基于科學(xué)探究思維培養(yǎng)的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

姜煥煥

摘? 要：隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)教育的要求也越發(fā)提高，新課程改革也應(yīng)運(yùn)而生。從課程編排、設(shè)計(jì)到課程實(shí)施的各個(gè)方面，各個(gè)學(xué)科都非常重視科學(xué)探究在課程建設(shè)中的重要地位。生物學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的科學(xué)，高中生物所涉及到的一些基本原理以及規(guī)律都是律立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上。然而且前很多高中對(duì)生物實(shí)驗(yàn)課的開設(shè)較少，即便有也均以驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)或者教師演示為主，這樣的教學(xué)模式大大降低了學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ硬焕趯W(xué)生科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。因此這些問題在實(shí)際的生物課堂教學(xué)中亟待解決，本文結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)科學(xué)探究思維培養(yǎng)的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略進(jìn)行了探析。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究思維? 高中生物? 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

生物學(xué)是研究生物現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。基礎(chǔ)教育課程改革后，《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也明確提出，學(xué)生在課堂教學(xué)中應(yīng)體驗(yàn)基礎(chǔ)科學(xué)探究過程，初步了解科學(xué)探究方法，形成科學(xué)探究思維。在教學(xué)中教師要培養(yǎng)學(xué)生以生物學(xué)科角度觀察生活和自然，用實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生建立理論和實(shí)踐的知識(shí)架構(gòu)，組織以探究為特點(diǎn)的主動(dòng)學(xué)習(xí)是落實(shí)生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)應(yīng)當(dāng)更應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生分析、評(píng)價(jià)和創(chuàng)造等高階思維能力，要依托教材，深入挖掘教材中的實(shí)驗(yàn)資源，不斷培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力和操作能力，提高學(xué)生的自主探究意識(shí)和創(chuàng)新能力。讓學(xué)生在扎實(shí)基礎(chǔ)知識(shí)的前提下，樹立起科學(xué)求實(shí)的精神，建立起理性嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄克季S，使學(xué)生能夠以生物學(xué)的角度，以科學(xué)的方法認(rèn)知問題、思考問題和解決問題。

一、將結(jié)果轉(zhuǎn)化為過程，培養(yǎng)歸納概括能力

“知識(shí)結(jié)果教學(xué)”強(qiáng)調(diào)將傳授知識(shí)作為教學(xué)主導(dǎo)。將學(xué)生的學(xué)習(xí)行為與灌輸知識(shí)聯(lián)結(jié)。“知識(shí)過程教學(xué)”注重將知識(shí)產(chǎn)生和發(fā)展路徑融入教學(xué)活動(dòng)，在掌握知識(shí)結(jié)構(gòu)中完善學(xué)習(xí)技能。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)由“知識(shí)結(jié)果教學(xué)”轉(zhuǎn)化為“知識(shí)過程教學(xué)”模式，一方面促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知思維的形成，另一方面調(diào)控學(xué)生理解思維的發(fā)展，進(jìn)而有利于學(xué)生形成整體探究的思維模式，培養(yǎng)學(xué)生歸納概括能力。

例如在“使用顯微鏡觀察細(xì)胞”教學(xué)活動(dòng)中，教師先組織學(xué)生觀察碘液染色的人口腔上皮細(xì)胞、龍膽紫溶液染色的蠶豆根尖分生組織細(xì)胞、大腸桿菌細(xì)胞和藍(lán)藻細(xì)胞，引導(dǎo)學(xué)生畫出在顯微鏡下觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，再說出四種細(xì)胞結(jié)構(gòu)的主要差異。通過進(jìn)一步觀察細(xì)胞切片活動(dòng)，學(xué)生歸納概括并認(rèn)同“有無核膜包被的細(xì)胞核是真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的主要區(qū)別”結(jié)論。將“知識(shí)結(jié)果教學(xué)”轉(zhuǎn)化為“知識(shí)過程教學(xué)”模式，教師可運(yùn)用“執(zhí)果索因”的教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)果出發(fā)探究產(chǎn)生結(jié)果的一種或者多種原因，幫助學(xué)生領(lǐng)悟多角度思維加工和分類過程，使學(xué)生的思維數(shù)量、思維質(zhì)量、思維容量都得到發(fā)展和提升。

