陳貞蓮

（福建省莆田哲理中學(xué)，福建莆田 351100）

引 言

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》將“核心素養(yǎng)為宗旨”作為首要基本課程理念。其中，科學(xué)探究是學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一，也是近年來高考考查的重要能力之一[1]。科學(xué)探究是培養(yǎng)學(xué)生觀察提問、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、方案實(shí)施和交流討論等能力的過程。本文主要探討如何在課堂教學(xué)中提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境課堂，培養(yǎng)科學(xué)探究意識

問題是科學(xué)探究的出發(fā)點(diǎn)，是培養(yǎng)探究能力的前提[2]。當(dāng)前，很多中學(xué)生的問題意識淡薄，特別是高中生在課堂教學(xué)中很少提問題、不敢提問題，甚至不會提問題。因此，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)。在實(shí)際教學(xué)過程中，問題情境的創(chuàng)設(shè)可以使學(xué)生產(chǎn)生明顯的問題意識傾向，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。

例如，在教學(xué)人教版必修三《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》一節(jié)的“能量流動(dòng)的過程”的內(nèi)容中，教師可以“草→兔子→狼→狐”中能量流經(jīng)“草”的過程為例，以學(xué)生認(rèn)知的最近發(fā)展區(qū)為基礎(chǔ)，設(shè)置如下問題串。（1）第一營養(yǎng)級“草”的能量來自哪里？能量是如何輸入第一營養(yǎng)級的？（2）照射在生產(chǎn)者“草”身上的太陽能就是輸入生產(chǎn)者體內(nèi)的能量嗎？生產(chǎn)者固定的能量以什么形式存在哪里？（3）生產(chǎn)者固定的太陽能有幾個(gè)去向？嘗試回憶總光合作用量、凈光合作用量、呼吸作用消耗量之間的關(guān)系，并加以分析。（4）用于生長發(fā)育和繁殖的能量最后有哪些去向？（5）請嘗試構(gòu)建能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的模型。學(xué)生在對問題進(jìn)行推理、分析、類比、解釋、交流的過程中,進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新的問題,并對問題進(jìn)行更深入的研究。

學(xué)生是課堂的主體，展示學(xué)生的思維和探究過程是問題情境式教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié)。隨著信息技術(shù)與課堂的逐漸融合，學(xué)生思維的展示形式由簡單的課堂問答、板演，逐步發(fā)展為投影儀、教學(xué)助手等手段。教師應(yīng)為學(xué)生提供觀察、思考、探究、表達(dá)、交流、表現(xiàn)的機(jī)會，使課堂教學(xué)更靈動(dòng)、更活潑，并借以訓(xùn)練發(fā)展學(xué)生的問題意識。實(shí)踐證明,運(yùn)用問題情境組織教學(xué),能有效啟迪學(xué)生的思維,培養(yǎng)學(xué)生的探究意識和探究精神。

二、充分利用科學(xué)史的學(xué)習(xí)，掌握科學(xué)的探究方法

科學(xué)的探究方法是提高科學(xué)探究能力的基礎(chǔ)。知識的形成和發(fā)現(xiàn)本身就是一個(gè)艱難、曲折的過程，生物科學(xué)史中的一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，蘊(yùn)含著科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維和科學(xué)精神，學(xué)習(xí)科學(xué)史，不僅能使學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)，同時(shí)還能激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的熱愛，幫助學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法。

