學(xué)生科學(xué)精神培育的探索
——以“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”一課教學(xué)為例

■戴小祥

學(xué)生科學(xué)精神培育的探索
——以“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”一課教學(xué)為例

■戴小祥

生物學(xué)是自然科學(xué)的分支學(xué)科之一，需培育學(xué)生的科學(xué)精神，學(xué)生除對生物學(xué)知識與技能要掌握外，還要學(xué)會科學(xué)的思維與方法，通過對模型建構(gòu)、科學(xué)發(fā)現(xiàn)史等內(nèi)容的學(xué)習(xí)，了解科學(xué)家發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的過程。此外，學(xué)生還要積極主動地體驗科學(xué)探究的過程，在探究過程中掌握其基本技能，體會其艱辛歷程，從而涵養(yǎng)自身的科學(xué)情懷。那么如何讓科學(xué)精神的培育真正走進生物課堂，筆者以“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”一課的教學(xué)為例，談幾點心得。

一、選擇合適的情境，激發(fā)學(xué)生探究熱度

“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”這一課題，導(dǎo)入時以中國氣象頻道《你杯中的一滴水的故事》展開，這滴水或許在阿拉斯加山上的冰晶里閃爍，或許被干渴的沙土喝掉，或許隨著大氣漂動化作雨滴墜入山中，隨著小溪進入小河又奔向大海，又或許會變成巨鯨噴出的水柱……極具科學(xué)性又富有詩意的旁白，將學(xué)生帶入到“生物圈的水循環(huán)”中，難易適中，學(xué)生有一定的科學(xué)知識儲備，問題“綠色植物有沒有參與生物圈的水循環(huán)”由此導(dǎo)出，學(xué)生可能提出許多種探究方法，但真正實踐時，會出現(xiàn)許多在理想狀態(tài)下沒有遇見過的問題，而且可能涉及多門學(xué)科的綜合，此時學(xué)生的思維才會真正被調(diào)動起來?！肮鸹渲l、錐形瓶、帶孔橡皮塞、清水、食用油、塑料袋、捆扎繩、記號筆”等材料在實驗臺桌面上的一一呈現(xiàn)，給了學(xué)生們探究的舞臺，這才是我們要選擇的。

因此，問題情境的選擇要合適，能讓學(xué)生提出問題并做出假設(shè)，激發(fā)起學(xué)生探究的熱度，讓學(xué)生通過自身的努力解決問題，培育學(xué)生的創(chuàng)新精神與實踐能力。

二、做出合理的假設(shè)，拓寬學(xué)生理性思維

“綠色植物參與生物圈的水循環(huán)”這一假設(shè)的提出，是此次科學(xué)探究活動的核心步驟，也是科學(xué)預(yù)見能力的集中表現(xiàn)?？茖W(xué)預(yù)見能力是個人多元智力中極為重要的能力之一，在平日學(xué)習(xí)與生活中，要探究事物的信息量還不是很充分時，往往要靠推測來探索深入研究的途徑或解決問題的策略?！叭芍Υ旨毾嘟墓鸹渲l，一枝將葉片去掉，一枝保留葉片，分別插入到兩個相同的錐形瓶中，盡量接近瓶底”，學(xué)生對單一變量的把控理性務(wù)實，對對照實驗的設(shè)計思路清晰。

面對問題“散失水分到底是葉片的上表皮還是下表皮的作用呢”，凡士林（一種在石油中提煉出來的副產(chǎn)品，有著很強的隔絕水分的作用，不讓水分蒸發(fā)）的介入，使探究有了進一步的可能?！捌鹱饔玫氖巧媳砥ぁ薄捌鹱饔玫氖窍卤砥ぁ?，面對層層深入的新情境，學(xué)生們大膽做出多種假設(shè)，合理預(yù)期結(jié)果。在實驗設(shè)計時碰撞出了新的火花，有學(xué)生提出可以四組實驗同時進行：A組植物枝條不作處理，B組用凡士林涂抹葉片上表皮，C組用凡士林涂抹葉片下表皮，D組用凡士林涂抹葉片上下表皮。如此這般，不直接提供實驗的結(jié)論，而是給學(xué)生充分思考的機會，讓學(xué)生們大膽地做出假設(shè)，依據(jù)各自的實驗原理，提出合理化的預(yù)期，然后親自動手操作，檢驗自己的假設(shè)，得出具有現(xiàn)實意義的實驗結(jié)果與結(jié)論。

