《普通高中生物課程標準（實驗）》倡導探究性學習，力圖促進學生學習方式的變革，引導學生主動參與探究過程、勤于動手和動腦，逐步培養學生搜集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、批判性思維的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力。因此，課程標準中增加了不少探究實驗的內容，對教師提出了新的要求。
㈠理論依據：新一輪課程改革倡導探究的學習方式。探究性實驗教學是探究性教學的一種重要形式，也是新課程理念的一個具體體現形式。筆者認為，這種探究式教學的理論依據主要包括：⑴杜威“教育即生活”理念。教師在教學中，緊密聯系生活實際，注重引導學生通過個人的探索活動進行學習，容易使學生產生興趣，發揮自身的主動性、創造性，能在獲取和運用知識的過程中提高個人的能力，這就是探究性教學。⑵霍華德·加德納的“多元智力理論”。在加德納教授看來是以能否解決實際生活中的問題和創造出社會所需要的有效的產品的能力為核心的。⑶培養學生探究能力是培養學生探索精神和創新能力的需要，開展探究性實驗教學可以進一步開發學生的智慧與潛力，同時可以提高學生掌握分析問題、解決問題以及計算推理等學習能力。
㈡實踐依據：傳統的實驗課教學暴露出越來越多固有的弊端。傳統實驗教學中常見的幾種實驗課結構模式主要有：⑴先講后做。這種方式在傳統實驗教學中應用最為廣泛，它的主要教學方法是教師先把實驗按操作順序先講一遍或者先演示一遍，教師演示和講解都很詳細，反復強調操作要領，嚴格按照課本操作步驟。⑵先做后講。這樣的實驗課比較開放，讓學生設計實驗，根據自己的思路自由發揮，教師對實驗情況進行總結，操作的難度相對大些，能培養學生的創新意識，。⑶邊講邊做。這種方式是教師講一點，學生就按照要求做一點，把一個完整的實驗分解成多個小步驟，在教師事先設計好的程序下，學生跟著老師的指揮棒轉，一步一步把實驗完整順利的完成。但是，學生的主動性沒有得到發揮，實驗課變成了記憶課。在這些傳統的實驗課堂中，學生從選材、方法步驟到操作都是在“照葫蘆畫瓢”，機械的重復模仿，不敢嘗試其他的實驗方法，“實驗課”變成了“模仿課”。學生在實驗室內活動的時間少，探究學習的機會更少。
二、高中實驗課教學中培養學生探究能力的實踐
㈠轉變實驗教學觀念，改進實驗教學模式。教學觀念直接影響教學方法、教學手段、教學模式的選擇。在實驗教學中教師在秉承傳統優秀教學方法的同時，要敢于跳出傳統思路，嘗試新型教學模式，敢于對課本實驗進行改編和擴展。而教學模式是教育基礎理論應用與教學實踐的轉化環節，是教育觀念在教學中的具體化，是教學實踐活動的高度提煉。我們研究教學模式在于充分發揮它的功能，并以教學模式為載體全面推進素質教育，真正實現對學生探究能力的培養。如“還原糖的鑒定實驗”，用還原糖含量較高的無色果汁替代蘋果，讓學生在實際體驗中發現選材的重要性。再如“觀察植物質壁分離與復原”實驗，既要求學生使用顯微鏡和制作臨時裝片的基本技能，又要通過實驗對植物細胞失水和吸水原理進行驗證。在實驗教學過程中，在完成基本實驗要求的前提下，要善于對實驗進行“變形”，比如：1—4實驗小組探究“洋蔥表皮細胞在60%的蔗糖溶液中是否會發生質壁分離？能否復原？”，5—8實驗小組探究“洋蔥表皮細胞在10%的鹽酸溶液中是否發生質壁分離與復原？”，9—10實驗小組探究“洋蔥表皮細胞在30%的乙二醇溶液中是否會發生質壁分離，能否自動復原？”，11—14實驗小組探究“哺乳動物的紅細胞在30%的蔗糖溶液中能否發生質壁分離與復原？”在整個實驗教學過程中，除了對學生實驗過程的巡視、一般指導外，要重點指導科學研究的方法技能，對實驗現象數據的處理分析，對實驗結果的書面報告等。在實驗過程中要善于發現“新情況”，從多角度出發進行指導，巧設疑，巧導學，給學生營造一種大膽想、創新做、巧結論、會實證的氛圍，真正的讓學生成為實驗的主角。
