征，是培养学生自主学习能力的有效途径。本文将自主学习能力分解为学习动能、学习资源、学习思维和学习方法四个方面，依次提出培养措施，以期抛砖引玉，促进高中生物核心素养的培养。
【参考文献】
[1]夏云黎.高中生物实验教学中核心素养的落实[J].中国校外教育，2020（2）
[2]张 越.新高考背景下高效开展高中生物实验教学的策略[J].课程教育研究，2019（51）
[3]陈卫东.例析高中生物实验教学的优化改进策略[J].中学生物学，2019，35（12）
[4]陈 勇.高中生物实验教学现状分析以及优化措施[J].教育现代化，2018，5（3）
[5]崔艳玲.高中生物实验课中学生自主学习能力培养策略[J].科学大众（科学教育），2016（4）
（责编 卢建龙）