《普通高中生物课程标准（实验）》倡导探究性学习，力图促进学生学习方式的变革，引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑，逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力。因此，课程标准中增加了不少探究实验的内容，对教师提出了新的要求。
㈠理论依据：新一轮课程改革倡导探究的学习方式。探究性实验教学是探究性教学的一种重要形式，也是新课程理念的一个具体体现形式。笔者认为，这种探究式教学的理论依据主要包括：⑴杜威“教育即生活”理念。教师在教学中，紧密联系生活实际，注重引导学生通过个人的探索活动进行学习，容易使学生产生兴趣，发挥自身的主动性、创造性，能在获取和运用知识的过程中提高个人的能力，这就是探究性教学。⑵霍华德·加德纳的“多元智力理论”。在加德纳教授看来是以能否解决实际生活中的问题和创造出社会所需要的有效的产品的能力为核心的。⑶培养学生探究能力是培养学生探索精神和创新能力的需要，开展探究性实验教学可以进一步开发学生的智慧与潜力，同时可以提高学生掌握分析问题、解决问题以及计算推理等学习能力。
㈡实践依据：传统的实验课教学暴露出越来越多固有的弊端。传统实验教学中常见的几种实验课结构模式主要有：⑴先讲后做。这种方式在传统实验教学中应用最为广泛，它的主要教学方法是教师先把实验按操作顺序先讲一遍或者先演示一遍，教师演示和讲解都很详细，反复强调操作要领，严格按照课本操作步骤。⑵先做后讲。这样的实验课比较开放，让学生设计实验，根据自己的思路自由发挥，教师对实验情况进行总结，操作的难度相对大些，能培养学生的创新意识，。⑶边讲边做。这种方式是教师讲一点，学生就按照要求做一点，把一个完整的实验分解成多个小步骤，在教师事先设计好的程序下，学生跟着老师的指挥棒转，一步一步把实验完整顺利的完成。但是，学生的主动性没有得到发挥，实验课变成了记忆课。在这些传统的实验课堂中，学生从选材、方法步骤到操作都是在“照葫芦画瓢”，机械的重复模仿，不敢尝试其他的实验方法，“实验课”变成了“模仿课”。学生在实验室内活动的时间少，探究学习的机会更少。
二、高中实验课教学中培养学生探究能力的实践
㈠转变实验教学观念，改进实验教学模式。教学观念直接影响教学方法、教学手段、教学模式的选择。在实验教学中教师在秉承传统优秀教学方法的同时，要敢于跳出传统思路，尝试新型教学模式，敢于对课本实验进行改编和扩展。而教学模式是教育基础理论应用与教学实践的转化环节，是教育观念在教学中的具体化，是教学实践活动的高度提炼。我们研究教学模式在于充分发挥它的功能，并以教学模式为载体全面推进素质教育，真正实现对学生探究能力的培养。如“还原糖的鉴定实验”，用还原糖含量较高的无色果汁替代苹果，让学生在实际体验中发现选材的重要性。再如“观察植物质壁分离与复原”实验，既要求学生使用显微镜和制作临时装片的基本技能，又要通过实验对植物细胞失水和吸水原理进行验证。在实验教学过程中，在完成基本实验要求的前提下，要善于对实验进行“变形”，比如：1—4实验小组探究“洋葱表皮细胞在60%的蔗糖溶液中是否会发生质壁分离？能否复原？”，5—8实验小组探究“洋葱表皮细胞在10%的盐酸溶液中是否发生质壁分离与复原？”，9—10实验小组探究“洋葱表皮细胞在30%的乙二醇溶液中是否会发生质壁分离，能否自动复原？”，11—14实验小组探究“哺乳动物的红细胞在30%的蔗糖溶液中能否发生质壁分离与复原？”在整个实验教学过程中，除了对学生实验过程的巡视、一般指导外，要重点指导科学研究的方法技能，对实验现象数据的处理分析，对实验结果的书面报告等。在实验过程中要善于发现“新情况”，从多角度出发进行指导，巧设疑，巧导学，给学生营造一种大胆想、创新做、巧结论、会实证的氛围，真正的让学生成为实验的主角。
