基于智慧課堂的高中生物學(xué)科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)策略

文 / 王五俠

引 言

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）明確了如何在信息環(huán)境中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，并提出了諸多建議。例如，靈活利用現(xiàn)代教育資源，為學(xué)生呈現(xiàn)圖片、視頻等內(nèi)容；創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，引導(dǎo)學(xué)生自主參與等。同時(shí)，《課程標(biāo)準(zhǔn)》指明了生物學(xué)教學(xué)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)由四大維度構(gòu)成，科學(xué)探究素養(yǎng)是其中之一?？茖W(xué)探究素養(yǎng)是發(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(guān)察、提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論的能力[1]。從《課程標(biāo)準(zhǔn)》可以看出，現(xiàn)代化教育資源是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有力手段。例如，電子白板是智慧課堂的助力，是一種技術(shù)成熟的信息化教學(xué)平臺(tái)，有智慧黑板、交互式智能平板等互動(dòng)設(shè)備；有黑板投影展示、智能筆等教學(xué)輔助工具；有電子易課堂、班級(jí)優(yōu)化大師等輔助軟件[2]。教師在生物學(xué)課堂上使用電子白板，可以直觀(guān)展現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)現(xiàn)象，使學(xué)生發(fā)散思維，發(fā)現(xiàn)生物學(xué)問(wèn)題，由此展開(kāi)探究。所以，在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)以《課程標(biāo)準(zhǔn)》為指導(dǎo)，以智慧課堂為依托，以電子白板為“工具”，以教學(xué)內(nèi)容為依據(jù)，以不同教學(xué)環(huán)節(jié)為立足點(diǎn)，采用多樣化策略，引導(dǎo)學(xué)生積極探究，使其認(rèn)知生物學(xué)內(nèi)容，同時(shí)發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)，進(jìn)而達(dá)成預(yù)期目標(biāo)，提高生物學(xué)教學(xué)質(zhì)量。

一、課堂導(dǎo)入：創(chuàng)設(shè)情境，調(diào)動(dòng)探究積極性

電子白板具有化抽象為直觀(guān)的效果。直觀(guān)的生活場(chǎng)景，或?qū)嶒?yàn)場(chǎng)景，可以吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，在生物學(xué)課堂教學(xué)中，教師可立足課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，聯(lián)系教學(xué)內(nèi)容，在電子白板上展現(xiàn)相關(guān)場(chǎng)景，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究積極性。

以“酶的作用和本質(zhì)”為例，在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可以在電子白板上展示兩個(gè)場(chǎng)景。場(chǎng)景一：上午最后一節(jié)課時(shí)，部分學(xué)生饑腸轆轆；場(chǎng)景二：斯帕蘭扎尼的“鷹與籠子”的實(shí)驗(yàn)。在學(xué)生觀(guān)看時(shí)，教師可以圍繞不同場(chǎng)景，提出不同問(wèn)題，如“食物在什么物質(zhì)的作用下被消化了呢？”“在實(shí)驗(yàn)中，食物到哪里去了？為什么使用金屬小籠？”等。此時(shí)，學(xué)生會(huì)走進(jìn)生活情境中，邊觀(guān)看邊思考。部分學(xué)生會(huì)因此產(chǎn)生探究興趣，并主動(dòng)與小組成員交流。在交流時(shí)，學(xué)生能夠遷移生活經(jīng)驗(yàn)和生物學(xué)認(rèn)知，提出不同看法，碰撞思維，得出結(jié)論，如“食物在消化酶的作用下被消化”“消化分為物理型和化學(xué)型這兩種方式”。之后，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生毛遂自薦，闡述結(jié)論。教師還要把握時(shí)機(jī)，繼續(xù)引導(dǎo)：“化學(xué)型消化依賴(lài)于什么物質(zhì)？”部分學(xué)生能夠據(jù)此拓展思維，想到“細(xì)胞內(nèi)可能存在某種物質(zhì)，這種物質(zhì)可以幫助人體消化食物。”此時(shí)，教師可以趁機(jī)引出本節(jié)課內(nèi)容，和學(xué)生一起探究“酶”。

