高中生物核心素養(yǎng)中科學探究能力培養(yǎng)與提升對策探究

孫金豪 王海鶴

摘 要：新課程標準明確指出，提升學生的學科核心素養(yǎng)是高中生物教學的宗旨。而科學探究是生物核心素養(yǎng)的主要內(nèi)容，這種能力對學生解決生物學問題、參與生物相關的社會生活實踐具有重要意義。因此，在高中生物教學中，教師要根據(jù)學生各方面的特點和需求改進教學策略，加強對學生科學探究能力的培養(yǎng)，從而提高學生的生物綜合水平。

關鍵詞：高中生物;核心素養(yǎng);科學探究;教學策略

作為高中生物教師，要立足于核心素養(yǎng)，通過有效的手段構建自由、民主、開放的課堂情境，以加強對學生科學探究能力的培養(yǎng)和鍛煉，從而更好地實現(xiàn)高中生物課程的育人價值。

一、課堂巧妙設疑，發(fā)現(xiàn)生物問題

一直以來，各學科教學只注重鍛煉學生的解題能力，但實際上，能夠發(fā)現(xiàn)并提出問題也是非常寶貴的品質，它說明學生經(jīng)歷了思考和質疑的過程，具有一定的觀察能力和邏輯思維能力，同時具有求知和探索的精神。能夠從現(xiàn)實生活中發(fā)現(xiàn)生物學問題，是形成科學探究素養(yǎng)的重要前提。但通常情況下，問題往往由教師提出，這在一定程度上剝奪了學生思考和探索的機會。為了避免這一情況發(fā)生，在高中生物課堂上，教師要巧妙設疑，也就是通過適當停頓、設疑或創(chuàng)設情境，給學生留下思考的空間，引導學生發(fā)現(xiàn)并提出生物學問題，從而提升課堂活力，培養(yǎng)學生科學探究的能力。

例如：在教學“細胞的增殖”一課時，筆者先展示一頭大象和一只老鼠的圖片，并提問道：“象與鼠在體型上有什么區(qū)別？它們相應器官和組織的細胞在體積上有什么差異？”這一設疑引起了學生的興趣，在討論過程中，學生給出不同的猜測，有的認為大象器官和組織的細胞更大，有的認為二者細胞大小不會有明顯區(qū)別。由于意見出現(xiàn)分歧，所以學生在互相辯駁中提出新的問題：“大象體型大于老鼠的根本原因是什么？生物體長大，是靠細胞數(shù)量的增多還是靠細胞體積的增大？”學生暫時無法解決這個問題，于是筆者展示顯微鏡下動物細胞的圖片，并通過設疑的形式進行設疑：“細胞為什么都這樣微?。克芊駸o限長大？”這時有學生提出猜想：“細胞不能無限長大，所以細胞的數(shù)量決定生物體器官的大小?！币灿袑W生提出新的問題：“細胞為什么不能無限長大？細胞體積大小受到什么因素的限制？”于是，筆者鼓勵學生通過實驗來解決問題。通過以上方式，可以培養(yǎng)學生獨立思考的意識和能力，為提高學生的科學探究素養(yǎng)奠定基礎。

二、加強任務驅動，獨立設計實驗

生物是一門以實驗為基礎的學科，我們需要通過實驗來驗證生物學理論，同樣也需要通過實驗的手段來解決新的生物學問題。而且，對于學生來說，深度參與實驗過程，是形成科學探究素養(yǎng)的有效途徑。但是，高中生物難度較深、范圍較廣，實驗難度系數(shù)相應較高，而很多教師急于求成，習慣將詳細的實驗過程直接分享給學生，讓學生按照既定的步驟進行實驗操作。實際上，在這樣的實驗中，學生并沒有真正思考和探究，甚至不懂實驗的真正目的，其能力并沒有得到應有的鍛煉和提升。因此，為了避免這一問題發(fā)生，在高中生物實驗教學中，教師要適當放手，加強任務驅動，引導學生獨立設計實驗，從而保證學生深度參與探究過程，提高學生的科學探究素養(yǎng)。