㈡开发校内实验资源，增加学生实验机会。我国《基础教育课程改革纲要（试行）》中对课程资源的利用与开发有明确要求：“积极开发并合理利用校内外各种课程资源，学校应充分发挥图书馆、实验室、专门教室及各类教学设施和实践基地的作用；广泛利用各种社会资源以及丰富的自然资源；积极利用并开发信息化课程资源。”随着我国基础教育课程改革力度的不断加大，课程资源的重要性日益显现，已成为课程实施的重要保障。生物实验教学资源是生物课程资源的重要组成部分,积极开发生物实验教学资源是落实生物新课程标准的重要保障。那么生物实验教学资源的开发有哪些措施呢？高度重视实验室建设；加强生物实验的改进与创新；加强生物实验教学与信息技术的整合；精心编制生物实验教学资料；结合当地生产生活实际开发实验教学资源；关注师生在实验教学资源中的共同作用。校内实验资源主要是实验室，但受到各种条件的制约，大多数学校的实验室对学生开放的机会是极有限的，只是在完成教材要求的几个固定实验时才会用到。在实验教学中，教师应引导学生从生活中发现问题，提出假设，然后到实验室去进行实验探究，学校的实验设施应该在规范操作的前提下，创造实验条件，尽可能多的对学生开放，给他们提供更多研究探索的空间。
㈢延伸实验教学触角，扩展实验教学空间。实验教学注重协作性和多样性。任何一种生活现象都可能成为学生探讨研究的对象，多种多样的实验仅仅依靠实验室有限的资源是远远不够的，在实验教学中要善于发现和利用区域自然资源，扩展实验教学空间，可以积极开展野外生物实验实习。在学习相关学科内容时带领学生深入自然生态区域去参观调查，获得直接体验，再进行实验。如“设计制作小生态瓶”之前，带领学生去生态农业区实地考察，去生态园参观，学生有了实际感受之后会从多角度设计制作小生态瓶，并进一步设计农业生态系统，其中有一个实验小组的同学还为农业生态区提供了一份环保型农业生态系统设计报告，取得了良好的效果。
在理论教学中高中生物新教材增加了许多生物科学史上的经典实验，这些实验是许多科学家为了认识生命的本质和规律而进行的探索活动。教师要设计恰当的教学方法组织教学，利用这些素材引导学生体验探究性学习的乐趣，准确分析教材中经典科学实验的功能，同时培养学生的科学精神和科学态度。例如：光合作用的教学，包含了光合作用研究历程中重要的经典实验，课标中对这段史实的要求是“说明对光合作用的认识过程”。对这一具体要求，我的理解是：让学生在学习光合作用的相关知识时，不能仅仅注重历史性的探讨，重点是让学生在分析、研究科学家的经典实验过程中，体会科学家的科学思想和科学方法，并能通过分析对比，总结归纳出科学发现的共同特点。针对学生在初中已学习过光合作用的相关知识的基础上，我设计了如下教学流程：课前，对全体学生进行光合作用的问卷调查，组织部分学生模仿萨克斯进行实验。课堂上，向学生提供需要探讨的图文背景、动画等，在观察、阅读经典实验的过程中了解光合作用的发现，在分析光合作用发现的原始资料、研究动机及研究方法的过程中，归纳总结出科学发现的共同特点。课后，组织学生开展相关的课外探究实验。在光合作用认识过程的教学中，我突出了两个关键实验，一是萨克斯的实验，二是鲁宾和卡门的实验。
三、高中实验课教学中培养学生探究能力的启示
㈠在实验课教学中培养学生探究能力的大前提是要使学生做到“三熟悉”。
⑴熟悉实验原理。夸美纽斯曾说过：“不了解其用途的知识，对学生来说无异于来自其他世界的怪物，学生会毫不关心它的存在，更不会产生掌握它的需求。”因此，在我们的每一节实验课之前，都应使学生了解他们将要学的是什么，原理是什么，我们为什么要那样做等等。比如，在讲解“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”实验时，我们可以先让学生理解本节实验课其实自始自终都围绕着三个反应式进行的：①还原糖 +斐林试剂→砖红色沉淀；②脂肪+苏丹Ⅲ→橘黄色（或脂肪+苏丹Ⅳ红色）；③蛋白质+双缩脲试剂→紫色。学生理解了实验原理后，就非常清楚他们接下来要做什么，能够很快地将桌上的材料与试剂分组，能根据实验现象准确的判断他们的实验操作是否正确。
⑵熟悉实验材料。我一般引导学生在理解实验原理后，思考想要完成此实验，所需的材料是什么。不提倡学生在做实验前，不做任何思考地去查看本实验的材料和试剂。还是以“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”为例，学生可能会认为甘蔗也可以作为实验材料，那么说明学生对还原糖的概念理解不清楚，此时教师应及时纠正学生，并适当巩固还原糖的概念。同时，由于这是学生在操作过程中亲身所遇的问题，往往记忆深刻，在以后的做题中不易出错。
