基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力

袁樹明

摘 要：學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價值觀念和關(guān)鍵能力。生物學(xué)科核心素養(yǎng)中的“科學(xué)探究”是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對結(jié)果的交流與討論的能力。本文結(jié)合高中生物教學(xué)實(shí)際，努力提高課堂教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：高中生物教學(xué);核心素養(yǎng);科學(xué)探究能力

生物學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問題時所表現(xiàn)出來的價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生知識、能力、情感態(tài)度與價值觀的綜合體現(xiàn)。高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出“科學(xué)探究”是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對形成的結(jié)果進(jìn)行交流與討論的能力[1]。基于核心素養(yǎng)的生物學(xué)科的“科學(xué)探究”可極大加深對核心概念的理解、喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。作為教學(xué)活動的主導(dǎo)者，教師在課堂教學(xué)中應(yīng)始終貫徹核心素養(yǎng)這一基本主題，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。本人結(jié)合高中生物教學(xué)實(shí)際，談?wù)勅绾闻囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)科學(xué)探究意識

生物教師想提升學(xué)生生物核心素養(yǎng)中的科學(xué)探究能力，首先要對學(xué)生的探究意識進(jìn)行培養(yǎng)，只有激發(fā)學(xué)生的探究潛能和欲望，才能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性。而培養(yǎng)學(xué)生探究意識的方式有很多，其中，創(chuàng)設(shè)問題情境就是一種行之有效的方法，讓學(xué)生在問題情境的驅(qū)動下，在學(xué)習(xí)的過程中主動植入自己的思考和探究，通過課堂提問、討論來提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。因此，生物教師在教學(xué)的過程中要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)情況找到學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，然后按照相關(guān)的邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)性的“問題串”，以此為載體展開課堂有效教學(xué)并將其貫穿到教學(xué)活動中的各個環(huán)節(jié)。

首先，教師要巧借“問題串”將學(xué)生的求知欲有效激發(fā)出來。在實(shí)際教學(xué)過程中，教師應(yīng)當(dāng)將教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)成帶有內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)的、貼近學(xué)生認(rèn)知水平的問題串，對學(xué)生的探究潛能進(jìn)行有效挖掘，充分激發(fā)和調(diào)動學(xué)生的好奇心、求知欲，讓學(xué)生能夠產(chǎn)生積極的情感體驗(yàn)和濃厚的學(xué)習(xí)興趣，基于這種情感體驗(yàn)和興趣基礎(chǔ)上的學(xué)習(xí)，能在求知中獲得樂趣、在快樂中收獲新知、在求知中錘煉探究能力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。

例如，本人在進(jìn)行《基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成》教學(xué)的時候，充分利用多媒體給學(xué)生播放“轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的動畫”。通過視頻觀察讓學(xué)生直觀的對“轉(zhuǎn)錄和翻譯”的過程一目了然，在這個基礎(chǔ)上，結(jié)合教學(xué)的重難點(diǎn)，我拋出以下幾個具有內(nèi)在關(guān)聯(lián)的問題：①兩個過程的模板是什么？模板最后的去向？②兩個過程的需要什么原料？產(chǎn)物又分別是什么？③兩個過程中分別需要什么酶參與？④這兩大過程分別具有什么特點(diǎn)？⑤基因如何通過該過程來控制生物性狀？通過這一連串具有內(nèi)在聯(lián)系又相互遞進(jìn)的的問題將學(xué)生的探究學(xué)習(xí)一探到底，既檢驗(yàn)了學(xué)生的自我學(xué)習(xí)的成果，又形成了具有探究品質(zhì)的高質(zhì)量課堂。

通過問題情境的創(chuàng)設(shè)，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，有效激發(fā)學(xué)生潛在意識，主動參與課堂，自發(fā)進(jìn)行學(xué)習(xí)和探究，從而使科學(xué)探究意識得到培養(yǎng)和提升。

二、改進(jìn)教學(xué)方法，重視科學(xué)探究過程

在日常教學(xué)中，生物教師要對教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行深入的研究，在此基礎(chǔ)上選擇最佳的教學(xué)方法，比如角色扮演教學(xué)法、互動游戲式教學(xué)法、構(gòu)建物理模型教學(xué)法等，這樣不僅可以活躍課堂氣氛，突出學(xué)生的主體地位，還能激發(fā)學(xué)生的思維，增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力[2]。

首先，教師要指導(dǎo)學(xué)生對探究方法進(jìn)行了解和掌握。讓學(xué)生了解和掌握科學(xué)探究的一般方法是探究性學(xué)習(xí)實(shí)施的一個重要目標(biāo)。一般來說，科學(xué)探究的方法主要包括分析、判斷、推理和獲取信息、收集證據(jù)、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等。教師只有先讓學(xué)生掌握探究學(xué)習(xí)的方法，才能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度由“要我學(xué)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W(xué)”，從“學(xué)會”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皶W(xué)”。

