生物教學中科學探究素養的培養

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摘要：文章首先闡述了科學探究素養的概念，然后提出了生物教學中學生科學探究素養的培養策略，包括立足生活實際，增強探究氛圍；基于經典實驗，創設探究情境；綜合評價，提升學生探究積極性；戶外教學，體驗探究過程。

關鍵詞：生物教學；學生；科學探究素養

一、科學探究素養的概念

科學探究作為生物學核心素養有不同的定義。楊銘等提出：作為生物學核心素養，科學探究是指學生能針對有價值的問題、疑問、難題或想法進行研究，基于好奇與困惑理解生命世界和構建知識的意愿和能力[1]。《普通高中生物學課程標準（2017年版）》中的表述是：科學探究是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施及對結果的交流和討論的能力[2]。兩者均認為科學探究為一種能力，前者更突出學生的主觀意愿層面，缺乏對科學探究過程的闡釋；后者強調探究的基本方法和思路，但沒有對科學探究的品質進行說明。《普通高中化學課程標準（2017年版》的表述是：科學探究是進行科學解釋和發現、創造和應用的科學實踐活動；能發現和提出有價值的問題；能從問題和假設出發，依據探究目的，設計探究方案，運用化學實驗、調查等方法進行實驗探究；勤于實踐，善于合作，敢于質疑，勇于創新[3]。這個定義認為科學探究是各種品質和探究過程、方法的有機統一，較好地闡釋了科學探究的特征。值得一提的是，雖然化學課程標準是從化學的視角界定科學探究，但其所提出的科學探究的特征在生物學也同樣存在。因此，通過生物課程的學習，學生應逐步并最終掌握科學探究的思路和方法，形成互幫互助的合作精神，形成創新意識，能夠從實踐層面進行探討或嘗試解決現實生活中的問題。因此教師在生物教學過程中需要靈活運用多種教學策略、技能，讓學生成為具有科學探究素養的人。

二、生物教學中學生科學探究素養的培養策略

（一）立足生活實際，增強探究氛圍

生物學科是研究生命和生命規律的科學，其探究離不開生活，而且要求學生需具備良好的思維能力，在遇到問題時，能夠進行思維發散，從而解決問題。為此，在教學過程中，教師需要將教學內容聯系生產生活實際進行教學，增強探究氛圍，在探究過程中，讓學生進行思維交流、碰撞，使其探究能力得到提升。例如，在教學“人類活動對生物圈的影響”這一課時，教師要認識到這節課的內容緊貼生活實際，如果脫離實際生活讓學生學習書本上的知識，則難以達到預期的效果，無法實現素質教育的目的。這就需要教師適時地聯系生活實際對學生進行引導。課前先給學生提供學習綱要，讓學生自行學習，自主查找關于人類活動對生物圈影響的資料，做好課前的了解工作。上課的時候，學生進行小組交流，根據自己所查找的資料進行談論，最后請每個組派一名代表上臺進行闡述，這種學生個人學習與小組間的活動相結合的探究形式，激發了學生的探索興趣，讓他們主動參與其中，增強了探究氛圍，更為重要的是無形之中加強了學生對生物圈環境的關注，有效提升了學生的環保意識，實現了思維能力的培養，并逐漸養成良好的探究習慣。

（二）基于經典實驗，創設探究情境

教材中的經典實驗是教師對學生進行科學探究素養培養的良好素材。但在傳統的生物學教學中，由于受到考核壓力、課時不足等因素影響，大多數中學生物教師對經典實驗只注重其中關于生物學知識點的講解，使學生對經典實驗的認知過于單一，無法深入把握其要點，長期處于被動接受知識的狀態，進而導致其探究能力的缺失。如果教師只是單純、嚴格地按照實驗方案進行實驗，將會降低經典實驗培養學生科學探究素養的價值，教師應通過進行重復但不完全一致的經典實驗，創設具體的探究學習情境，開放探究過程，讓學生體會探究的樂趣。例如，在進行“用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體”實驗教學時，傳統教學中教師直接將實驗材料和實驗方法提供給學生，學生如果按照實驗方法進行操作，實驗就變成了學生練習高倍顯微鏡的使用。針對此，教師需要將驗證性實驗改為探究性實驗，具體而言，教師應將實驗室已有的實驗材料用具列一個清單，并且設置一些干擾選項，如將樟樹樹葉和新鮮菠菜葉作為觀察葉綠體的選項。然后設置一個探究性的問題：“請同學們想辦法觀察葉綠體的結構”。以此開啟科學探究模式，提高學生的探究積極性。在此過程中學生會出現各種各樣的問題，如有學生選取菠菜葉的上表皮，則無法觀察清楚葉綠體結構。這時候教師需要根據學生的實際情況引導學生分析其原因，并根據原因引導學生找到解決的辦法。教師只需要給學生搭建一個用“科學方法”解決問題的平臺，使學生體會到探究的樂趣，學生便能夠在自主探究的過程中主動掌握生物學知識。

（三）綜合評價，提升學生探究積極性

實驗教學評價是學生進行實驗的動力，評價的好壞直接影響著學生的實驗熱情和動力。教師應對學生在探究實驗過程中的表現進行多方位的綜合評價。例如，實驗方案的科學性、可行性、創新性，實驗技能的掌握程度，小組內的參與度，是否完成實驗，能否將剩余實驗材料進行正確的處理等。教師要找出每個小組的閃光點，并對其不足進行鼓勵改正，使每個學生都能從實驗中收獲知識、鍛煉能力，提高學生參與實驗的積極性，進而提升其參與科學探究的主觀能動性。

（四）戶外教學，體驗探究過程

教師在進行戶外教學過程中，可以小組的形式讓學生自主設計完成整個探究過程，還原科學探究的基本步驟，激發學生的探索興趣，促進其合作精神的培養。在進行探究過程中要適當引入學科知識，加深其對生物學知識的認知并有意識地引導學生對他們司空見慣的環境中的現象提出自己的疑問，然后運用所學知識探究、解釋遇到的問題。教師在戶外教學時，不只要關注生物學科本身的知識，還應力求融會貫通各科知識，提供給學生展示自己的機會，爭取在戶外教學體驗探究的過程中讓理論和實踐充分結合，使學生感受到生物學科的魅力，進而產生興趣，發展探究能力。例如，教師在進行“用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”戶外教學時，學生參與了整個實驗過程，包括提出問題、制定計劃、實施計劃、得出結論、交流討論。通過這一過程，學生完成了科學探究的基本過程。除了完成實驗中的探究問題之外，學生也會提出許多其他的問題。如詢問教師“某種植物的名稱、作用”“為什么某種植物在某地生長茂盛，而在其他地方卻非常少”等。根據學生的問題，教師可以進行良好的指引，對于植物名稱，可以讓學生將這種植物的花葉采摘回去，自己查閱資料進行探究判斷；對于第二個問題讓學生談論交流，有人認為與土壤有關，有人認為與植物間的相互競爭有關等。對學生提出的問題，教師要讓其自主進行探究實驗，以培養學生的探究能力與意識。

三、結語

科學探究素養對學生掌握科學概念、參與科學實踐、理解科學本質、成為獨立的思考者和學習者都有重要作用。教師在教學過程中要立足教材，運用多種教學策略，培養學生的科學探究素養。

參考文獻：

[1]楊銘,劉恩山.生物學核心素養視角下的科學探究[J].生物學通報,2017,52(9):11-14.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準(2017版)[S].北京:人民教育出版社,2017.

[3]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準(2017版)[S].北京:人民教育出版社,2017.

作者：古軍 單位：富順第一中學校