基于生物學科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的科學探究能力

袁樹明

摘 要：學科核心素養(yǎng)是學科育人價值的集中體現(xiàn)，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念和關(guān)鍵能力。生物學科核心素養(yǎng)中的“科學探究”是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現(xiàn)象，進行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及對結(jié)果的交流與討論的能力。本文結(jié)合高中生物教學實際，努力提高課堂教學效率，培養(yǎng)學生的科學探究能力。

關(guān)鍵詞：高中生物教學;核心素養(yǎng);科學探究能力

生物學科核心素養(yǎng)是學生在生物學課程學習過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現(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)。高中生物學課程標準指出“科學探究”是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現(xiàn)象，進行觀察、提問、實驗設(shè)計、方案實施以及對形成的結(jié)果進行交流與討論的能力[1]?；诤诵乃仞B(yǎng)的生物學科的“科學探究”可極大加深對核心概念的理解、喚起學生的學習興趣。作為教學活動的主導者，教師在課堂教學中應始終貫徹核心素養(yǎng)這一基本主題，注重培養(yǎng)學生的科學探究能力。本人結(jié)合高中生物教學實際，談談如何培養(yǎng)學生的科學探究能力。

一、創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)科學探究意識

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

首先，教師要巧借“問題串”將學生的求知欲有效激發(fā)出來。在實際教學過程中，教師應當將教學目標設(shè)計成帶有內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)的、貼近學生認知水平的問題串，對學生的探究潛能進行有效挖掘，充分激發(fā)和調(diào)動學生的好奇心、求知欲，讓學生能夠產(chǎn)生積極的情感體驗和濃厚的學習興趣，基于這種情感體驗和興趣基礎(chǔ)上的學習，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，促進學生的全面發(fā)展。

例如，本人在進行《基因指導蛋白質(zhì)的合成》教學的時候，充分利用多媒體給學生播放“轉(zhuǎn)錄和翻譯過程的動畫”。通過視頻觀察讓學生直觀的對“轉(zhuǎn)錄和翻譯”的過程一目了然，在這個基礎(chǔ)上，結(jié)合教學的重難點，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？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)系又相互遞進的的問題將學生的探究學習一探到底，既檢驗了學生的自我學習的成果，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)動學生學習的積極性，有效激發(fā)學生潛在意識，主動參與課堂，自發(fā)進行學習和探究，從而使科學探究意識得到培養(yǎng)和提升。

二、改進教學方法，重視科學探究過程

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

首先，教師要指導學生對探究方法進行了解和掌握。讓學生了解和掌握科學探究的一般方法是探究性學習實施的一個重要目標。一般來說，科學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、實驗等。教師只有先讓學生掌握探究學習的方法，才能調(diào)動學生的學習積極性，讓學生的學習態(tài)度由“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙W”，從“學會”轉(zhuǎn)變?yōu)椤皶W”。

例如在《用高倍鏡觀察葉綠體和線粒體》實驗課之前，教師要讓學生先弄清楚自己要“觀察什么”、“如何觀察胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象”，再進一步探究“如何加強胞質(zhì)環(huán)流現(xiàn)象”？這一系列實驗問題的解決可使學生明確實驗目的，再進行觀察活動，并進一步完成探究過程，從而培養(yǎng)學生的觀察和實踐能力，然后在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)和開發(fā)學生的探究能力。

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

例如在《降低化學反應活化能的酶》這一課的教學中，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”三個學生實驗來探究酶的生物學特性，在此基礎(chǔ)上提出如何確定酶的最適溫度和最適PH值？在對已有實驗結(jié)果和結(jié)論的進行歸納總結(jié)基礎(chǔ)上，讓學生進一步開展實驗來探究，使他們的科學探究能力得到進一步提升。

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

三、拓展實驗教學，培養(yǎng)科學探究能力

生物學是一門實驗活動較多的基礎(chǔ)學科，在實際教學過程中，生物教師可以根據(jù)教學內(nèi)容開展一些拓展式的探究性實驗，給學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)將學生的求知欲充分激發(fā)出來，促進學生的主動探究，從而逐漸提升學生的探究能力和知識水平。更重要的是，生物實驗教學具有較強的實踐性，學生在實驗的過程中不僅要動腦還要動手，在此過程中可以加強對一些理論知識的認識。

在進行《探究植物細胞吸水和失水》實驗教學的時候，筆者先帶領(lǐng)學生做一個演示實驗，在達到教學目標以后，教師可以根據(jù)教學內(nèi)容和學生的實際情況引導學生向探究的方向逐步邁進：①實驗操作方法是否可以進一步簡化，以實現(xiàn)實驗效率的提高？②除了蔗糖溶液，是否可以使用其他的試劑？③實驗是否只能用洋蔥鱗片葉的外表皮細胞，換做其他的植物細胞可以嗎？讓學生帶著這些問題進行驗證和探索，在此基礎(chǔ)上深化學生對相關(guān)知識的理解，提高學生的實踐能力。

學生經(jīng)過探討、實踐和思考之后，得出如下的結(jié)論：①蔗糖溶液有較強的黏性，容易對顯微鏡造成污染。該實驗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)壁分離的復原。②除了使用洋蔥外表皮細胞作為實驗對象，還可以使用其他顏色鮮艷的植物細胞。使用洋蔥外表皮細胞的原因是它的液泡是紫色的，細胞壁和原生質(zhì)層的分離現(xiàn)象非常明顯、清晰，便于觀察。這種基于課本的實驗，適度拓展實驗，提出新的實驗問題，讓學生進行新的實驗探究過程，可以使學生的科學探究能力得到提升。

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

參考文獻

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

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