提高科學探究能力，培養生物科學素養

張偉國

摘要：提高學生的科學探究能力，培養學生的生物科學素養應做到：深入鉆研新課標、教材、明確教學目的與任務，從學生及教材實際出發，提出有研究價值的問題是提高科學探究能力的前提；學生按照教師的引導、設計探究方案，進行探究活動，填寫探究報告，通過對比、分析、歸納并得出初步結論，是探究教學的核心；教學反饋不僅能判斷學生對知識的了解掌握程度，更是對知識的遷移和應用，是課堂教學追求的最高層次，是培養學生科學素養的關鍵。

關鍵詞：科學探究；科學素養；探究性學習

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2014）08-0065

生物新課標（修訂稿）明確指出：“生物學課程中的科學探究是學生積極主動地獲取生物科學知識、領悟科學研究方法而進行的各種活動?？茖W探究通常涉及：提出問題、作出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流。將科學探究引入義務教育階段生物學課程的內容標準，是為了促進學生學習方式的改變，使學生能主動地獲取生物科學知識，體驗科學過程與科學方法，形成一定的科學探究能力和科學態度與價值觀，培養創新精神?！痹谌粘Ｉ锝虒W中，如何提高學生的科學探究能力，培養學生的生物科學素養就成為教學中的重要任務。現就筆者在教學中的實踐經驗做一淺要探討：

一、提出有研究價值的問題，明確科學探究目標

這是提高學生科學探究能力、培養學生生物科學素養的前提。我們必須深入鉆研新課標、教材、明確教學目標與任務，了解學生，從學生及教材實際出發，提出有研究價值的問題是提高科學探究有效性的前提。

教師根據教學的目標、任務，結合學生的已有知識、基礎，引導設計出具有科學性、可探索性和趣味性的問題，該問題最好達到能力較強的學生較快解決，能力較差的學生經過提示、討論、誘導也能達到解決的程度，即符合維果茨基的“最近發展區”理論。探究的問題應以一個主題為宜（并不排斥一個主題的分層次展開），否則在正常的教學時間內將會出現探究頭緒繁多，無法有效控制；沒有核心問題，針對性不強；學生所學知識缺乏條理性、系統性等而使教學活動無法有序地進行的后果。如在《探究影響種子萌發的環境條件》中，學生提出了“種子萌發需要水分”；“種子萌發需要空氣”；“種子萌發需要土壤”；“種子萌發需要陽光”；“種子萌發需要適宜的溫度”；“種子萌發需要陽光”等六個問題，但這六個問題都是圍繞影響種子萌發的條件而進行的，可以參考教材，引導學生進行系統探究。雖然探究的問題較多，但這些問題都屬于“種子萌發的環境條件”的主題，學生可以任選其一進行探究，也可以根據教材的提示設計多組實驗進行探究，提高探究效果。

二、教為主導，學為主體

這是提高學生科學探究能力、培養學生生物科學素養的核心。教師的主導作用必須以激發揮學生積極探究的欲望為原則，不能向學生灌輸知識以及代替學生思考、探索。如在《探究光照對鼠婦生活的影響》的探究活動中，教師應在帶領學生采集鼠婦的時候，提示學生仔細觀察鼠婦的生活環境以及鼠婦的生活習性，激發學生的探究欲望。教師的主導作用還體現在依據《生物課程標準》（修訂稿）的要求和教材的知識內容確定并提出探究的目標，組織學生小組合作，積極地進行探索實驗、思考，逐步做到從感性認識到理性認識的認識過程，實現知識的飛躍和遷移，從本質上完成知識的創造過程，使學生在質疑、釋惑中感受到探究的樂趣和知識的魅力。如在《探究光對鼠婦生活的影響》時，教師應引導學生如何設計對照實驗，以便排除假設以外的其他因素的影響。

引導學生探究，而不是教師代替探究，這是探究教學的核心，其任務在于通過學生一系列活動，使學生對某一知識不斷深化、拓展，不但知其然，更知其所以然，達到培養學生思維能力以及創造能力的目的。如在探究《采集和測量空氣中的塵埃粒子》時，教師引導學生根據課文中的提示，先自己設計探究方案，根據各小組的探究方案先進行交流，讓學生談談具體的實施方法，其他小組提出自己不明白的問題，使探究方案能夠得以實施。在各小組進行探究的過程中，教師還要及時關注各小組的探究活動的進展情況，以便使學生感受到教師在關注每一個學生，達到激勵學生進一步探究和完善自己探究計劃的目的，使學生在探究活動中不斷總結，不斷提高。如在探究《測算空氣中的塵埃粒子》的活動中，缺少載玻片，學生就用玻璃代替，但由于玻璃較厚，在顯微鏡下檢測時不容易看到所劃的小格子，難以準確地檢測出塵埃粒子數，這時學生就把凡士林涂抹在有透明膠帶的一面，取得了很好的效果。

