生物教学中科学探究素养的培养

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摘要：文章首先阐述了科学探究素养的概念，然后提出了生物教学中学生科学探究素养的培养策略，包括立足生活实际，增强探究氛围；基于经典实验，创设探究情境；综合评价，提升学生探究积极性；户外教学，体验探究过程。

关键词：生物教学；学生；科学探究素养

一、科学探究素养的概念

科学探究作为生物学核心素养有不同的定义。杨铭等提出：作为生物学核心素养，科学探究是指学生能针对有价值的问题、疑问、难题或想法进行研究，基于好奇与困惑理解生命世界和构建知识的意愿和能力[1]。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中的表述是：科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施及对结果的交流和讨论的能力[2]。两者均认为科学探究为一种能力，前者更突出学生的主观意愿层面，缺乏对科学探究过程的阐释；后者强调探究的基本方法和思路，但没有对科学探究的品质进行说明。《普通高中化学课程标准（2017年版》的表述是：科学探究是进行科学解释和发现、创造和应用的科学实践活动；能发现和提出有价值的问题；能从问题和假设出发，依据探究目的，设计探究方案，运用化学实验、调查等方法进行实验探究；勤于实践，善于合作，敢于质疑，勇于创新[3]。这个定义认为科学探究是各种品质和探究过程、方法的有机统一，较好地阐释了科学探究的特征。值得一提的是，虽然化学课程标准是从化学的视角界定科学探究，但其所提出的科学探究的特征在生物学也同样存在。因此，通过生物课程的学习，学生应逐步并最终掌握科学探究的思路和方法，形成互帮互助的合作精神，形成创新意识，能够从实践层面进行探讨或尝试解决现实生活中的问题。因此教师在生物教学过程中需要灵活运用多种教学策略、技能，让学生成为具有科学探究素养的人。

二、生物教学中学生科学探究素养的培养策略

（一）立足生活实际，增强探究氛围

生物学科是研究生命和生命规律的科学，其探究离不开生活，而且要求学生需具备良好的思维能力，在遇到问题时，能够进行思维发散，从而解决问题。为此，在教学过程中，教师需要将教学内容联系生产生活实际进行教学，增强探究氛围，在探究过程中，让学生进行思维交流、碰撞，使其探究能力得到提升。例如，在教学“人类活动对生物圈的影响”这一课时，教师要认识到这节课的内容紧贴生活实际，如果脱离实际生活让学生学习书本上的知识，则难以达到预期的效果，无法实现素质教育的目的。这就需要教师适时地联系生活实际对学生进行引导。课前先给学生提供学习纲要，让学生自行学习，自主查找关于人类活动对生物圈影响的资料，做好课前的了解工作。上课的时候，学生进行小组交流，根据自己所查找的资料进行谈论，最后请每个组派一名代表上台进行阐述，这种学生个人学习与小组间的活动相结合的探究形式，激发了学生的探索兴趣，让他们主动参与其中，增强了探究氛围，更为重要的是无形之中加强了学生对生物圈环境的关注，有效提升了学生的环保意识，实现了思维能力的培养，并逐渐养成良好的探究习惯。

（二）基于经典实验，创设探究情境

教材中的经典实验是教师对学生进行科学探究素养培养的良好素材。但在传统的生物学教学中，由于受到考核压力、课时不足等因素影响，大多数中学生物教师对经典实验只注重其中关于生物学知识点的讲解，使学生对经典实验的认知过于单一，无法深入把握其要点，长期处于被动接受知识的状态，进而导致其探究能力的缺失。如果教师只是单纯、严格地按照实验方案进行实验，将会降低经典实验培养学生科学探究素养的价值，教师应通过进行重复但不完全一致的经典实验，创设具体的探究学习情境，开放探究过程，让学生体会探究的乐趣。例如，在进行“用高倍镜观察叶绿体和线粒体”实验教学时，传统教学中教师直接将实验材料和实验方法提供给学生，学生如果按照实验方法进行操作，实验就变成了学生练习高倍显微镜的使用。针对此，教师需要将验证性实验改为探究性实验，具体而言，教师应将实验室已有的实验材料用具列一个清单，并且设置一些干扰选项，如将樟树树叶和新鲜菠菜叶作为观察叶绿体的选项。然后设置一个探究性的问题：“请同学们想办法观察叶绿体的结构”。以此开启科学探究模式，提高学生的探究积极性。在此过程中学生会出现各种各样的问题，如有学生选取菠菜叶的上表皮，则无法观察清楚叶绿体结构。这时候教师需要根据学生的实际情况引导学生分析其原因，并根据原因引导学生找到解决的办法。教师只需要给学生搭建一个用“科学方法”解决问题的平台，使学生体会到探究的乐趣，学生便能够在自主探究的过程中主动掌握生物学知识。

（三）综合评价，提升学生探究积极性

实验教学评价是学生进行实验的动力，评价的好坏直接影响着学生的实验热情和动力。教师应对学生在探究实验过程中的表现进行多方位的综合评价。例如，实验方案的科学性、可行性、创新性，实验技能的掌握程度，小组内的参与度，是否完成实验，能否将剩余实验材料进行正确的处理等。教师要找出每个小组的闪光点，并对其不足进行鼓励改正，使每个学生都能从实验中收获知识、锻炼能力，提高学生参与实验的积极性，进而提升其参与科学探究的主观能动性。

（四）户外教学，体验探究过程

教师在进行户外教学过程中，可以小组的形式让学生自主设计完成整个探究过程，还原科学探究的基本步骤，激发学生的探索兴趣，促进其合作精神的培养。在进行探究过程中要适当引入学科知识，加深其对生物学知识的认知并有意识地引导学生对他们司空见惯的环境中的现象提出自己的疑问，然后运用所学知识探究、解释遇到的问题。教师在户外教学时，不只要关注生物学科本身的知识，还应力求融会贯通各科知识，提供给学生展示自己的机会，争取在户外教学体验探究的过程中让理论和实践充分结合，使学生感受到生物学科的魅力，进而产生兴趣，发展探究能力。例如，教师在进行“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”户外教学时，学生参与了整个实验过程，包括提出问题、制定计划、实施计划、得出结论、交流讨论。通过这一过程，学生完成了科学探究的基本过程。除了完成实验中的探究问题之外，学生也会提出许多其他的问题。如询问教师“某种植物的名称、作用”“为什么某种植物在某地生长茂盛，而在其他地方却非常少”等。根据学生的问题，教师可以进行良好的指引，对于植物名称，可以让学生将这种植物的花叶采摘回去，自己查阅资料进行探究判断；对于第二个问题让学生谈论交流，有人认为与土壤有关，有人认为与植物间的相互竞争有关等。对学生提出的问题，教师要让其自主进行探究实验，以培养学生的探究能力与意识。

三、结语

科学探究素养对学生掌握科学概念、参与科学实践、理解科学本质、成为独立的思考者和学习者都有重要作用。教师在教学过程中要立足教材，运用多种教学策略，培养学生的科学探究素养。

参考文献：

[1]杨铭,刘恩山.生物学核心素养视角下的科学探究[J].生物学通报,2017,52(9):11-14.

[2]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准(2017版)[S].北京:人民教育出版社,2017.

[3]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017版)[S].北京:人民教育出版社,2017.

作者：古军 单位：富顺第一中学校