由此可見(jiàn)，教師利用電子白板展示場(chǎng)景，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入問(wèn)題情境。在問(wèn)題情境中，學(xué)生會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的探究興趣，不斷思考問(wèn)題，主動(dòng)與他人交流，進(jìn)而建構(gòu)生物學(xué)認(rèn)知，發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)。

二、課堂講解：師生互動(dòng)，進(jìn)行多樣化探究

（一）師生互動(dòng)，進(jìn)行自主探究

學(xué)生是探究生物學(xué)的主體。電子白板功能多樣，且操作簡(jiǎn)單。學(xué)生操作電子白板的過(guò)程，正是其自主探究的過(guò)程。在此過(guò)程中，學(xué)生會(huì)直觀(guān)建構(gòu)生物認(rèn)知，同時(shí)發(fā)展生物學(xué)科學(xué)探究素養(yǎng)。所以，在生物學(xué)講解環(huán)節(jié)，教師可以將操作交互式電子白板的權(quán)利交給學(xué)生，并應(yīng)用適宜方式，如提出問(wèn)題，呈現(xiàn)任務(wù)等，使學(xué)生進(jìn)行自主探究。

以“細(xì)胞的能量‘通貨’——ATP”為例，在導(dǎo)入課堂后，教師可以向?qū)W生提出問(wèn)題：“ATP有哪些特點(diǎn)？”為使學(xué)生順利解決此問(wèn)題，教師可以提出如此要求：“請(qǐng)大家試著用不同的圖形替代ATP的各個(gè)部分，建構(gòu)一個(gè)完整的ATP?！痹趩?wèn)題和要求的雙重作用下，學(xué)生會(huì)邊思考邊動(dòng)手，嘗試建構(gòu)生物學(xué)模型。在此過(guò)程中，部分學(xué)生在生物學(xué)認(rèn)知的作用下，能夠建構(gòu)出ATP的結(jié)構(gòu)模型。然后，教師可以從中隨機(jī)選擇一名學(xué)生，鼓勵(lì)其到講臺(tái)上操作電子白板，展現(xiàn)ATP的結(jié)構(gòu)模型。

（二）師生互動(dòng)，進(jìn)行合作探究

師生互動(dòng)的過(guò)程，是以學(xué)定教的過(guò)程。在此過(guò)程中，教師能夠了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，并進(jìn)行指導(dǎo)。電子白板是展現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的“法寶”。如在生物學(xué)課堂上，教師可以在電子白板上展現(xiàn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并進(jìn)行指導(dǎo)，使學(xué)生深入探究，建構(gòu)深刻認(rèn)知[3]。在生物學(xué)教學(xué)中，教師可以立足教學(xué)需要，引導(dǎo)學(xué)生合作探究，并利用電子白板展現(xiàn)其探究成果，增強(qiáng)學(xué)生認(rèn)知。

以“植物細(xì)胞的吸水和失水”為例，在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)，教師可以在電子白板上播放滲透現(xiàn)象視頻，呈現(xiàn)其裝置。在課堂講解環(huán)節(jié)，教師則可以在電子白板上展示植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖。同時(shí)，教師可以向?qū)W生提出合作任務(wù)：“電子白板上展示了滲透裝置和植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)圖。請(qǐng)大家與小組成員一起觀(guān)察、對(duì)比，針對(duì)導(dǎo)入環(huán)節(jié)的問(wèn)題（植物細(xì)胞在何種情況下會(huì)吸水和失水，當(dāng)外界溶液濃度過(guò)高時(shí)，細(xì)胞會(huì)怎樣等問(wèn)題），提出猜想?！痹诖巳蝿?wù)的作用下，學(xué)生拓展思維，類(lèi)比分析，會(huì)提出各種各樣的猜想。如“當(dāng)外界溶液濃度比細(xì)胞液濃度大時(shí)，植物細(xì)胞會(huì)失水”“當(dāng)外界溶液濃度比細(xì)胞液濃度大時(shí)，植物細(xì)胞會(huì)死亡”。對(duì)此，教師可以不做點(diǎn)評(píng)，提出實(shí)驗(yàn)任務(wù)：“請(qǐng)大家和小組成員合作，設(shè)計(jì)、操作實(shí)驗(yàn)。其中，前三個(gè)小組成員請(qǐng)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3g/ml的蔗糖溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；后三個(gè)小組成員請(qǐng)用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5g/ml的蔗糖溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！?/p>

