普通高中生物学课程标准(2017年版)提出核心素养的概念,将科学思维列入四个核心素养之中,实验教学是培养学生科学思维素养的重要途径之一。但现阶段的生物学实验教学存在待优化的内容,本文以高中生物学实验教学为实践内容,探索基于科学思维素养的高中生物学实验教学优化方式,旨在进一步发展学生的科学思维素养。本文通过文献研究法总结了国内外关于科学思维和实验优化的研究现状,发现现阶段高中生物学实验课程的开展存在着一些共性的问题。在此基础上,笔者利用问卷调查的形式对“高中生物学实验教学现状”和“学生科学思维素养及实验能力水平”进行了调查分析。结果显示:(1)生物教师普遍认为实验教学可以提升学生的科学思维素养,但由于实验材料不足、教学进程紧凑、实验教学效果不佳等多方面因素的限制,实验教学开展困难。(2)通过对学生的调查,笔者发现学生的科学思维素养处在较浅层的水平,有主动思考交流的意识,但无实质性的进展,无法进一步根据理论知识分析实验问题,实验创新能力较低。鉴于以上现状分析,为进一步通过优化的实验教学方式实现学生科学思维提升的目的,笔者提出重视实验前准备、优化实验教学过程和完善实验评价环节的优化建议。重视实验前准备主要体现在重视预实验,比如让学生参与预实验,体会生物学实验的科学性。优化实验教学过程比如重视定量实验、组织模型建构、引导设计实验等,由此培养学生科学思维意识,使学生掌握科学思维的方法,提升科学思维素养。在完善实验评价环节方面,笔者根据SOLO分类评价理论和科学思维素养的四个水平,将实验标准划分为四个等级,应用于实践教学中。此外,探索评价过程的多样化,并将评价结果及时反馈给学生。基于以上理论研究,本文选取了“制作生态瓶”为实验优化对象,设计了两个“生态瓶的制作”任务单。选取12个班级作为实践对象,并分为实验组和对照组,实验组实施优化的实验形式,对照组采取传统的实验形式。生态瓶制作完成后教师、小组间对生态瓶进行初评和复评,之后通过设计的后测试题检测实验优化效果。利用实验标准对后测试题和学生成绩进行分析,分析发现:实验组学生在预判实验现象,总结归纳实验结论,设计实验思路等方面的实验思维能力有了明显提升,但仍存在控制无关变量的意识欠缺,答题语言使用欠科学与规范,面对大量实验数据表格时难以集中注意力获取关键信息等不足。此外本研究也存在一些不足之处,由于时间和教训内容限制,实验教学实践较少。科学思维素养的培养是一个长期的过程,需要教师在教学过程中强化学生科学用语意识,没有科学的语言就难以形成缜密的思维,并且在实验教学中不断地引导学生发现问题、分析问题,进而解决问题,在此基础上逐渐让学生学会科学思维的方法,并应用于生物学学习中。