初高中一體化設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力

劉曉靜 王慶紅 吳慶紅

培養(yǎng)和提高學(xué)生的科學(xué)探究能力是高中生物教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，也是生物課程的核心目標(biāo)之一。那么，如何在教學(xué)中有效地提高學(xué)生的科學(xué)探究能力呢？

1.設(shè)計(jì)基于科學(xué)探究能力進(jìn)階培養(yǎng)的初高中一體化校本課程

精選實(shí)驗(yàn)課程，從實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)方式、實(shí)驗(yàn)范圍、課題研究方面拓展，按照“分子水平→細(xì)胞水平→個(gè)體代謝→生態(tài)研究→生物技術(shù)與社會(huì)實(shí)踐”從微觀到宏觀的層次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)段水平分類，構(gòu)建科學(xué)探究能力進(jìn)階培養(yǎng)的校本課程拓展實(shí)驗(yàn)體系。

同時(shí)，將實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所蘊(yùn)含的科學(xué)探究能力素養(yǎng)水平進(jìn)行定位分析，設(shè)計(jì)初一、初二、高一、高二四個(gè)學(xué)年共六個(gè)水平階段，分別安排相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，各階段知識(shí)要求及科學(xué)探究能力要求呈遞進(jìn)關(guān)系，逐步提高學(xué)生的科學(xué)探究能力（如下圖）。

2.科學(xué)探究能力進(jìn)階培養(yǎng)的教學(xué)策略

根據(jù)學(xué)生年齡特點(diǎn)和認(rèn)知水平，初高中一體化設(shè)計(jì)教學(xué)策略，循序漸進(jìn)地提升學(xué)生的科學(xué)探究能力，實(shí)現(xiàn)各階段不同的教學(xué)目標(biāo)。

初一年級(jí)主要采用總結(jié)歸納式教學(xué)策略。例如，“觀察多種植物細(xì)胞”一課，教學(xué)流程：學(xué)生用顯微鏡觀察多種植物材料→完成實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行分析歸類→各組交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)行分析歸納→概括得出結(jié)論。在此過程中，培養(yǎng)學(xué)生在觀察、提問以及交流等方面的科學(xué)探究能力。

初二年級(jí)主要采用啟發(fā)式教學(xué)策略。例如，“光合作用探究小實(shí)驗(yàn)”一課，教學(xué)流程：準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)裝置（不同光照強(qiáng)度下收集的氣泡量）→誘發(fā)→釋疑→轉(zhuǎn)化→應(yīng)用，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，提高實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力，以及問題解決能力。

高一年級(jí)和高二年級(jí)上學(xué)期，基于問題情景，主要采用發(fā)現(xiàn)式教學(xué)策略、支架式教學(xué)策略、探究式教學(xué)策略、拋錨式教學(xué)策略。例如，“嘗試提取多種植物色素并用不同方法進(jìn)行分離”一課采用支架式教學(xué)策略，教學(xué)流程：搭腳手架（出示“色素山水畫”，提示色素提取與分離的方法）→進(jìn)入情境（學(xué)生選擇材料用具）→獨(dú)立探索（學(xué)生操作，教師適時(shí)提示）→協(xié)作學(xué)習(xí)（進(jìn)行小組協(xié)商、討論）→效果評(píng)價(jià)與交流。在此過程中，學(xué)生能熟練使用相關(guān)儀器，通過觀察，科學(xué)準(zhǔn)確描述生物特征、結(jié)構(gòu)、功能、過程;能設(shè)計(jì)并制作物理模型;能設(shè)計(jì)并分析實(shí)驗(yàn)方案中的某些環(huán)節(jié)。在“探究溫度對(duì)果膠酶催化作用的影響”一課中采用探究式教學(xué)策略，教學(xué)流程：提出問題（果汁生產(chǎn)企業(yè)可能遇到哪些產(chǎn)品品質(zhì)問題？如出汁率、澄清度等）→猜想與假設(shè)（果汁的澄清度與果膠酶的關(guān)系）→收集設(shè)計(jì)方案→實(shí)施探究并形成解釋（實(shí)驗(yàn)操作）→表達(dá)、交流與評(píng)價(jià)→產(chǎn)生新問題。在此過程中，學(xué)生能夠?qū)?shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)規(guī)范的解釋;能夠通過對(duì)比、分類實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，分析推測(cè)產(chǎn)生的過程及機(jī)理。

高二年級(jí)下學(xué)期主要采用STEM項(xiàng)目式教學(xué)策略。例如，“番茄不同外植體快速繁殖的比較及微型試管苗‘項(xiàng)鏈的制作”一課的教學(xué)流程：發(fā)現(xiàn)問題（外植體成苗率低）→設(shè)計(jì)解決方法（取不同部位外植體進(jìn)行組織培養(yǎng)）→利用科學(xué)、技術(shù)、數(shù)學(xué)知識(shí)實(shí)施解決方法（選成活率高、快速繁殖的外植體制作成微型試管苗“項(xiàng)鏈”）→將解決方法分享并應(yīng)用推廣。學(xué)生能夠利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段解決一些特定的生物學(xué)問題，展現(xiàn)出科學(xué)精神和創(chuàng)新能力。

在本課程實(shí)施過程中，學(xué)生表現(xiàn)出研究生物學(xué)的濃厚興趣和積極性，學(xué)生的能力表現(xiàn)逐級(jí)提高。從學(xué)習(xí)效果來看，學(xué)生能夠按照年級(jí)的升高，依次表現(xiàn)出下列能力的逐步提升：觀察→描述→發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象并提出問題→設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案→分析、解釋問題并闡明因果關(guān)系→對(duì)比、分類現(xiàn)象與結(jié)果并由此分析推測(cè)過程及機(jī)理→對(duì)問題提出新的研究方案、新的可行的處理思路→理解現(xiàn)代生物技術(shù)并能解決一些特定的生物學(xué)問題→交流、思辨、反思與修改，科學(xué)探究能力的具體目標(biāo)要求都能夠在學(xué)生的能力表現(xiàn)上找到落點(diǎn)。

以問題為中心，學(xué)生通過小組合作的形式分析解決問題的教學(xué)策略，能夠培養(yǎng)問題意識(shí)、訓(xùn)練邏輯思維，提升信息提取和交流合作的能力;在問題解決的過程中培養(yǎng)證據(jù)意識(shí)、辯證思維及創(chuàng)造性思維能力，從而促進(jìn)思維認(rèn)知能力群的發(fā)展，提升科學(xué)思維水平，發(fā)展核心素養(yǎng)。

本文系北京市教育科學(xué)規(guī)劃校本研究專項(xiàng)課題“小初高一體化學(xué)科關(guān)鍵能力培養(yǎng)的教學(xué)策略實(shí)踐研究”（批號(hào)：CDBA19087）課題成果

編輯 _ 于萍