談生物教學中學生科學探究能力的培養

摘要 本文闡述了高中生物教學中對學生進行科學探究能力培養的必要性，并結合設計實驗的具體實例探討了對學生進行科學探究能力培養的途徑。

關鍵詞 科學探究 設計實驗 單一變量原則 對照原則

培養學生的科學探究能力是素質教育的要求。隨著素質教育的開展，在近幾年的生物高考試題中也出現了對學生科學探究能力考查的題目，如讓學生設計實驗來探究有關問題并得出結論等。許多學生遇到這樣的問題要么無從下手，要么思維混亂，要么缺乏必要的步驟，失分率很高，這說明很多學生這方面的能力還亟須提高。更重要的是，培養學生科學探究問題的能力，不僅為學生以后的繼續學習、進行科學探究奠定了方法基礎，還為學生走向社會后解決生產生活中的具體問題提供了先期實踐，因此，高中階段培養學生的科學探究能力理應成為我們日常教學的題中應有之義。

那么，怎樣才能很好地培養學生的科學探究能力呢?

一、通過課堂教學，分析教材中涉及的科學探究的實例，注重剖析其涉及的科學探究的方法及遵循的原則，使學生受到潛移默化的影響

在生物學的長期發展中，創立了許多很成功的成熟的研究方法。認識一種科學的研究方法，對于科學的進步，并不比發現本身更少用處，科學的研究方法經常是極富興趣的部分。如光合作用的發現過程中德國科學家薩克斯的實驗，成功地證明了綠色葉片在光合作用過程中產生了淀粉，同時也證明了光合作用需要光。那么，薩克斯在這個實驗設計中，讓曝光的一半和遮光的一半對比，遵循了什么原則呢?學生很容易答出：遵循了對照原則。同時，還遵循了單一變量原則，以說明實驗組與對照組結果的不同，是由這一變量的不同造成的。然后讓學生自己分析，恩格爾曼用水綿和好氧菌證明葉綠體是綠色植物光合作用的場所的實驗，以及美國科學家魯賓和卡門用同位素標記法證明光合作用釋放的氧氣全部來自水的實驗各自遵循了哪些原則?學生通過分析，不難做出判斷，二者都遵循了對照原則和單一變量原則。同時引導學生分析出恩格爾曼的實驗還遵循了選材得當的原則，選用了具有帶狀葉綠體的水綿和好氧菌，并用好氧性細菌的分布作為檢測氧氣釋放與否和釋放部位的標記。這樣，使難以觀察和測量的結果變得直觀和易于觀察。

實驗材料的選擇關系到實驗的成敗。我們在設計實驗時，就要遵循選材得當原則、對照原則、單一變量原則等，以便使實驗結果可靠、易于分析、又有說服力。

二、通過課本上的實驗進一步總結出規律性的方法、步驟，以利于學生掌握應用

課本上的實驗都是一些有代表性的、經典的實驗，實驗步驟科學、合理，語言表述簡練、規范，是學生學習、模仿的典范。

如：比較H₂O₂酶和Fe³⁺的催化效率的實驗，可通過分析它的方法步驟引導學生總結出規律性的方法步驟，以利于學生掌握應用，使學生在設計實驗時做到條理清楚、步驟完整。即：第一步，取材，編號；第二步，設置對照(遵循單一變量原則)；第三步，必要的、適當的處理；第四步，觀察現象，記錄結果；第五步，分析結果，得出結論。注意，很多學生在設計實驗時，容易忽略觀察現象這一步，假如沒有現象的觀察，結果從何而來呢?又怎樣得出結論?所以應提醒學生注意。

模仿是創新的基礎，創新不是空中樓閣，而是在原有基礎上的創新。只有在科學的基礎上進行創新，才是有價值的。同樣，科學探究能力的培養也理應建立在科學的基礎上。通過對設計實驗的模仿，使學生熟悉了設計實驗的方法、步驟，從而也鍛煉了學生在這方面的能力。

三、創設情境或通過實驗設計題，培養學生用科學的方法探究問題的能力

首先要鼓勵學生設計實驗，敢于大膽設想，求異創新，設計的實驗方法步驟要力求既簡便易行又科學準確。其次，明確一個比較完整的實驗設計方案應包括的具體內容，即1，實驗題目；2，假設；3，預期；4，實驗步驟；5，觀察和收集數據；6，分析；7，推論；8交流。

在訓練過程中，我們遵循由易到難的原則，先讓學生對別人的實驗設計進行糾錯，以培養其嚴謹科學的態度。通過這樣的糾錯訓練，學生逐步掌握了設計實驗應該注意的方面，應遵循的原則。然后可以創設情景，讓學生獨立設計實驗。如：讓學生獨立設計實驗探究甲狀腺激素對蝌蚪發育的影響(實驗所需的各種材料、儀器、藥品均具備)。當然，由于知識面或能力有限，學生在實驗設計中難免有錯誤或不合理的地方。這時教師不必急于指正，而應該引導學生通過討論、分析，尋找出最佳方案，從而訓練學生的分析探究能力。教師進行評講時，應堅持使用一些富于激勵性的語言，先肯定學生的大膽設想、求異創新，再引導學生對不足之處進行糾正，完善。

培養學生的科學探究能力，必需加強對學生的訓練和實踐。教學中對學生進行訓練時應做到：一、注意精選習題，所選習題應具有典型性和代表性，能起到舉一反三之用；二、注意一題多變，對學生進行變式訓練，使學生能從不同的角度，或正面或反面地思考問題和解決問題，從而形成解決問題的靈活性、獨創性。