⑶熟悉实验试剂。对于实验试剂，往往学生给出的一般是几种主要的试剂，而对于试剂的使用不是很熟悉。此时，我往往会采用情景教学的方法，让学生积极思考，从而记住实验试剂的操作注意事项。
㈡在实验课教学中培养学生探究能力，注重发挥多种实验课课型的积极作用，激发学生探究的主动性，是教师必备的基本技能。生物学实验课是指以实验室作为主要学习场所，以生物学实验作为主要学习内容，帮助学生学习生物学知识、发展生物学能力的一种课堂类型。新课程的生物教材均设置了大量的探究实验，几乎每章、节的内容都是以学生探讨活动为主，教师讲解为辅。通过探究活动的设置和开展，使学生亲历思考和探究的过程，充分发挥其创新意识，让学生自己去寻找答案，发掘知识，使学生在探讨过程中逐步建构自己的知识体系，领悟科学探究的方法。实验课除了传授生物学知识外，更要通过实验操作使学生获得深刻个人体验，训练动作技能，掌握学习生物科学的方法，培养学生的创新精神和实践能力，在实验中体验探索的魅力、成功的喜悦，激发学习的主动性。在实践中，我们可以根据不同学生、不同教学内容，自主选择不同的课型，有效激活学生参与探究的主动性。这些可供选择的课型主要有：⑴“技能性”实验课。该类实验棵的主要目标在于基本技能的形成，如“显微镜的使用”，“制作临时装片”，“制作动植物标本”，“设计并制作小生态瓶”。⑵“观察验证性”实验课。该类实验课的主要目标是完成验证性实验，如“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”，“观察植物细胞的质壁分离及复原”。⑶“创新性”实验课，该类实验课的主要目标是进行创新实验，如“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”，“植物向光性运动的实验设计和观察”，“探究低温诱导染色体加倍”。对于这些课型的确定与选择，必须实现三个方面的转变：使学生积极参与到实验中来，变被动为主动；不应只重实验结果，更应看重实验过程；改进实验评价方式。
㈢在实验课教学中培养学生探究能力，要注重课堂演示，始终坚持教学做相合一。传统的生物实验课，只是教师一味地在讲台上模式的演示，而本应该作为课堂主体的学生只是“旁观者”，被动地、机械地接受知识。如果能让学生也参与到课堂演示中来，课堂效率会高很多。如以“比较过氧化氢酶和 Fe3+的催化效率”和“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”的实验为例，分别请两位学生一起参与演示实验，学生的注意力会立刻集中，两位同学分别按照教师的讲解操作，同时请下面的学生密切注意两位同学的操作是否有误，如发现有误，教师就可以矫正反馈，精讲点拨，这样效果往往比单纯的教师演示教授要好。我记得陶行知先生说过，教学中应做到“教学做合一”，生物实验教学也是这样，在实验前教师首先对实验的关键步骤要深入挖掘，提出问题，这些问题通常教材上是没有现成答案的，必须通过亲自实验观察、动脑才能得出结论，让学生带着问题去观察、思考。例如在“观察植物细胞质壁分离和复原实验”中提出这样几个问题：①此实验为什么要用紫色的洋葱？②实验中30％蔗糖溶液改成10％或50％的浓度实验结果会怎样？③质壁分离的条件是什么？又如在“观察细胞质流动的实验”中可提出这样的问题：为什么要选用黑藻作为实验材料？为什么要以叶绿体为参照物观察细胞质的流动？为什么要保持细胞的活性？这样提出问题然后让学生在实验中自我研究、探索，有利于培养学生的探究能力。
总之，高中生物实验教学中要培养学生的探究能力，除了教师要深挖教材，还要经常性地创造条件，引导学生主动参与探究、勤于动手动脑，逐步培养学生批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力，培养学生创新精神和实践能力。
