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摘要 本文阐述了高中生物教学中对学生进行科学探究能力培养的必要性，并结合设计实验的具体实例探讨了对学生进行科学探究能力培养的途径。
关键词 科学探究 设计实验 单一变量原则 对照原则
培养学生的科学探究能力是素质教育的要求。随着素质教育的开展，在近几年的生物高考试题中也出现了对学生科学探究能力考查的题目，如让学生设计实验来探究有关问题并得出结论等。许多学生遇到这样的问题要么无从下手，要么思维混乱，要么缺乏必要的步骤，失分率很高，这说明很多学生这方面的能力还亟须提高。更重要的是，培养学生科学探究问题的能力，不仅为学生以后的继续学习、进行科学探究奠定了方法基础，还为学生走向社会后解决生产生活中的具體问题提供了先期实践，因此，高中阶段培养学生的科学探究能力理应成为我们日常教学的题中应有之义。
那么，怎样才能很好地培养学生的科学探究能力呢?
一、通过课堂教学，分析教材中涉及的科学探究的实例，注重剖析其涉及的科学探究的方法及遵循的原则，使学生受到潜移默化的影响
在生物学的长期发展中，创立了许多很成功的成熟的研究方法。认识一种科学的研究方法，对于科学的进步，并不比发现本身更少用处，科学的研究方法经常是极富兴趣的部分。如光合作用的发现过程中德国科学家萨克斯的实验，成功地证明了绿色叶片在光合作用过程中产生了淀粉，同时也证明了光合作用需要光。那么，萨克斯在这个实验设计中，让曝光的一半和遮光的一半对比，遵循了什么原则呢?学生很容易答出：遵循了对照原则。同时，还遵循了单一变量原则，以说明实验组与对照组结果的不同，是由这一变量的不同造成的。然后让学生自己分析，恩格尔曼用水绵和好氧菌证明叶绿体是绿色植物光合作用的场所的实验，以及美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验各自遵循了哪些原则?学生通过分析，不难做出判断，二者都遵循了对照原则和单一变量原则。同时引导学生分析出恩格尔曼的实验还遵循了选材得当的原则，选用了具有带状叶绿体的水绵和好氧菌，并用好氧性细菌的分布作为检测氧气释放与否和释放部位的标记。这样，使难以观察和测量的结果变得直观和易于观察。
实验材料的选择关系到实验的成败。我们在设计实验时，就要遵循选材得当原则、对照原则、单一变量原则等，以便使实验结果可靠、易于分析、又有说服力。
二、通过课本上的实验进一步总结出规律性的方法、步骤，以利于学生掌握应用
课本上的实验都是一些有代表性的、经典的实验，实验步骤科学、合理，语言表述简练、规范，是学生学习、模仿的典范。
如：比较H2O2酶和Fe3 的催化效率的实验，可通过分析它的方法步骤引导学生总结出规律性的方法步骤，以利于学生掌握应用，使学生在设计实验时做到条理清楚、步骤完整。即：第一步，取材，编号；第二步，设置对照(遵循单一变量原则)；第三步，必要的、适当的处理；第四步，观察现象，记录结果；第五步，分析结果，得出结论。注意，很多学生在设计实验时，容易忽略观察现象这一步，假如没有现象的观察，结果从何而来呢?又怎样得出结论?所以应提醒学生注意。
模仿是创新的基础，创新不是空中楼阁，而是在原有基础上的创新。只有在科学的基础上进行创新，才是有价值的。同样，科学探究能力的培养也理应建立在科学的基础上。通过对设计实验的模仿，使学生熟悉了设计实验的方法、步骤，从而也锻炼了学生在这方面的能力。
三、创设情境或通过实验设计题，培养学生用科学的方法探究问题的能力
首先要鼓励学生设计实验，敢于大胆设想，求异创新，设计的实验方法步骤要力求既简便易行又科学准确。其次，明确一个比较完整的实验设计方案应包括的具体内容，即1，实验题目；2，假设；3，预期；4，实验步骤；5，观察和收集数据；6，分析；7，推论；8交流。
在训练过程中，我们遵循由易到难的原则，先让学生对别人的实验设计进行纠错，以培养其严谨科学的态度。通过这样的纠错训练，学生逐步掌握了设计实验应该注意的方面，应遵循的原则。然后可以创设情景，让学生独立设计实验。如：让学生独立设计实验探究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响(实验所需的各种材料、仪器、药品均具备)。当然，由于知识面或能力有限，学生在实验设计中难免有错误或不合理的地方。这时教师不必急于指正，而应该引导学生通过讨论、分析，寻找出最佳方案，从而训练学生的分析探究能力。教师进行评讲时，应坚持使用一些富于激励性的语言，先肯定学生的大胆设想、求异创新，再引导学生对不足之处进行纠正，完善。
培养学生的科学探究能力，必需加强对学生的训练和实践。教学中对学生进行训练时应做到：一、注意精选习题，所选习题应具有典型性和代表性，能起到举一反三之用；二、注意一题多变，对学生进行变式训练，使学生能从不同的角度，或正面或反面地思考问题和解决问题，从而形成解决问题的灵活性、独创性。
关键词 科学探究 设计实验 单一变量原则 对照原则
培养学生的科学探究能力是素质教育的要求。随着素质教育的开展，在近几年的生物高考试题中也出现了对学生科学探究能力考查的题目，如让学生设计实验来探究有关问题并得出结论等。许多学生遇到这样的问题要么无从下手，要么思维混乱，要么缺乏必要的步骤，失分率很高，这说明很多学生这方面的能力还亟须提高。更重要的是，培养学生科学探究问题的能力，不仅为学生以后的继续学习、进行科学探究奠定了方法基础，还为学生走向社会后解决生产生活中的具體问题提供了先期实践，因此，高中阶段培养学生的科学探究能力理应成为我们日常教学的题中应有之义。
那么，怎样才能很好地培养学生的科学探究能力呢?