二、將理論轉(zhuǎn)化為實(shí)踐，培養(yǎng)演繹推理能力

“實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)”模式在發(fā)展學(xué)生解決問題能力的基礎(chǔ)上，促進(jìn)學(xué)生邏輯思維由片斷式拼接知識(shí)向連貫式應(yīng)用知識(shí)方向發(fā)展，防止學(xué)生實(shí)證思維出現(xiàn)固化。“理論知識(shí)教學(xué)”轉(zhuǎn)化為“實(shí)踐活動(dòng)教學(xué)”模式有利于構(gòu)建學(xué)生應(yīng)用知識(shí)的能力，在問題情境引導(dǎo)下，培養(yǎng)學(xué)生借鑒已有知識(shí)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象，探討或者預(yù)測(cè)未知實(shí)驗(yàn)過程，得出正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論的思維素養(yǎng)。在應(yīng)用已有知識(shí)解決未知問題的過程中，學(xué)生思維體系逐漸具體、完善和成熟。思維意識(shí)由簡單化向復(fù)雜化方向提升，思維行為由模式化向創(chuàng)新化方向改變，思維觀念由斷層式向連貫式方向發(fā)展，推動(dòng)學(xué)生演繹推理思維的提升。

例如在“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”中，在實(shí)際教學(xué)中教師可以將此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成分組探究性實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)行分組探究，引導(dǎo)學(xué)生提出組合方案，再提供5組的材料（土豆+碘液、米豆腐+碘液、豆腐+雙縮脲、含淀粉的瓊脂糖塊+碘液、蘿卜塊+紅墨水），將學(xué)生分成5個(gè)小組，讓學(xué)生根據(jù)組合的實(shí)驗(yàn)方案，每個(gè)小組實(shí)施一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案，根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果篩選出最合適的實(shí)驗(yàn)方案。使得教師與學(xué)生合作共同找到最適合做實(shí)驗(yàn)的材料，不僅可讓學(xué)生親自參與到實(shí)驗(yàn)的探究過程，同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生大膽質(zhì)疑、勇于探索和合作創(chuàng)新的能力。在這種完整的實(shí)驗(yàn)探究過程中，學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)去觀察和思考，從而培養(yǎng)學(xué)生形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。三、將顯性轉(zhuǎn)化為隱性，培養(yǎng)建模論證能力

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行實(shí)施是能加強(qiáng)學(xué)生生物知識(shí)技能，提高學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要手段。由顯性問題教學(xué)轉(zhuǎn)化為隱性探究教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)變注入式教學(xué)為探究式、參與式教學(xué)。教師將學(xué)生探究問題涉及的原理、方法、步驟及背景知識(shí)等提前發(fā)布給學(xué)生，鼓勵(lì)學(xué)生自主構(gòu)建探究路徑，促進(jìn)學(xué)生在課前開展小組合作學(xué)習(xí)和初步討論。學(xué)生課前便可形成理解問題、探究思考的思維習(xí)慣。這樣高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程真正成為學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)和提出問題、分析和解決問題的過程。

如“DNA分子結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)”活動(dòng)中，教師利用“隱性探究教學(xué)”模式開展教學(xué)，教師提前向?qū)W生發(fā)放資料，引導(dǎo)學(xué)生從“四種脫氧核苷酸、基本骨架、雙螺旋結(jié)構(gòu)、反向平行”方面開展探究活動(dòng)。在進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師將教具發(fā)給學(xué)生，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組作業(yè)，結(jié)合課前探究的結(jié)果，合作構(gòu)建DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。在此基礎(chǔ)上，建立了DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。教學(xué)模式的轉(zhuǎn)變使學(xué)生在充分了解研究問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，十分利于培養(yǎng)學(xué)生探究性思維，并促進(jìn)學(xué)生探究性思維的整體性和系統(tǒng)性的形成，最主要的是在培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移和應(yīng)用的過程中，學(xué)生的建模和論證能力也得到了培養(yǎng)。

2018年9月13日，中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)研究發(fā)布會(huì)上指出：將“理解和掌握基本的科學(xué)原理和方法;傳承和保持實(shí)證意識(shí)、清晰邏輯、嚴(yán)謹(jǐn)求知;學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)思維方式認(rèn)識(shí)事物、解決問題”做為發(fā)展學(xué)生探究性思維的重要內(nèi)容。作為教師，應(yīng)該在有效利用高中生物實(shí)驗(yàn)教材中探究欄目的基礎(chǔ)上，深度挖掘高中生物實(shí)驗(yàn)教教材的各個(gè)部分滲透的探究性學(xué)習(xí)理念，探究性學(xué)習(xí)不應(yīng)該固定為特定的范式，它是一種課程理念滲透在整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。

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