高中生物核心素養中科學探究能力的培養與提升分析

◎唐文菊（甘肅省隴南市成縣陜西師范大學成州中學）

在高中生物教學中，教師要改變傳統教學方法，讓學生獲得自主學習空間和機會，并引導學生重點思考和理解重點內容，使學生能夠進行深度學習。當前高中生物教學中還存在很多問題，教師要對此進行分析，并根據學生情況，積極調整教學方式，要始終貫徹核心素養這一主題，培養學生科學探究能力，尤其是在新課標課程改革背景下，高中生物教師要明確學科核心素養，并采取有效方法完成培養目標，通過有意識、有計劃地培養，提高學生科學探究能力。

一、基于核心素養的科學探究能力概述

核心素養是指基于學生科學探究、理性思維、社會責任及生命觀的培養。在生物教學中，教師要積極采用實驗教學方法，培養學生核心素養。科學探究是通過實驗方法讓學生領悟科學知識。高中生物知識涉及的內容比較廣泛，通過特定的實驗，引導學生進行觀察和提問、交流和討論，讓學生通過團隊合作了解更多的知識。基于核心素養的科學探究需要滿足以下條件：一要能夠正確使用工具。科學探究是基于實驗基礎上所完成的，因此在設計實驗時，為了對相關知識進行探究，學生要掌握簡單的實驗器具的使用，根據教師所設計的實驗進行有效探究，并以書面形式記錄實驗結果。例如，在探究《根尖分生組織細胞的有絲分裂》時，學生需要正確使用刀片、滴管等簡單的實驗器具，并記錄相關數據，形成實驗結果。二要能夠認真觀察。科學實驗是基于觀察探究所得出來的結果，因此在設計實驗時，學生需要與他人合作，并認真觀察實驗現象，比如在探究《植物細胞的吸水和失水》時，教師可以提出相應的問題，讓學生進行合作探究，并以表格的方式記錄實驗結果。

二、基于核心素養下的高中生物科學探究能力培養的意義

（一）有助于提高學生科學素養

在高中生物教學中，通過開展實驗教學，可以增強學生的科學素養，讓學生儲備更多的知識，同時還有利于提高學生的科學探究精神，促進學生綜合發展。例如，在學習《細胞的生命歷程》這一章節時，講述了細胞出生到凋亡的過程，教師通過實驗教學方法可以幫助學生拓寬知識面，提高學生科學文化素養，讓學生詳細了解生命歷程，并進一步引導學生對其他事物進行探索。

（二）有助于提高學生自主學習能力

在開展實驗教學之前，教師需要讓學生掌握相應的理論知識，只有當學生掌握了理論知識之后，再進行實驗探究，才能夠讓學生更好地認知生物知識。同時可以讓學生運用所學知識進行科學探究，以激發學生自主學習能力，增強學生對物理學的理解，從而推動高中生物課程教學的創新和改革。在傳統教學中，很多學生還停留在記憶和背誦的層面，無法感受到生物學的魅力，從而降低了學習熱情。而在新課標背景下，通過開展生物實驗教學，教師可以有效激發學生學習熱情。例如，在學習《細胞物質輸入和輸出》一文時，教師可以將細胞作為一個獨立的個體，引導學生認知細胞內物質的供應和排出，這樣可以大大提高學生的學習熱情。通過開展相應的實驗活動，讓學生進行探究，可以幫助學生更好地了解生物原理，引發學生的好奇心，促進學生對知識的深入探究，幫助學生掌握更多有關生物的知識，促使學生形成自主探究的習慣。

（三）有利于提高學生觀察能力

通過實驗教學有利于提高學生觀察能力，通過實驗教學，可以讓學生集中注意力，觀察實驗過程和結果，促進學生自我能力的提升。例如，在講解《種子的結構》一文時，教師可以讓學生觀察種子的生長過程，并組織開展生物實驗活動，幫助學生了解胚芽生長變化。通過認真觀察，開展相應的實驗活動，促進學生觀察能力的提升。

三、高中生物教學中存在的問題

高中生物是一門研究生命科學和生命現象的學科，在教學中，教師要關注學生實際學習情況，注重學生核心素養的培養，同時教師要不斷整合優化課堂形式，并重點規劃科學探究知識，讓學生能夠得到全面發展，但是在實際教學中還存在一些問題。