㈡開發校內實驗資源，增加學生實驗機會。我國《基礎教育課程改革綱要（試行）》中對課程資源的利用與開發有明確要求：“積極開發并合理利用校內外各種課程資源，學校應充分發揮圖書館、實驗室、專門教室及各類教學設施和實踐基地的作用；廣泛利用各種社會資源以及豐富的自然資源；積極利用并開發信息化課程資源。”隨著我國基礎教育課程改革力度的不斷加大，課程資源的重要性日益顯現，已成為課程實施的重要保障。生物實驗教學資源是生物課程資源的重要組成部分,積極開發生物實驗教學資源是落實生物新課程標準的重要保障。那么生物實驗教學資源的開發有哪些措施呢？高度重視實驗室建設；加強生物實驗的改進與創新；加強生物實驗教學與信息技術的整合；精心編制生物實驗教學資料；結合當地生產生活實際開發實驗教學資源；關注師生在實驗教學資源中的共同作用。校內實驗資源主要是實驗室，但受到各種條件的制約，大多數學校的實驗室對學生開放的機會是極有限的，只是在完成教材要求的幾個固定實驗時才會用到。在實驗教學中，教師應引導學生從生活中發現問題，提出假設，然后到實驗室去進行實驗探究，學校的實驗設施應該在規范操作的前提下，創造實驗條件，盡可能多的對學生開放，給他們提供更多研究探索的空間。
㈢延伸實驗教學觸角，擴展實驗教學空間。實驗教學注重協作性和多樣性。任何一種生活現象都可能成為學生探討研究的對象，多種多樣的實驗僅僅依靠實驗室有限的資源是遠遠不夠的，在實驗教學中要善于發現和利用區域自然資源，擴展實驗教學空間，可以積極開展野外生物實驗實習。在學習相關學科內容時帶領學生深入自然生態區域去參觀調查，獲得直接體驗，再進行實驗。如“設計制作小生態瓶”之前，帶領學生去生態農業區實地考察，去生態園參觀，學生有了實際感受之后會從多角度設計制作小生態瓶，并進一步設計農業生態系統，其中有一個實驗小組的同學還為農業生態區提供了一份環保型農業生態系統設計報告，取得了良好的效果。
在理論教學中高中生物新教材增加了許多生物科學史上的經典實驗，這些實驗是許多科學家為了認識生命的本質和規律而進行的探索活動。教師要設計恰當的教學方法組織教學，利用這些素材引導學生體驗探究性學習的樂趣，準確分析教材中經典科學實驗的功能，同時培養學生的科學精神和科學態度。例如：光合作用的教學，包含了光合作用研究歷程中重要的經典實驗，課標中對這段史實的要求是“說明對光合作用的認識過程”。對這一具體要求，我的理解是：讓學生在學習光合作用的相關知識時，不能僅僅注重歷史性的探討，重點是讓學生在分析、研究科學家的經典實驗過程中，體會科學家的科學思想和科學方法，并能通過分析對比，總結歸納出科學發現的共同特點。針對學生在初中已學習過光合作用的相關知識的基礎上，我設計了如下教學流程：課前，對全體學生進行光合作用的問卷調查，組織部分學生模仿薩克斯進行實驗。課堂上，向學生提供需要探討的圖文背景、動畫等，在觀察、閱讀經典實驗的過程中了解光合作用的發現，在分析光合作用發現的原始資料、研究動機及研究方法的過程中，歸納總結出科學發現的共同特點。課后，組織學生開展相關的課外探究實驗。在光合作用認識過程的教學中，我突出了兩個關鍵實驗，一是薩克斯的實驗，二是魯賓和卡門的實驗。
三、高中實驗課教學中培養學生探究能力的啟示
㈠在實驗課教學中培養學生探究能力的大前提是要使學生做到“三熟悉”。
⑴熟悉實驗原理?？涿兰~斯曾說過：“不了解其用途的知識，對學生來說無異于來自其他世界的怪物，學生會毫不關心它的存在，更不會產生掌握它的需求。”因此，在我們的每一節實驗課之前，都應使學生了解他們將要學的是什么，原理是什么，我們為什么要那樣做等等。比如，在講解“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”實驗時，我們可以先讓學生理解本節實驗課其實自始自終都圍繞著三個反應式進行的：①還原糖 +斐林試劑→磚紅色沉淀；②脂肪+蘇丹Ⅲ→橘黃色（或脂肪+蘇丹Ⅳ紅色）；③蛋白質+雙縮脲試劑→紫色。學生理解了實驗原理后，就非常清楚他們接下來要做什么，能夠很快地將桌上的材料與試劑分組，能根據實驗現象準確的判斷他們的實驗操作是否正確。
