新課程背景下培養學生生物科學探究能力

于麗麗

摘 要：發展學生科學探究能力是高中生物新課程標準的能力目標，也是提高生物學核心素養的一個重要途徑。在多年的教學中力求體現學生的主體地位，進行以探究為特點的課堂教學模式，使學生從接受式學習轉變為主動獲取式學習，從而培養他們發現問題、提出問題、實驗設計、科學實踐和語言表達這五個基礎探究能力。

關鍵詞：新課程；生物學；核心素養；科學探究

生物學核心素養涵蓋了“生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任”四個方面的基本要求，這些要求較以往生物學課程更具有挑戰性，需要通過每節課或每項活動來逐步培養形成。“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、方案實施以及結果的交流與討論的能力。發展學生科學探究能力是高中生物新課程標準的能力目標，也是提高生物學核心素養的一個重要途徑。因此，在新課程改革的背景下，如何在教學中提高學生的科學探究能力，是每一個生物教師值得探究的課題。下面簡單談一談我的一些做法。

一、利用科學觀察，培養發現問題的能力

科學探究能力中最主要的就是發現問題的能力，沒有觀察就談不上發現，更談不上創造。觀察者要養成實事求是的科學態度，不能以主觀臆測代替客觀事實。當然，必要時教師應提供相關的圖文信息資料或數據以供參考。例如，“物質跨膜運輸的實例”一節問題探討中的思考題第1題：“漏斗管內的液面為什么會升高？”很多學生毫不猶豫地回答：“燒杯中的水進入了漏斗中。”這種回答明顯屬于主觀臆測，并沒有經過思考，已知條件已經明確給出，玻璃紙是一種半透膜，水分子可以透過它，也就是說水分子是可進可出的。此時，教師展示滲透裝置的動畫，學生會通過觀察發現自己的錯誤從而發現問題。

二、引導科學質疑，培養提出問題的能力

提出問題是科學探究的邏輯起點。愛因斯坦說過：“提出一個問題比解決一個問題更為重要。”就高中生而言，問題主要來自他們所觀察到的現象之間的矛盾。例如，在學到“細胞的能量‘通貨——ATP”時，教師提供了這樣的資料：（1）一個人在劇烈運動狀態下，每分鐘約有0.5 kg的ATP水解釋放能量，供運動所需。一個成年人在安靜的狀態下，24 h內竟有40 kg的ATP水解。（2）人體在安靜狀態時，肌肉內ATP含量只能供給肌肉收縮1～2 s所需的能量。學生讀了資料后發現這兩條信息似乎存在矛盾，教師引導后他們會提出問題：細胞內的ATP含量很少，為什么一天內還有那么多ATP水解呢？這樣不僅可以引入ATP和ADP的相互轉化，還能培養學生認真思考和提出問題的能力。引導學生提出有創新價值的問題，對培養創新型人才至關重要。

三、鼓勵大膽設想，培養實驗設計的能力

由于探究方法和探究角度的不同，在科學探究的過程中學生可能會提出一些教師意想不到的問題。對此，教師應鼓勵學生大膽設想，設計實驗去求證。例如，在學習“酶的特性”一節內容時，有些學生提出生物體內可能存在重金屬離子（如鎘、銅等），那么它們的含量也可能影響酶的活性。教師應鼓勵并指導學生根據探究性實驗的原則合理地設計實驗，并提供條件讓學生去實驗室操作，體會獲取真理的艱辛和快樂。這樣的課堂有利于提高學生的信息收集與處理能力，培養學生的科學態度和科學精神，激發學生對未知領域的探索與創新。

四、引導親身體驗，培養科學實踐的能力

1.培養小組分工合作的能力

科學探究活動一般比較復雜，學生較難獨立完成，需要小組密切協作。根據學生認知水平的不同，小組的每位學生之間可以經過協商討論分配任務，最終進行匯總。科學探究的過程使每位學生都有參與的機會，并從接受式學習轉變為主動獲取式學習。這種合作學習方式有助于形成良好的學習氛圍，增強學生的團隊意識，培養適應社會需求的人才，這也是課程標準所倡導的。

2.培養學生動手操作的能力

高中生物教材中除了提供了大量的實驗外，還有許多模型構建，如概念模型、數學模型和物理模型等，這些都可以培養學生學習生物學的興趣和動手操作能力。在課堂教學中，教師可以讓學生利用身邊的工具制作簡單的模型，直觀地理解一些抽象的概念或過程。例如，在講解“細胞增殖”相關內容時，學生可以利用彩泥和牙簽，對照課本內容制作染色體動態變化模型，深入而直觀地理解染色體結構的變化過程，將抽象變具體，有利于重難點知識的把握，同時也培養了學生的動手能力及自主學習能力，進一步提高了學生的科學素養。

五、鼓勵交流討論，培養語言表達的能力

《全國卷》理科綜合能力測試中，生物學科非選擇題的命題模式從以往的填空逐漸向問答形式轉變，可見其對學生語言表達能力的要求有所提高。教師應堅持以人為本，充分留給學生思考的時間和空間，讓每位學生都有表達自己觀點的機會。對于觀點正確且表述完整精煉的，要予以肯定和表揚；對于回答不夠完善的要先肯定其正確的部分，再想辦法進行鼓勵和引導，讓學生改變答題思路和角度。如果小組間的答案不同，也可以讓學生展開多層次、多角度的辯論，讓學生在爭辯中明辨是非，調動每個學生表達的積極性和主動性，使學生的思維水平和語言表達能力在原有的基礎上得到發展和提高。

參考文獻：

[1]譚靜.用探究性學習的鑰匙開啟學生科學素質的大門[J].中學生物學，2003（4）.

[2]蔣桂林.基于高中生核心素養培養的生物學科素養的思考[J].中學生物學，2015（10）.