重演植物生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和批判性思維

曾燕

摘? 要：以“植物向光性原因”為問(wèn)題情境，通過(guò)問(wèn)題串和任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生重演植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，并對(duì)生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行觀察、提高、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、結(jié)果預(yù)測(cè)與交流，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力和批判性思維。

關(guān)鍵詞：重演;任務(wù);植物向光性;科學(xué)探究;批判性思維

科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問(wèn)題，針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及對(duì)結(jié)果的交流與討論的能力。學(xué)生應(yīng)在探究過(guò)程中，逐步增強(qiáng)對(duì)自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲，掌握科學(xué)探究的基本思路和方法，提高實(shí)踐能力;在探究中，樂(lè)于并善于團(tuán)隊(duì)合作，勇于創(chuàng)新。

評(píng)判性思維是“為決定相信什么或做什么而進(jìn)行的合理的、反省的思維”，在真實(shí)的生物學(xué)情景中發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)“矛盾”產(chǎn)生思維沖突，尋找證據(jù)，做出判斷，是培養(yǎng)批判性思維的有效方法。

近年來(lái)，以實(shí)驗(yàn)形式考查科學(xué)探究能力不論在選擇題、還是大題都占有一定的比例，科學(xué)史的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的考查更是近年高考題的特色。在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，很多老師都忽視了科學(xué)史的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的育人價(jià)值，例如：在生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，教師普遍做法是著重分析生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)史中幾位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在此基礎(chǔ)上解釋植物向光性的原理，卻忽視了這幾個(gè)實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的實(shí)驗(yàn)原理、方法技術(shù)及科學(xué)家的思想和精神，學(xué)生僅靠課本簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)論并不能拿高分，更不能發(fā)展其科學(xué)探究能力和批判性思維。因此，筆者認(rèn)為，若要使學(xué)生牢記基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，提升其科學(xué)探究能力，應(yīng)讓學(xué)生重演科學(xué)家的探索思路、理解科學(xué)的本質(zhì)和方法，在重演過(guò)程提出自己的見(jiàn)解，同時(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)家為科學(xué)的獻(xiàn)身精神，這對(duì)發(fā)展科學(xué)探究能力和批判性思維都有著重要的作用。

一、以植物向光性為情景，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)觀察現(xiàn)象、提出問(wèn)題

《中國(guó)高考評(píng)價(jià)體系》和新課程標(biāo)準(zhǔn)作為新高考的命題依據(jù)，而情景則是中國(guó)評(píng)價(jià)體系的載體，它要求考生能用書(shū)本知識(shí)、概念原理等解決情景中的問(wèn)題?；谝陨蟽?nèi)容，筆者認(rèn)為植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程可以以植物的向光性作為情景，一景貫穿全文，最后用科學(xué)家的思想與方法解釋向光性的原因，為了使文章更生動(dòng)、更符合近年高考趨勢(shì)，本人以一首小詩(shī)作為情景，創(chuàng)設(shè)情景：應(yīng)憐屐齒印蒼苔 ，小扣柴扉久不開(kāi)，滿園春色關(guān)不住，一支紅杏出墻來(lái)并展示盆栽植物生長(zhǎng)現(xiàn)象，設(shè)問(wèn)：都體現(xiàn)了植物的什么現(xiàn)象？植物向光生長(zhǎng)（出墻來(lái)）的原因是什么？通過(guò)以上問(wèn)題導(dǎo)入本節(jié)的主題，科學(xué)家尋找植物向光性原因的探索歷程。

二、領(lǐng)悟達(dá)爾文父子科學(xué)探究思維

筆者認(rèn)為，提出問(wèn)題是科學(xué)探究的前提，所提出的問(wèn)題對(duì)學(xué)生而言具有強(qiáng)烈的興趣導(dǎo)向。生物學(xué)家達(dá)爾文父子探索植物向光性的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)蘊(yùn)含的實(shí)驗(yàn)原理、基本方法和技術(shù)，包含對(duì)照原則、自變量、因變量等都是需要學(xué)生掌握的，因此，筆者在授課過(guò)程中，教師創(chuàng)設(shè)以下問(wèn)題串：①對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組分別是？②哪些實(shí)驗(yàn)組形成對(duì)照？分析自變量，因變量、結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)論？③為什么尖端會(huì)影響尖端的下面一段生長(zhǎng)彎曲，能做出哪些推測(cè)？通過(guò)層層遞進(jìn)的問(wèn)題，讓學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)變量和結(jié)論的基礎(chǔ)上，領(lǐng)悟達(dá)爾文父子的科學(xué)探究思維。同時(shí)使教學(xué)順勢(shì)過(guò)渡到其他科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)。

