科学过程技能在高中生物实验教学中的培养

　　生物学是一门自然科学，也是一门实验科学，生物学中的理论知识往往是通过对大量生物现象和实验结果的综合分析得出的。由于新课标重在培养学生的科学过程技能，开展探究性实验教学，既能通过规范的实验操作培养学生的实验操作技能，又能培养学生的综合探究能力并树立实事求是的科学态度。以人教版高中生物必修1《分子与细胞》为例，探究性实验占总实验数量的45%。探究性实验中的科学过程可以概括为以下6个步骤：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。

　　1.科学过程技能的定义

　　“科学过程技能”包括：观察、应用时空关系、分类、应用数字、测量、传达、预测、推理、控制变因、解释数据、形成假设、下操作型定义、进行实验十三项技能。

　　2.例谈科学过程技能在探究性实验中的应用

　　就实验教学中如何融入科学过程技能这个问题，这里以人教版高中生物必修1《分子与细胞》中“影响酶活性的条件”探究性实验为例，对科学过程技能进行探究。

　　2.1实验前的准备

　　实验前准备好所需要的材料和用具，同时教师提供材料，引发学生联想。比如加酶洗衣粉包装袋上的适用温度范围标注这类与学生的生活经验相关的材料容易引起学生的好奇心和探究动力，同时能作为探究实验课的绝佳导入。

　　2.2探究性实验的基本步骤

　　2.2.1发现问题、提出问题和作出假设

　　让学生阅读材料发现问题并提出问题，针对提出的问题作出假设，这两个基本步骤启动、激励了探究培养学生发散思维能力和提问能力，接下来小组交流要探究的问题和假设，问题如：“温度是否会影响酶的活性”；“pH值对酶的活性有没有影响”等。假设如：“温度会影响酶的活性”；“pH值对酶的活性有影响”等。

　　2.2.2设计实验

　　本次探究实验分为分实验一“探究温度对酶活性的影响”和分实验二“探究pH值对酶的活性的影响”。例如分实验一，首先，设计本实验的自变量为温度、因变量为碘液的颜色、对自变量控制和因变量的检测。其次，组织各组自主设计实验，应该选择哪一种酶和实验材料用具做这个实验，实验要分为几个步骤，根据本组的假设，你预期会看到怎样的实验现象。选择淀粉酶作为实验材料，而不选择过氧化氢酶，因为过氧化氢酶受温度影响会分解。设计三组实验：高温组、低温组和常温组。观察指标是看碘液是否变蓝。最后，看本实验设计中有无需要改进的地方，绘制出表格。

　　从表格中发现初步设计是否存在不合理的地方，比如加入的可溶性淀粉溶液是否遵循等量原则；考虑到酶是蛋白质这个性质，应该先加入冰水，后加入沸水分别进行现象观察。学生通过自主讨论发现并改进需要改进的地方，再形成小组的实验方案，进行表格再设计以便记录实验数据。在教师的引导下学生在自主交流讨论的过程中体验了实验设计的探究，同时语言表达、交流和评价能力也得到了很大提高。

　　2.2.3进行实验

　　这是决定探究性实验成功与否关键的一个环节，也是科学过程技能中的关键步骤。教师引导学生按照最终的实验方案进行操作。教师提出要求：实验探究组内要有明确分工，引导学生注意观察实验现象，是否与预测相符，做出的假设是否得到了验证，并认真记录。在这个过程中学生的实验操作和分析实验现象的能力都得到了增强。

　　2.2.4分析结果、表达和交流、进一步探究

　　教师组织学生阐述观察到的实验现象，引导学生总结实验结论，怎样得出此类结论的。再进行探究结果的交流。提出实验过程中产生的疑问，如：是否出现与预测截然相反的实验现象，尝试对“意外”现象作出假设，并设计方案进行进一步假设，引导学生提出新的问题或对试验中遇到的问题进一步探究。在这一过程中发展学生的交流能力和发现新问题并解决新问题的能力。鼓励学生进一步探究，能够培养学生的创新精神及探究不息的科学态度，学生获得大量生物学知识的同时，对生物学的兴趣和热爱也得到培养。

　　结语

　　学过程技能在高中生物探究性实验教学培养学生能力方面有不可替代的作用，有助于贯彻高中生物新课程的核心理念――提高学生的生物科学素养。在探究性实验教学中培养学生的科学过程技能，教师应该把握其整体性和灵活性，根据具体的实验和学生的认知水平决定需要各项技能，讲究实验和技能的融合性。目前我国对科学过程技能在生物新课程教学中的体现仍处于初级阶段，需要进一步研究和探索。