初中生物學(xué)提升科學(xué)探究素養(yǎng)的教學(xué)策略初探

張文超 李 倩

(北京市育英中學(xué) 北京 100036)

生物學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)，大多屬于經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，操作流程規(guī)范、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，并且經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)和論證，是科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的完美思維體現(xiàn)。這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的使用，如果僅僅是按要求讓學(xué)生去觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，就降低了其培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的價(jià)值。因此，在課堂教學(xué)中，教師可創(chuàng)造性使用教材中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，積極提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生親自嘗試實(shí)踐過(guò)程，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

1 重設(shè)探究情境，體驗(yàn)探索過(guò)程

在“認(rèn)識(shí)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)”一節(jié)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了顯微鏡的使用。如果直接按教材上的步驟讓學(xué)生觀察植物細(xì)胞，就成了訓(xùn)練顯微鏡使用，而缺乏學(xué)生進(jìn)一步觀察、思考的引導(dǎo)和思維訓(xùn)練。怎樣把實(shí)驗(yàn)改成探究活動(dòng)呢？首先可設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生探究欲望的學(xué)習(xí)情境： 請(qǐng)想辦法去認(rèn)識(shí)植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)。以此開(kāi)啟探究模式，調(diào)動(dòng)探究積極性。探究中學(xué)生會(huì)遇到很多問(wèn)題： 如結(jié)構(gòu)看不清楚。引導(dǎo)學(xué)生分析看不清的原因，根據(jù)原因?qū)ふ医鉀Q辦法。教師在解決問(wèn)題的過(guò)程中進(jìn)行科學(xué)方法的滲透。引導(dǎo)的過(guò)程中要根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況搭建臺(tái)階，讓學(xué)生自己學(xué)會(huì)解決問(wèn)題的方法： 染色法、質(zhì)壁分離法、選擇恰當(dāng)放大倍數(shù)法、觀察法、歸納法等。讓學(xué)生在這個(gè)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，思考、解決問(wèn)題，給學(xué)生搭建臺(tái)階，讓學(xué)生用“科學(xué)方法”逐步解決問(wèn)題，體驗(yàn)探究過(guò)程，提升探究能力。學(xué)生觀察出一種植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，會(huì)產(chǎn)生另一個(gè)想法： 其他植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)也這樣嗎？學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，教師提供充足的實(shí)驗(yàn)材料。學(xué)生處理實(shí)驗(yàn)材料制成臨時(shí)裝片，并用顯微鏡去觀察，自主進(jìn)行實(shí)踐驗(yàn)證或推理論證，達(dá)成對(duì)植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生每一步都在探索并思考新的問(wèn)題及解決策略，不但掌握了生物學(xué)知識(shí)，也體驗(yàn)了科學(xué)探究的過(guò)程和樂(lè)趣。

2 開(kāi)放探究過(guò)程，培養(yǎng)探究思維

在“觀察鳥(niǎo)卵的結(jié)構(gòu)”一節(jié)中，只要求學(xué)生進(jìn)行探究，并不規(guī)定探究順序，讓學(xué)生自己決定，形成探究過(guò)程。有學(xué)生根據(jù)鳥(niǎo)卵結(jié)構(gòu)圖確定出從鈍端向尖端觀察的順序；有學(xué)生根據(jù)日常生活經(jīng)驗(yàn)直接推測(cè)觀察順序。教師可不評(píng)價(jià)方案好壞而是讓學(xué)生把他們的不同方案進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)演示，讓全班進(jìn)行比較分析，最后選到最優(yōu)方案。結(jié)果一目了然： 這樣的設(shè)計(jì)不束縛學(xué)生思路，而是讓學(xué)生真正在培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、學(xué)會(huì)思考和總結(jié)。學(xué)生通過(guò)試錯(cuò)，得到了正確答案、最優(yōu)方案。演示的過(guò)程中，還可以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能。

在“非生物因素對(duì)某種動(dòng)物的影響”一節(jié)中，不限制學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，然后再對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理，如果操作流程有誤，可以把該小組實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)作好的分析素材，讓學(xué)生對(duì)這組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并查找原因。讓學(xué)生更清楚地認(rèn)識(shí)科學(xué)探究應(yīng)注意的問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果理想的小組也需要分析其操作中是否有失誤，是否如實(shí)記錄等。

科學(xué)家在科學(xué)探究的過(guò)程中，也經(jīng)歷過(guò)無(wú)數(shù)次的失敗，逐漸積累，最后獲得成功。試錯(cuò)也是學(xué)習(xí)，故而從錯(cuò)誤中認(rèn)識(shí)科學(xué)探究也是非常重要的一環(huán)。將學(xué)生科學(xué)探究過(guò)程中的錯(cuò)誤及時(shí)提取出來(lái)，分析問(wèn)題及成因，能讓學(xué)生不害怕失敗，鍛煉不輕言放棄的品質(zhì)，提高學(xué)生探究素養(yǎng)。

3 優(yōu)化探究步驟，提高探究素養(yǎng)

在“綠葉在光下制造有機(jī)物”的實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生并不理解實(shí)驗(yàn)步驟設(shè)置的意義。簡(jiǎn)單靠教師講解，學(xué)生也不能領(lǐng)悟其中的原理，于是筆者設(shè)計(jì)減少實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生做多組實(shí)驗(yàn)，再對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)每一步的作用。例如，減少酒精脫色步驟，結(jié)果看不出光照與黑暗處理部位產(chǎn)生淀粉的情況，反過(guò)來(lái)讓學(xué)生分析原因，學(xué)生就很快發(fā)現(xiàn)酒精脫色的道理。再次請(qǐng)學(xué)生大膽推測(cè)用清水脫色可行嗎？學(xué)生通過(guò)再次對(duì)比實(shí)驗(yàn)明確酒精脫色的道理。酒精脫色的原理不是教師直接告訴學(xué)生，而是讓學(xué)生去摸索，通過(guò)小實(shí)驗(yàn)論證、分析出酒精脫色原理，使邏輯更為嚴(yán)密。讓學(xué)生探究意識(shí)更強(qiáng)，同時(shí)提升探究能力。

4 適當(dāng)補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)，完善論證鏈條

在核心概念構(gòu)建過(guò)程中，由于教材篇幅有限，并不是把概念建構(gòu)的全部過(guò)程都完整展現(xiàn)。教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)由于數(shù)量有限，導(dǎo)致生物理論部分論證不夠完整，不連續(xù)?？梢岳眠@些問(wèn)題，適時(shí)補(bǔ)充一些探究實(shí)驗(yàn)，更利于核心概念建構(gòu)。

例如，在“呼吸作用”的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中： 并沒(méi)有驗(yàn)證植物的呼吸作用消耗有機(jī)物，植物的呼吸作用產(chǎn)生水。

可以讓學(xué)生想辦法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，創(chuàng)造探究情境，學(xué)生在探究解決問(wèn)題的過(guò)程，展示探究思維，并用于解決問(wèn)題。例如，為了驗(yàn)證植物的呼吸作用消耗有機(jī)物，學(xué)生設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)： ①萌發(fā)前種子烘干稱干重；②等量種子萌發(fā)后烘干稱干重。隨后，進(jìn)行數(shù)值比較得出植物的呼吸作用產(chǎn)生水；需要用到18O標(biāo)記，學(xué)生通過(guò)查找文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，補(bǔ)充認(rèn)知使核心概念構(gòu)建更順暢，提升科學(xué)探究能力和素養(yǎng)。