高中生物探究教學與學生科學素質培養

在高中生物新課程的教學中，如何體現課改精神，出色地完成生物教學的基本任務，從而實現新課程教學的根本目標呢?我認為，欲在教學中實現全面發展學生科學素養這一根本目標，教師必須在教學中遵循科學認識的基本規律，把握自然科學的本質特征——科學是探究的過程，然后在此前提下結合生物學是一門以觀察、實驗為基礎的實驗科學的特點，讓學生勤動手，多實驗，盡量開展以探究教學為主的、多元教學方式進行教學，以最終達到培養學生科學素質的目的。

下面，我通過葉綠體中色素的提取與分離的實例，談談探究教學與培養學生科學態度、精神、思維方法、科學工作技能、生物學基礎知識等科學素質的關系。

一、探究教學的基本程序

(一)精心準備，讓學生明確目的。

精心做好準備工作是進行探究教學的第一步，也是順利實施探究教學的重要前提。具體的準備工作，應該包含以下幾方面。

1.教師方面的準備工作

(1)分好學習小組。教師根據具體的情況，將學生分成幾個學習小組，可以是2人一組，也可以多人一組。如果學生任意組合，不要干涉太多。每組要選一名組長。

(2)教師應將實驗的課題提前通知給學生，一般是提前一周，讓學生有足夠的時間準備，能自由查閱相關資料。這其中就包括學生對生物教材的預習。教師也可以向學生提供相關的參考資料。

在做該實驗前，教師還應該向學生提供如下的知識信息:生物體中所含色素的種類與顏色(它包括植物與動物的);有機物溶解的特點(相似相溶的特點);各種色素的分子式(式量可以不提供);層析液的成分與各成分的物理、化學性質。對苯與丙酮的毒性要著重介紹。

(3)做好實驗儀器、藥品的準備工作，擺放整齊、有序。

(4)設計好思考題。如:①色素最主要存在綠色植物的什么部位?②將葉片剪碎，還要加SiO2進行研磨的原因是什么?③將菠菜的葉子剪碎研磨后，再加少量的CaCO2的原因是什么?④能不能用丙酮以外的溶劑?⑤為什么在對研磨液進行過濾的時候用脫脂棉，而不是用濾紙?⑥有什么方法能使畫的濾液線既細又齊呢?⑦在層析的過程中，燒杯要始終蓋好蓋子的原因是什么?⑧在濾紙上，由上至下，有多少種顏色的色素?為什么是這樣的順序?⑨觀察濾紙條，間距最小與最大的兩種色素、帶寬最大的一種色素分別是什么?⑩本實驗的原理是什么?實驗的時候要保持實驗室內外空氣流通，實驗后要用肥皂洗手，等等，是什么原因?……

2.學生方面的準備

(1)選好組長。

(2)查閱有關信息，獲得相關知識。

(3)與老師一起進行儀器與藥品的準備。

(二)設計問題，激發學生的探知欲。

教師通過問題設置，創設真實的生物教學的情景，有助于激發學生的學習興趣與求知的欲望，從而使學生能積極、主動地參與探究學習。

(三)鼓勵學生進行大膽的猜測。

粗鹽的提純是先溶解再過濾的，那么葉綠體內的色素是不是也先溶解后過濾呢?它是有機物，用什么來進行溶解呢?很多學生能猜測到:應該用有機溶解用丙酮或酒精等溶劑來溶解色素，然后進行過濾、分離。

(四)實驗探究，觀察分析。

在學生實驗的時候，有的小組觀察到溶解在丙酮里的色素是綠色的;有的小組用濾紙收集不到濾液;有的小組發現研缽中幾乎沒有研磨液，要求加丙酮;有的小組的學生覺得濾液的細線不好劃，等等。教師在學生的探究活動中，要對各組進行巡視，糾正錯誤，對學生所提的問題給予點撥，啟發他們積極的思考，正確的分析。對學生好的思路、好的設計都要給予肯定、表揚。

(五)歸納總結、驗證猜測。

由于影響該實驗的客觀因素與主觀因素比較多，能順利完成任務的學習小組不是很多，有的小組的實驗效果不明顯，有的小組的甚至實驗失敗。教師要幫助他們分析原因，吸取教訓，對失誤或誤差要做正確的分析，必要的解釋，并及時指導學生重新設計實驗方案，抽空重做。

二、探究性教學與學生科學素養的培養

科學探究指的是科學家們用來研究自然界，并在研究獲得證據的基礎上，提出各種解釋的多種活動的途徑。科學探究也可以指學生們用它獲得知識、領會科學理論的各種活動。探究是一種有多側面的活動，需要觀察、提問，還需要查閱各種信息，設計研究方案，驗證所提出的假設，最后得到結論。在具體的教學中，探究學習是學生通過類似于科學家科學探究活動的方式獲取科學知識，并在探究過程中，獲得科學的方法與技能，形成科學的思維方式、科學觀點，樹立科學精神。可見，探究性學習對培養學生的科學素質有著極其重要的作用。

(一)培養學生的科學態度。

所謂科學態度，就是指事實求是、不弄虛作假，不憑個人的興趣與愛好產生偏見。科學態度是培養學生科學素養的重要目標之一。教師應該是學生的榜樣，要指導學生糾正各種錯誤，不允許學生偽造實驗結果與實驗報告。同時也要提醒學生，事物是不斷發展的，在科學研究的過程中，應該崇尚科學，不要迷信權威，盲從他人的結論。

(二)培養學生的科學精神。

科學精神包括勤奮工作、樂于奉獻的精神，還應該具備高尚的社會責任感。在葉綠體色素的提取與分離的實驗中，由于濾液細線劃不準，常常造成實驗結果不理想。因此，教師應要求學生重復多劃，這也是對學生科學精神的培養。

科學精神還應該包括對社會的責任感，因此在學生的實驗后，教師絕不讓學生將有毒的或污染環境的物體隨便倒入下水道，應該集中回收。

(三)科學思維的培養。

思維能力的培養是新課程教學發展學生智力的核心。探究教學就是把科學思維方式有效地融合在教學內容與教學方式之中的，這不僅能使學生獲得生物知識，而且能使學生學到思維的技巧。

可見，探究學習的過程，蘊藏著對學生進行科學態度與科學精神的培養，同時還包含著對學生進行科學思維方法與科學技能的訓練。因此，新課程教學要求我們改變教學方式，大力開展探究性學習，從而培養學生的科學素質。