（一）教師教學思想落后

很多教師在教學活動中仍然是以傳統教學方法為主，以自身為中心，忽略了學生課堂地位，也沒有關注學生學習過程中存在的問題。在這種情況下，學生處于被動學習狀態，無法感受到生物知識的有趣，在學習中也會陷入很大的困境，尤其是對于生物知識和問題，無法從多方面去感知生物的奧秘，這在很大程度上影響了學生的學習效果。

（二）教學形式比較單一

很多教師在教學中沒有完整的教學體系，而且教學方法比較單一，忽略了多樣性教學方法的重要性。在進行教學時候，主要依據教材內容進行講解和分析，沒有科學設計教學方案，更沒有認真了解學生的學習狀態和特點，所采用的傳統教學方法造成課堂氣氛過于枯燥，這種教學結果在一定程度上導致了學生的注意力無法集中，尤其是對于學困生，很難跟上教師的步伐，從而造成兩極分化的問題。

（三）師生缺乏互動

很多教師受到應試教育的影響，在教學中雖然能夠把握好課堂的時間，卻缺乏與學生的互動，不利于激發學生學習熱情。在學習過程中逐漸失去了方向，甚至迷失自己，讓學生陷入學習困境中。

（四）學生主體地位沒有得到體現

很多教師在教學的時候，沒有關注學生的中心位置，而是強調于自己對新課程的理解，這在很大程度上無法滿足學生的需求，尤其是在傳統教育模式下，教師過于關注理論知識的講解，采用灌輸式的教學方法對學生進行知識講解，這樣會導致學生處于被動學習狀態。

（五）以板書為主要教學形式

部分教師仍然延續傳統教學模式，在教學時采用板書的方式，這樣不僅會浪費大量的時間，還會影響教學效果。對于生物理論知識的講解十分不利，由于固定的畫面缺乏靈活性，導致生物課堂變得空洞乏味，不利于培養學生的空間思維能力，無法讓學生感知生物學獨特的魅力，這也在很大程度上影響了學生的學習興趣。

四、在核心素養下培養學生科學探究能力的途徑

（一）在概念中培養學生科學探究能力

高中生物存在大量的概念，只有理解了這些概念，學生才能夠真正掌握知識，并以點形成線，由線形成面，最終形成完整的知識體系。但是在實際教學中，很多教師忽略了概念教學，而學生對于概念的學習也只是處于死記硬背的狀態。因此，教師需要抓住概念性知識，從概念上引導學生探究生物知識的奧秘，為學生后續學習打下基礎。例如，在教學“基因突變和基因重組”的時候，在教學之前布置相應的預習作業，讓學生自主去翻閱資料，查找相關的知識，分清兩者之間的區別，明確基因重組和基因突變發生的原因，最后收集一些案例進行探究。在課堂教學中，教師要依據教材內容進行教學，加深學生對概念的理解，以概念為中心，設計教學活動，鍛煉學生科學探究能力。

（二）在資料中培養學生科學探究能力

在高中生物教材中引入了很多的教學資料，而在傳統教學中，教師往往會將這些資料展示給學生，通過簡單講解的方式完成教學任務，在這個過程中缺少與學生的有效互動，也忽略了對學生科學探究能力的培養。因此，在當前教育背景下，教師需要改變傳統教育思想，抓住教材上的資料，并以此為重點設立主題，設計科學探究活動，激發學生對生物學習的熱情，同時有利于讓學生將所學生物知識運用于探究未知世界。

（三）在實驗中培養學生科學探究能力

生物實驗是高中生物教學中必不可少的教育手段，因此在教學中，教師需要結合教材內容，合理設計實驗課堂，以開闊學生的眼界，幫助學生理解教材內容。例如，在教學“DNA的提取和鑒定”時，為了讓學生理解DNA提取和鑒定原理，教師可以讓學生思考提取DNA應該選擇的實驗材料。有的學生會回答用雞血進行實驗，然后教師再提出相應的問題，可以用其他諸如兔血、羊血代替嗎？在實驗教學中不斷提出問題，并進行探究性引導，這樣可以培養學生科學探究能力。