例如，在進行“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”這一實驗時，筆者先提出問題：“DNA和RNA在細胞中是怎樣分布的？”使學生明確實驗探究的目的，然后讓學生自己制定實驗計劃。在這一過程中，學生先根據(jù)已有知識經(jīng)驗提出假設，然后筆者分享拓展資料，提示“甲基綠使DNA呈現(xiàn)綠色，吡羅紅使RNA呈現(xiàn)紅色”。學生得到這一提示，便能找到實驗思路，順利制定實驗方法和步驟。有學生將整個實驗過程分為取材、水解、沖洗涂片、染色、觀察這五個步驟，并對每個步驟進行詳細規(guī)劃。比如針對“取材”這一步，學生對準備載玻片、從口腔內(nèi)側刮取碎屑以及烘干載玻片等過程都做了清晰描述。當然，學生學習經(jīng)驗有限，在方案設計中難免有所疏漏，所以筆者鼓勵學生互相交流、分享，目的是查缺補漏，提高學生實驗設計和科學探究的能力。

三、鼓勵小組合作，提高探究能力

高中生物實驗比較復雜，無論是實驗設計還是實驗操作，學生很難憑借個人力量完成，這體現(xiàn)了小組合作的必要性。并且，學生個人的思維和能力有限，在實驗過程中，不能從多個角度看待問題，很容易陷入一些困境，而小組合作卻能夠促進學生之間的交流互動，也能引發(fā)學生之間想法和觀點的碰撞，從而引導學生集思廣益、互幫互助，共同突破難關。

仍以“觀察DNA和RNA在細胞中的分布”這一實驗為例，在學生完成方案設計之后，筆者為學生科學分組，保證各組成員結構的合理性。然后，讓各組組長綜合考慮本組成員的實驗方案，選出其中最好的，并對其進行進一步的完善和整理，確定本組的實驗計劃。之后，學生根據(jù)實驗方案選擇器材，做好實驗前的準備，便可以展開實驗探究。在這一過程中，筆者加強巡視，根據(jù)各組的探究情況適當予以指導。比如，有的小組出現(xiàn)成員參與程度不均衡的情況，有的小組出現(xiàn)制作載玻片不成功的情況，于是筆者建議小組內(nèi)的每個成員都要取自己的口腔上皮細胞來制作一個裝片進行觀察，一方面保證每個人都能認真參與實驗過程，另一方面提高小組實驗的成功率。在各組完成實驗探究后，筆者讓各組派出代表說明實驗現(xiàn)象以及得出的結論，其他小組成員可以指正或補充。通過小組合作的方式，每名學生都能深度參與實驗的各個環(huán)節(jié)，展現(xiàn)自己的能力和發(fā)揮自己的價值，從而使自己的科學探究素養(yǎng)得到發(fā)展。

四、引入信息技術，優(yōu)化探究結果

由于時間、空間、儀器、材料等條件的限制，有些實驗并不能在課堂上展開，無法由學生親自操作。對于這一類實驗，學生只能通過文字、圖片來了解實驗過程和結果，對其中的生物學知識很難做到準確和深刻的理解，從而影響了學習效果。而信息技術的引入給教育行業(yè)帶來新的生機，解決了很多教與學中的問題。因此，在高中生物教學中，針對一些復雜的、無法完成的實驗，教師不妨利用信息技術，引入數(shù)字資源，借此加強實驗演示。一方面讓學生對實驗過程進行更清楚、直觀的觀察，另一方面讓學生在觀察的過程中掌握科學探究的方法，從而優(yōu)化學生的學習效果。

例如，“培養(yǎng)液中酵母菌數(shù)量的動態(tài)變化”這一實驗耗時較長，且實驗過程比較復雜，不能由學生親自完成，所以在教學中，筆者給學生播放相關的微課視頻。該視頻中先說明實驗目的和實驗原理，然后展示實驗材料和實驗用具，同時詳細展示準備實驗材料酵母菌菌種和馬鈴薯培養(yǎng)液的過程，說明注意事項，最后呈現(xiàn)實驗操作的過程，并配以詳細的解說。該實驗的復雜之處在于需要將實驗試管置于恒溫箱中培養(yǎng)七天，而有了微課演示，學生不必耗費太長的時間，在幾分鐘內(nèi)就可以觀察到每天試管中酵母菌數(shù)量的變化。并且，在實驗演示的過程中，學生雖然沒有親自參與，但通過觀察，學生能夠對實驗的整個過程形成更加詳盡的理解，并掌握更多實驗操作的方法和技巧，從而有效提高科學探究素養(yǎng)。

總之，在高中生物教學中，教師要加強對實驗的重視，積極改進教學方法，多給學生提供思考、探究、實踐和交流的機會，并充分利用信息技術手段來彌補傳統(tǒng)教學的不足，從而有效培養(yǎng)學生的科學探究核心素養(yǎng)，為學生日后在生物領域的學習和發(fā)展奠定基礎。

參考文獻

[1]李瑤.核心素養(yǎng)下高中生物教學策略分析[J].讀寫算，2019（36）：67.