學生按照教師的引導、設計探究方案，進行探究活動，填寫探究報告，通過對比、分析、歸納并得出初步結論，這是探究活動的根本目的所在。

三、反饋遷移，拓展應用

這是提高學生的科學探究能力、培養學生的生物科學素養的關鍵。教學反饋不僅能判斷學生對知識的了解掌握程度，更是對知識的遷移和應用，是課堂教學追求的最高層次，是檢驗學生是否活學活用、舉一反三并將知識升華為能力，尤其是提高科學探究能力有效性的尺碼。教師還可以引導學生設計出新的探究實驗方案，或將生物知識和社會生產、生活實際相聯系解決生產生活中的小問題乃至大問題。另外，要鼓勵學生將所思所得寫成科技論文，鞏固探索成績，增強探究的意識和興趣。

例如：在進行《探究種子萌發的環境條件》時，由于學生獨立探究的能力還很低，加上現在的學生學習主動性不強，因此，筆者又組織學生一起制定探究計劃，然后根據探究計劃，及時關注每一個小組的實施情況。

首先，讓學生根據課文中的提示，指導學生設計對照實驗，要求對照實驗要保證種子萌發。提示學生根據家長每年種地前都要做發芽試驗，發芽時給種子提供什么樣的條件，我們就可以據此設計對照實驗。設計對照實驗要滿足充足的水分、充足的空氣、適宜的溫度。為了保證驗證種子萌發時需要空氣的一組對照實驗，選擇實驗容器時，應盡量選擇較深些的容器，以保證能把容器中的空氣排出來。然后逐一根據不同的假設，制定探究計劃。如：探究種子萌發需要水分時，學生很容易就提出在容器中放入干燥的種子就可以了。探究種子萌發需要適宜的溫度時，有的學生提出將實驗裝置放入冰箱中，但有的學生認為這樣不容易觀察，同時需要學生帶回家，不易保證實驗的實施。當時正置寒冬季節，有的學生提出把實驗裝置放入兩層玻璃窗之間，這樣既能滿足實驗條件，又便于全組同學觀察。驗證種子萌發需要充足的空氣這一假設時，學生根據上節課錄象的情景，很快想到用“水浸法”排出空氣，即把種子全部浸沒在水中，使種子與空氣隔絕。同樣，在驗證“種子萌發需要土壤、營養、陽光”等假設時，學生很快也都能設計出可行的計劃。

其次，要求學生以小組為單位，先根據自己小組討論的結果，選擇假設，寫出實驗計劃，并發揮個小組的聰明才智，完善該實驗計劃。下課后，組織學生收集飲料瓶、罐頭瓶、礦泉水瓶等生活廢棄物，做為實驗用的容器，同時教育學生學會利用生活中的廢棄物來做實驗。要求各小組按實驗計劃，完成各對照組的實驗裝置，然后每天觀察，作好記錄，同時鼓勵學生多注意觀察實驗過程中的變化，分析產生變化的原因，小組內的同學要多交流等。

在實驗探究的過程中，許多學生不會觀察，在解釋現象、分析結論時邏輯不嚴密，這時教師要經常關心各組的探究情況，并經常引導學生進行邏輯分析，強調因果關系。學生通過自我探究后，獲得了探究的第一手材料，這樣在小組匯報交流時，才有可匯報的內容，學生才會有積極性。在匯報時，學生通過各小組的匯報結果，學生才會有針對性地提出問題，再激勵學生反復實驗，進一步探究在探究過程中產生的疑惑。

經過教師對各組探究活動的關注和引導，消除了學生的為難情緒，也極大地調動了學生主動參與的積極性。在活動中能不斷激發學生提出新問題，積極尋找解決問題的辦法。待學生獨立完成了一個全程性探究活動后，學生在以后的探究活動中就會增強自信心，能積極、主動地參與探究活動。

通過以上探究活動的開展，筆者意識到：要想開展好探究活動，首先要充分利用學生的生活經驗，引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，逐步培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，突出創新精神和實踐能力的培養。同時，教師要組織好學生的活動，協助各小組長組織好各組的探究計劃的制定。計劃制定的不要求很嚴謹、完整，可以讓學生在實施計劃時自己去體會，遇到問題時，積極想辦法解決，這也就是完善計劃的過程。另外，要想完成好探究活動，還要有充足的時間做保證，以確保學生有充足的時間進行自我完善，重復實驗的時間。這樣就使學生體驗到成功的喜悅，增強了學生學習生物的興趣和信心，提高了學生的科學探究能力，培養了學生的生物科學素養。

（作者單位：山東省青州市五里初級中學 262500）