一、通过课堂教学，分析教材中涉及的科学探究的实例，注重剖析其涉及的科学探究的方法及遵循的原则，使学生受到潜移默化的影响
在生物学的长期发展中，创立了许多很成功的成熟的研究方法。认识一种科学的研究方法，对于科学的进步，并不比发现本身更少用处，科学的研究方法经常是极富兴趣的部分。如光合作用的发现过程中德国科学家萨克斯的实验，成功地证明了绿色叶片在光合作用过程中产生了淀粉，同时也证明了光合作用需要光。那么，萨克斯在这个实验设计中，让曝光的一半和遮光的一半对比，遵循了什么原则呢?学生很容易答出：遵循了对照原则。同时，还遵循了单一变量原则，以说明实验组与对照组结果的不同，是由这一变量的不同造成的。然后让学生自己分析，恩格尔曼用水绵和好氧菌证明叶绿体是绿色植物光合作用的场所的实验，以及美国科学家鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自水的实验各自遵循了哪些原则?学生通过分析，不难做出判断，二者都遵循了对照原则和单一变量原则。同时引导学生分析出恩格尔曼的实验还遵循了选材得当的原则，选用了具有带状叶绿体的水绵和好氧菌，并用好氧性细菌的分布作为检测氧气释放与否和释放部位的标记。这样，使难以观察和测量的结果变得直观和易于观察。
实验材料的选择关系到实验的成败。我们在设计实验时，就要遵循选材得当原则、对照原则、单一变量原则等，以便使实验结果可靠、易于分析、又有说服力。
二、通过课本上的实验进一步总结出规律性的方法、步骤，以利于学生掌握应用
课本上的实验都是一些有代表性的、经典的实验，实验步骤科学、合理，语言表述简练、规范，是学生学习、模仿的典范。
如：比较H2O2酶和Fe3 的催化效率的实验，可通过分析它的方法步骤引导学生总结出规律性的方法步骤，以利于学生掌握应用，使学生在设计实验时做到条理清楚、步骤完整。即：第一步，取材，编号；第二步，设置对照(遵循单一变量原则)；第三步，必要的、适当的处理；第四步，观察现象，记录结果；第五步，分析结果，得出结论。注意，很多学生在设计实验时，容易忽略观察现象这一步，假如没有现象的观察，结果从何而来呢?又怎样得出结论?所以应提醒学生注意。
模仿是创新的基础，创新不是空中楼阁，而是在原有基础上的创新。只有在科学的基础上进行创新，才是有价值的。同样，科学探究能力的培养也理应建立在科学的基础上。通过对设计实验的模仿，使学生熟悉了设计实验的方法、步骤，从而也锻炼了学生在这方面的能力。
三、创设情境或通过实验设计题，培养学生用科学的方法探究问题的能力
首先要鼓励学生设计实验，敢于大胆设想，求异创新，设计的实验方法步骤要力求既简便易行又科学准确。其次，明确一个比较完整的实验设计方案应包括的具体内容，即1，实验题目；2，假设；3，预期；4，实验步骤；5，观察和收集数据；6，分析；7，推论；8交流。
在训练过程中，我们遵循由易到难的原则，先让学生对别人的实验设计进行纠错，以培养其严谨科学的态度。通过这样的纠错训练，学生逐步掌握了设计实验应该注意的方面，应遵循的原则。然后可以创设情景，让学生独立设计实验。如：让学生独立设计实验探究甲状腺激素对蝌蚪发育的影响(实验所需的各种材料、仪器、药品均具备)。当然，由于知识面或能力有限，学生在实验设计中难免有错误或不合理的地方。这时教师不必急于指正，而应该引导学生通过讨论、分析，寻找出最佳方案，从而训练学生的分析探究能力。教师进行评讲时，应坚持使用一些富于激励性的语言，先肯定学生的大胆设想、求异创新，再引导学生对不足之处进行纠正，完善。
培养学生的科学探究能力，必需加强对学生的训练和实践。教学中对学生进行训练时应做到：一、注意精选习题，所选习题应具有典型性和代表性，能起到举一反三之用；二、注意一题多变，对学生进行变式训练，使学生能从不同的角度，或正面或反面地思考问题和解决问题，从而形成解决问题的灵活性、独创性。