⑵熟悉實驗材料。我一般引導學生在理解實驗原理后，思考想要完成此實驗，所需的材料是什么。不提倡學生在做實驗前，不做任何思考地去查看本實驗的材料和試劑。還是以“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”為例，學生可能會認為甘蔗也可以作為實驗材料，那么說明學生對還原糖的概念理解不清楚，此時教師應及時糾正學生，并適當鞏固還原糖的概念。同時，由于這是學生在操作過程中親身所遇的問題，往往記憶深刻，在以后的做題中不易出錯。
⑶熟悉實驗試劑。對于實驗試劑，往往學生給出的一般是幾種主要的試劑，而對于試劑的使用不是很熟悉。此時，我往往會采用情景教學的方法，讓學生積極思考，從而記住實驗試劑的操作注意事項。
㈡在實驗課教學中培養學生探究能力，注重發揮多種實驗課課型的積極作用，激發學生探究的主動性，是教師必備的基本技能。生物學實驗課是指以實驗室作為主要學習場所，以生物學實驗作為主要學習內容，幫助學生學習生物學知識、發展生物學能力的一種課堂類型。新課程的生物教材均設置了大量的探究實驗，幾乎每章、節的內容都是以學生探討活動為主，教師講解為輔。通過探究活動的設置和開展，使學生親歷思考和探究的過程，充分發揮其創新意識，讓學生自己去尋找答案，發掘知識，使學生在探討過程中逐步建構自己的知識體系，領悟科學探究的方法。實驗課除了傳授生物學知識外，更要通過實驗操作使學生獲得深刻個人體驗，訓練動作技能，掌握學習生物科學的方法，培養學生的創新精神和實踐能力，在實驗中體驗探索的魅力、成功的喜悅，激發學習的主動性。在實踐中，我們可以根據不同學生、不同教學內容，自主選擇不同的課型，有效激活學生參與探究的主動性。這些可供選擇的課型主要有：⑴“技能性”實驗課。該類實驗棵的主要目標在于基本技能的形成，如“顯微鏡的使用”，“制作臨時裝片”，“制作動植物標本”，“設計并制作小生態瓶”。⑵“觀察驗證性”實驗課。該類實驗課的主要目標是完成驗證性實驗，如“生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”，“觀察植物細胞的質壁分離及復原”。⑶“創新性”實驗課，該類實驗課的主要目標是進行創新實驗，如“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”，“植物向光性運動的實驗設計和觀察”，“探究低溫誘導染色體加倍”。對于這些課型的確定與選擇，必須實現三個方面的轉變：使學生積極參與到實驗中來，變被動為主動；不應只重實驗結果，更應看重實驗過程；改進實驗評價方式。
㈢在實驗課教學中培養學生探究能力，要注重課堂演示，始終堅持教學做相合一。傳統的生物實驗課，只是教師一味地在講臺上模式的演示，而本應該作為課堂主體的學生只是“旁觀者”，被動地、機械地接受知識。如果能讓學生也參與到課堂演示中來，課堂效率會高很多。如以“比較過氧化氫酶和 Fe3+的催化效率”和“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”的實驗為例，分別請兩位學生一起參與演示實驗，學生的注意力會立刻集中，兩位同學分別按照教師的講解操作，同時請下面的學生密切注意兩位同學的操作是否有誤，如發現有誤，教師就可以矯正反饋，精講點撥，這樣效果往往比單純的教師演示教授要好。我記得陶行知先生說過，教學中應做到“教學做合一”，生物實驗教學也是這樣，在實驗前教師首先對實驗的關鍵步驟要深入挖掘，提出問題，這些問題通常教材上是沒有現成答案的，必須通過親自實驗觀察、動腦才能得出結論，讓學生帶著問題去觀察、思考。例如在“觀察植物細胞質壁分離和復原實驗”中提出這樣幾個問題：①此實驗為什么要用紫色的洋蔥？②實驗中30％蔗糖溶液改成10％或50％的濃度實驗結果會怎樣？③質壁分離的條件是什么？又如在“觀察細胞質流動的實驗”中可提出這樣的問題：為什么要選用黑藻作為實驗材料？為什么要以葉綠體為參照物觀察細胞質的流動？為什么要保持細胞的活性？這樣提出問題然后讓學生在實驗中自我研究、探索，有利于培養學生的探究能力。
總之，高中生物實驗教學中要培養學生的探究能力，除了教師要深挖教材，還要經常性地創造條件，引導學生主動參與探究、勤于動手動腦，逐步培養學生批判性思維的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力，培養學生創新精神和實踐能力。