（四）創設問題情境，培養探究意識

通過創設問題情境方法，可以達到這一教學目的。在問題情境的驅動下，學生的學習主動性更強。在教學中通過創設問題，讓學生帶著問題去思考和探究，以培養學生的探究能力。需要注意的是，在創設問題時，教師要找到學生最近發展區，并按照相關的邏輯結構設計，這樣學生能夠通過自己的努力去解決問題，既起到了提升教學效果的作用，又不至于給學生設置障礙。例如，在教學“遺傳信息的表達”的時候，教師可以利用多媒體播放遺傳物質的轉錄和翻譯動態視頻，并讓學生直觀觀察遺傳物質轉錄和翻譯的過程。在此基礎上，教師結合教育目標和教學難點設計以下問題：蛋白質合成需要哪些物質？然后老師繼續提問，如何采用DNA確定親子遺傳信息。通過提出這些問題，調動學生進行思考和分析，培養學生的探究能力。

（五）改進教學方法，重視探究過程

在對學生進行生物教學時，教師需要不斷改進教學方法。在教學中，首先要對教學內容和教學大綱有一定的了解，并在此基礎上創設最佳教學方法，例如可以采取構建物理模型教學法、游戲教學法、角色扮演法，通過模型教學法提高學生對知識的認知，通過游戲教學法激發學生的思維，通過角色扮演法培養學生的科學探究能力，實現思維上的碰撞，以此拓寬學生的視野，降低學習難度。例如，在教學《酶》這個章節的時候，教師可以設計有關酶的實驗，讓學生了解酶的生物特性，并對實驗結果進行歸納總結。在教學中，教師要做到以人為本，積極改變固有的教學方法，注重學生科學探究能力的培養。通過采用多元化的教學模式，不斷激發學生的學習興趣，讓學生在實踐活動中，提高創新意識和探究能力。

（六）創新作業形式，延伸探究空間

教師可以通過課外作業培養學生的科學探究能力。首先，教師要考慮學生的實際情況，以生物課堂教學內容為基礎布置探究性作業，以擴大學生探究空間。例如，在學習完“質膜的結構模型”，教師可以要求學生利用乒乓球、紙盒制作質膜流動模型。通過這種方法激發學生的科學探究欲望，提高了學生的科學探究能力。高中生物知識點繁雜，教師還可以根據教材內容指導學生進行廣泛的課外閱讀，收集相關資料，并進行簡易實驗制作，提高學生學習熱情，拓寬學生視野。

（七）創設實驗情境

在以往教學中，教師往往采用口頭說教的方法進行知識講解，但是這種教學方法不利于提高學生對生物的認知，部分學生無法全面了解生物知識。而通過在實驗教學中創設情境，讓學生動手操作，使學生能夠融入真實的環境中，從而激發學習熱情，促進核心素養的養成。每個個體都是由億萬計的細胞所組成的，而且不同的組織細胞結構不同，因此教師需要設計合理的實驗，引導學生進行探究。例如，在講解《細胞中的元素和化合物》時，教師可以為學生創設教學情境：大家有沒有想過我們人體由哪些細胞元素組成？最大的元素是什么？微量元素又是什么？這些元素對細胞有什么作用？通過開展研究性課題，并制訂好相應的實驗計劃，讓學生進行探究。通過為學生構建教學情境，引導學生深入探究，同時教師也可以更好地了解學生的學習情況，指導學生進行實驗，保證實驗能夠順利進行。

（八）優化評價體系

高中學生無論是身體還是心理都在發生一些微妙的變化。因此，教師需要關注學生的特點，并給予學生相應的激勵，以滿足學生的內心需求，通過鼓勵和贊賞方式樹立學生的學習自信。在教學中，教師要關注每個學生的特點，并根據學生實際情況進行客觀評價。在評價中，要注重發掘學生的優點，找出學生身上的閃光點，促進學生不斷進步。

五、結語

總而言之，在對高中生進行生物教學時，教師要結合教學目標和學生實際情況，既要加強對學生理論知識方面的講解，又要培養學生的科學探究能力，以提高學生對生物知識的認知能力，幫助學生高效學習。在實際教學中，教師要及時積極與學生進行交流，了解學生學習中存在的問題，并不斷優化自己的教學方法，滿足學生需求，提升學生核心素養。※