例如在《用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體》實(shí)驗(yàn)課之前，教師要讓學(xué)生先弄清楚自己要“觀察什么”、“如何觀察胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象”，再進(jìn)一步探究“如何加強(qiáng)胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象”？這一系列實(shí)驗(yàn)問題的解決可使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康模龠M(jìn)行觀察活動，并進(jìn)一步完成探究過程，從而培養(yǎng)學(xué)生的觀察和實(shí)踐能力，然后在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)和開發(fā)學(xué)生的探究能力。

其次，教師要指導(dǎo)學(xué)生對探究活動中所獲得的信息資料進(jìn)行歸納和總結(jié)，將其內(nèi)化成自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和新知識，在此過程中，學(xué)生的思維能力和科學(xué)探究能力便因此獲得有效的鍛煉和提升。

例如在《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》這一課的教學(xué)中，筆者通過“探究淀粉酶對淀粉和蔗糖的水解作用”、“探究PH值對過氧化氫酶的影響”、“探究溫度對唾液淀粉酶的影響”三個學(xué)生實(shí)驗(yàn)來探究酶的生物學(xué)特性，在此基礎(chǔ)上提出如何確定酶的最適溫度和最適PH值？在對已有實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論的進(jìn)行歸納總結(jié)基礎(chǔ)上，讓學(xué)生進(jìn)一步開展實(shí)驗(yàn)來探究，使他們的科學(xué)探究能力得到進(jìn)一步提升。

在課堂教學(xué)中教師要積極踐行以生為本，要從有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的實(shí)際出發(fā)，改進(jìn)固有的教學(xué)方式，注重學(xué)生的科學(xué)探究意識的培養(yǎng)，通過建立課內(nèi)外一體化多樣性深層次的教學(xué)新模式，不斷激發(fā)學(xué)生參與探究的興趣，從而培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

三、拓展實(shí)驗(yàn)教學(xué)，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)活動較多的基礎(chǔ)學(xué)科，在實(shí)際教學(xué)過程中，生物教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容開展一些拓展式的探究性實(shí)驗(yàn)，給學(xué)生提供一個能夠合作、交流、以及探究創(chuàng)新的平臺，以此為基礎(chǔ)將學(xué)生的求知欲充分激發(fā)出來，促進(jìn)學(xué)生的主動探究，從而逐漸提升學(xué)生的探究能力和知識水平。更重要的是，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有較強(qiáng)的實(shí)踐性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中不僅要動腦還要動手，在此過程中可以加強(qiáng)對一些理論知識的認(rèn)識。

在進(jìn)行《探究植物細(xì)胞吸水和失水》實(shí)驗(yàn)教學(xué)的時候，筆者先帶領(lǐng)學(xué)生做一個演示實(shí)驗(yàn)，在達(dá)到教學(xué)目標(biāo)以后，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況引導(dǎo)學(xué)生向探究的方向逐步邁進(jìn)：①實(shí)驗(yàn)操作方法是否可以進(jìn)一步簡化，以實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效率的提高？②除了蔗糖溶液，是否可以使用其他的試劑？③實(shí)驗(yàn)是否只能用洋蔥鱗片葉的外表皮細(xì)胞，換做其他的植物細(xì)胞可以嗎？讓學(xué)生帶著這些問題進(jìn)行驗(yàn)證和探索，在此基礎(chǔ)上深化學(xué)生對相關(guān)知識的理解，提高學(xué)生的實(shí)踐能力。

學(xué)生經(jīng)過探討、實(shí)踐和思考之后，得出如下的結(jié)論：①蔗糖溶液有較強(qiáng)的黏性，容易對顯微鏡造成污染。該實(shí)驗(yàn)可以使用其他的試劑如KNO3代替，KNO3使用過程中會自動發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原。②除了使用洋蔥外表皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)對象，還可以使用其他顏色鮮艷的植物細(xì)胞。使用洋蔥外表皮細(xì)胞的原因是它的液泡是紫色的，細(xì)胞壁和原生質(zhì)層的分離現(xiàn)象非常明顯、清晰，便于觀察。這種基于課本的實(shí)驗(yàn)，適度拓展實(shí)驗(yàn)，提出新的實(shí)驗(yàn)問題，讓學(xué)生進(jìn)行新的實(shí)驗(yàn)探究過程，可以使學(xué)生的科學(xué)探究能力得到提升。

綜上所述，生物核心素養(yǎng)中的科學(xué)探究能力的培養(yǎng)與課堂教學(xué)有著密切聯(lián)系，高中生物教師在基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的體系下，通過上述方法努力培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018

[2]劉恩山，曹保義.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）解讀[M].北京：高等教育出版社，2018