三、結(jié)合假說(shuō)—演繹法設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，重演科學(xué)家思維，發(fā)展科學(xué)探究能力

作出假說(shuō)是解決問(wèn)題的第一步，針對(duì)生物學(xué)家達(dá)爾文父子經(jīng)典實(shí)驗(yàn)提出了兩個(gè)推測(cè)，筆者在授課中要求學(xué)生根據(jù)這兩個(gè)推測(cè)：①假說(shuō)1：胚芽鞘尖端能產(chǎn)生某種影響傳遞給下部，②假說(shuō)2：彎曲生長(zhǎng)的原因是尖端下部的化學(xué)物質(zhì)分布不均勻引起的。針對(duì)假說(shuō)1：胚芽鞘尖端能產(chǎn)生某種影響傳遞給下部，教師設(shè)問(wèn)：你能做出怎樣的假說(shuō)？針對(duì)學(xué)生假說(shuō)，引導(dǎo)分析變量，教師進(jìn)一步設(shè)問(wèn)：如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證假說(shuō)？請(qǐng)根據(jù)教師所提供的實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，畫(huà)出示意圖，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。提供的材料有：①長(zhǎng)勢(shì)相同的胚芽鞘若干、②單側(cè)光源、③刀片、④云母片（物質(zhì)不可通過(guò)）、⑤透水的瓊脂片（物質(zhì)可通過(guò)）。小組為單位，通過(guò)討論、交流設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和預(yù)測(cè)結(jié)果，學(xué)生代表分享展示。教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的方案，從實(shí)驗(yàn)變量和遵循原則上引導(dǎo)分析、評(píng)價(jià)，并給以肯定。

針對(duì)假說(shuō)2：彎曲生長(zhǎng)的原因是尖端下部的化學(xué)物質(zhì)分布不均勻引起的，教師先布置課堂作業(yè)，課本P95“概念檢測(cè)2”，學(xué)生代表分享展示，教師點(diǎn)評(píng)，并創(chuàng)設(shè)情景：C組的結(jié)果給你們有何感悟？教師總結(jié)：尖端下部的化學(xué)物質(zhì)分布不均勻胚芽鞘就會(huì)彎曲生長(zhǎng)，教師設(shè)問(wèn)：如何驗(yàn)證彎曲生長(zhǎng)的原因是尖端下部的化學(xué)物質(zhì)分布不均勻引起的，根據(jù)教師所提供的實(shí)驗(yàn)材料設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)2過(guò)程，畫(huà)出示意圖，并預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。提供的材料有：長(zhǎng)勢(shì)相同的胚芽鞘若干、暗箱、單側(cè)光源、刀片。小組為單位，通過(guò)討論、交流設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和預(yù)測(cè)結(jié)果，學(xué)生代表分享展示。教師對(duì)學(xué)生設(shè)計(jì)的方案，從實(shí)驗(yàn)變量和遵循原則上引導(dǎo)分析、評(píng)價(jià)，并給以肯定。

通過(guò)兩次引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、小組合作交流，重演鮑森.詹森和拜爾科學(xué)家思維，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究能力。

四、回歸課本，指出科學(xué)家實(shí)驗(yàn)不足，培養(yǎng)批判性思維

在滲透科學(xué)史的課堂上，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生辯證地看待事物，善于質(zhì)疑、善于突破定向思維。例如，在本節(jié)課中，筆者提出了以下問(wèn)題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1類(lèi)似哪個(gè)科學(xué)的探究實(shí)驗(yàn)？學(xué)生回答后，設(shè)問(wèn)：鮑森.詹森的實(shí)驗(yàn)是否科學(xué)？你們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)還是鮑森.詹森？通過(guò)對(duì)比學(xué)生自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，指出科學(xué)家的不足之處，能直接增加學(xué)生的成就感和提升學(xué)生學(xué)習(xí)生物的情趣，同時(shí)培養(yǎng)了學(xué)生敢于質(zhì)疑和批判性思維。

組織學(xué)生以探究和驗(yàn)證的形式進(jìn)行了主動(dòng)學(xué)習(xí)是發(fā)展科學(xué)探究能力和培養(yǎng)批判性思維的關(guān)鍵。本節(jié)課通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生探究、驗(yàn)證、合作交流、思維判斷、最后解釋植物的向光性的原因。在此過(guò)程中，學(xué)生站在科學(xué)家的高度進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生掌握科學(xué)探究的各要素的思想方法和理解科學(xué)家的本質(zhì)，提升學(xué)生的科學(xué)探究能力和批判性思維。無(wú)論是對(duì)近幾年高考?？嫉摹皩?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路”，還是分析“實(shí)驗(yàn)結(jié)果類(lèi)”的解題能力都會(huì)得到相應(yīng)提升。

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