例如，在教學(xué)人教版《遺傳與進(jìn)化》一課中，教材按照遺傳學(xué)發(fā)展史和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律編排了一系列經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，如基因在染色體上的實(shí)驗(yàn)證據(jù)是在學(xué)生學(xué)習(xí)了孟德爾“假說——演繹法”的基礎(chǔ)上展開的。在教學(xué)過程中，教師可以先介紹性染色體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，再引導(dǎo)學(xué)生對摩爾根的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出三種假設(shè)。（1）控制白眼的基因只在Y 染色體的非同源區(qū)段上(親本基因型：XX× XYA)；（2）控制白眼的基因只在X 染色體的非同源區(qū)段上(親本基因型：XAXA× XaY)；（3）控制白眼的基因在X、Y 染色體的同源區(qū)段上(親本基因型：XAXA× XaYa)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用遺傳圖解根據(jù)上述假設(shè)對果蠅雜交實(shí)驗(yàn)進(jìn)行解釋、演繹推理，由此發(fā)現(xiàn)，假設(shè)（2）和（3）均可成立。此時(shí)，教師再設(shè)計(jì)探究性問題：如何證明眼色基因是位于X 染色體的非同源區(qū)段，還是位于X、Y 染色體的同源區(qū)段？（提示：X 非同源區(qū)段和X、Y 同源區(qū)段的差異主要表現(xiàn)在何種個(gè)體上？如何讓其表現(xiàn)出來呢？）

教師通過一系列過程，將科學(xué)史實(shí)驗(yàn)的相關(guān)背景知識以問題的形式逐步展現(xiàn)出來，引導(dǎo)學(xué)生在分析問題、解決問題的過程中體驗(yàn)科學(xué)家勇于實(shí)踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度，讓學(xué)生更好地掌握科學(xué)探究的方法，為培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力提供了有力保障。

三、重視生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提高科學(xué)探究能力

生物實(shí)驗(yàn)過程其實(shí)就是科學(xué)探究的過程，也是提高學(xué)生科學(xué)探究能力的重要手段[3]。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式往往以教師講授、學(xué)生操作為主，缺乏對學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的引導(dǎo)，阻礙了學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力的發(fā)展。建構(gòu)主義理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)應(yīng)該是學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)知識的過程，而非被動(dòng)接受或吸收。因此，教師必須轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)理念，將實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主動(dòng)權(quán)還給學(xué)生。

例如，在教學(xué)人教版必修一的探究性實(shí)驗(yàn)課《檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)》一課中，大多數(shù)教師為了縮短實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)間，忽略了實(shí)驗(yàn)探究過程，將其變成驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)際教學(xué)中，教師可以提供多樣化的實(shí)驗(yàn)材料，引導(dǎo)學(xué)生在自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。（1）提供的材料中含有哪些化合物？如何檢測？（2）如何選擇材料進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)？如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？（3）花生子葉的處理方法有哪些？通過實(shí)驗(yàn)探究，教師引導(dǎo)學(xué)生在觀察、質(zhì)疑、討論、探究、操作、交流中學(xué)習(xí)和發(fā)展，掌握科學(xué)探究的一般方法，提高學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師還可以結(jié)合教材內(nèi)容對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展，如在教學(xué)人教版必修一《探究植物細(xì)胞吸水和失水》實(shí)驗(yàn)中，教師可以增加紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮、0.1g/ml 蔗糖溶液、0.5g/ml 蔗糖溶液、0.1g/ml 胭脂紅溶液、0.05g/ml KNO3溶液、5% NaCl 溶液等材料和試劑，鼓勵(lì)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)大膽質(zhì)疑。（1）實(shí)驗(yàn)材料必須是有顏色的植物細(xì)胞嗎？其他材料是否可以？（2）如果改變蔗糖溶液的濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否一致？（3）能否用其他溶液代替蔗糖溶液，實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否一致？教師可以根據(jù)上述問題引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行大膽假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究，分析并得出相應(yīng)的結(jié)論，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

結(jié) 語

綜上所述，在教學(xué)過程中，要想實(shí)現(xiàn)學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)目標(biāo)，就應(yīng)當(dāng)營造和諧、民主的教學(xué)氛圍。教師應(yīng)根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和所掌握的生物學(xué)知識，從生活、科學(xué)實(shí)例中創(chuàng)設(shè)生動(dòng)的情境和遞進(jìn)式問題，激發(fā)和推動(dòng)學(xué)生的認(rèn)知活動(dòng)、實(shí)踐活動(dòng)與情感活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。