三、構(gòu)建學(xué)習(xí)型小組，主動開展科學(xué)合作

在開展“觀察植物葉片表皮”活動時，每個學(xué)習(xí)小組有4名成員，組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)、責(zé)任明確、任務(wù)驅(qū)動。每個學(xué)習(xí)小組的目標是明確的，制作蠶豆葉、青菜葉、菠菜葉的表皮臨時裝片，并進行顯微觀察，每位組員都有任務(wù)，有選用蠶豆葉，也有選用青菜葉或菠菜葉，有觀察下表皮，也有觀察上表皮，全員參與。四人組合，既避免了人太少、思想過于單一而實驗不好完成，又防止人太多，想法太多，組內(nèi)難以統(tǒng)一而又有人閑著沒事干。

因此，在小組探究活動中，絕不可忽視學(xué)生的分工合作。組間綜合實力相差無幾，為小組間開展公平而有序的競爭提供可能。各個小組內(nèi)都有各個不同水準的成員，這樣，水準低的能跟著水準高的同學(xué)學(xué)習(xí)，能力強的又可以帶動能力較弱的，組內(nèi)就可碰撞出思維的火花，同學(xué)之間通過相互幫助而提高認知水平、發(fā)現(xiàn)思維盲區(qū)，同時還可獲得心理滿足感、積淀濃濃同學(xué)情。

四、開展互動式交流，實現(xiàn)平等思維對話

在教育教學(xué)中，我們強調(diào)互動，主要指師生之間的思維對話，此類對話中教師的思維起著主導(dǎo)作用，未必是完全平等的，現(xiàn)實中學(xué)生與學(xué)生之間平等的思維交流，常常被教育者忽視。事實上，因為學(xué)生的思維是平等的，也就更容易碰撞出絢爛的火花。

開展“觀察植物葉片表皮”活動時，依據(jù)書本制取蠶豆葉下表皮的臨時裝片，通過低倍鏡觀察，有學(xué)生快速地尋找到了“氣孔”，實證了蠶豆葉下表皮進行蒸騰作用的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)；也有學(xué)生通過青菜葉與菠菜葉的下表皮臨時裝片，得出類似的結(jié)論：葉片下表皮有氣孔，可由此散失水分。似乎蒸騰作用與葉片上表皮關(guān)系不大。但也有組員在科學(xué)合作的過程中觀察的是葉片的上表皮，在實踐的基礎(chǔ)上他們提出了不同的見解，蠶豆葉、青菜葉、菠菜葉的上表皮上也有氣孔，只是單位面積上氣孔的數(shù)量不如下表皮多。如此這般，讓學(xué)生互動交流，開展平等的思維對話，從而體驗科學(xué)探究的一般過程，這一過程原本就不是一帆風(fēng)順的，可能要經(jīng)歷許多次“假說——實證——假說——再實證”的反復(fù)過程，才能得出正確的結(jié)論，這樣，嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度和百折不撓的探索精神得以提煉。

在課堂教學(xué)中，我們要允許學(xué)生提出他們的見解與想法，允許學(xué)生們犯錯誤，有錯誤的觀點提出，才有修正與改進的機會，這個過程完全可以讓學(xué)生自己來完成，在科學(xué)與真理面前形成人人平等的意識。

五、適時評價與小結(jié)，把握學(xué)習(xí)終極目標

開展“觀察植物葉片表皮”活動時，當(dāng)小組代表匯報時，可以把學(xué)生的探究成果用實物投影儀呈現(xiàn)，也可用手機抓拍顯微圖像，讓其他小組的同學(xué)補充、完善。教師對于學(xué)生的匯報情況要給予積極正面的評價，至少在學(xué)習(xí)態(tài)度、習(xí)慣等方面是有鼓勵和支持作用的。最后，全班各個小組討論完畢，教師對植物氣孔可以給一總結(jié)：在植物葉片表皮上，氣孔是普遍存在的。通過課外研究性學(xué)習(xí)小組的成果展示，還會發(fā)現(xiàn)：一般陸生植物，單位面積上，下表皮的氣孔數(shù)量會多于上表皮。

而對睡蓮這一水生植物的跟進研究，學(xué)生們也認識到：睡蓮下表皮沒有氣孔，而上表皮有氣孔。因此，在科學(xué)探究過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)與預(yù)期不相符的狀況，或者可能還會有一些新生成的問題。這時，教師應(yīng)當(dāng)指導(dǎo)學(xué)生分析：為什么會出現(xiàn)不同于預(yù)期的現(xiàn)象？影響其發(fā)生的內(nèi)外因素又各是什么？通過交流與討論，學(xué)生的收獲遠遠不止這一節(jié)課，能力也會得到較大程度的提高，價值標準也會潛移默化地發(fā)生很大的改變。

總之，在核心素養(yǎng)下培育學(xué)生的科學(xué)精神，我們要的是讓學(xué)生真真切切地崇尚真知、理性思維、平等合作、勇于探究。

（作者為江蘇省蘇州市吳江區(qū)北厙中學(xué)教師）