在實(shí)驗(yàn)任務(wù)的驅(qū)動(dòng)下，各組成員開(kāi)放思維，依據(jù)本組的猜想，合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，并動(dòng)手操作。在學(xué)生合作時(shí)，教師要巡視課堂，了解情況，及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生設(shè)置滲透裝置，控制自變量和因變量。同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，各組要配備一名成員用手機(jī)錄像，記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程。

在規(guī)定時(shí)間結(jié)束后，教師可以從前三個(gè)小組和后三個(gè)小組中，各隨機(jī)任選一組，讓其把實(shí)驗(yàn)錄像發(fā)送到電腦上，并上傳到電子白板。其他學(xué)生要認(rèn)真觀(guān)看，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，與直觀(guān)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“互動(dòng)”。例如，前三組中的一組成員制作洋蔥鱗片外表皮臨時(shí)玻片。在顯微鏡下，一個(gè)紫色的中央大液泡出現(xiàn)在眼前。接著，小組成員將濃度為0.3g/ml的蔗糖溶液滴加到臨時(shí)玻片的一側(cè)，并用吸水紙?jiān)诹硗庖粋?cè)進(jìn)行吸引。在顯微鏡下，一個(gè)變小且顏色加深的液泡出現(xiàn)在眼前。然后，小組成員將清水滴加到臨時(shí)玻片的一側(cè)，并用吸水紙?jiān)诹硗庖粋?cè)進(jìn)行吸引。在顯微鏡下，一個(gè)變大且顏色變淺的液泡出現(xiàn)在學(xué)生眼前。

學(xué)生通過(guò)細(xì)心觀(guān)察，能夠直觀(guān)地獲得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。教師則要及時(shí)做出總結(jié)，使學(xué)生完善認(rèn)知。

實(shí)踐證明，在電子白板的助力下，學(xué)生能夠經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過(guò)程，獲得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，直觀(guān)得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，加深對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解。

三、課堂練習(xí)：呈現(xiàn)練習(xí)，解決生物學(xué)問(wèn)題

課堂練習(xí)是學(xué)生解決練習(xí)題的環(huán)節(jié)，也是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究的活動(dòng)[4]。在此活動(dòng)中，學(xué)生會(huì)積極思考，遷移已有認(rèn)知，解決相關(guān)問(wèn)題，增強(qiáng)生物學(xué)認(rèn)知，同時(shí)發(fā)展科學(xué)探究能力。所以，在生物學(xué)教學(xué)中，教師可以立足課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)所得，在電子白板上呈現(xiàn)相關(guān)練習(xí)題，讓學(xué)生解決問(wèn)題。

以“細(xì)胞的增殖”為例，在課堂上，學(xué)生體驗(yàn)了多樣化的探究活動(dòng)，逐步認(rèn)知了動(dòng)物和植物的有絲分裂。在課堂練習(xí)環(huán)節(jié)，教師可以操作電子白板，播放視頻“植物細(xì)胞的有絲分裂”。結(jié)合視頻內(nèi)容，教師可以向?qū)W生提出問(wèn)題：“植物的有絲分裂和動(dòng)物的有絲分裂有哪些區(qū)別？”在教師提出問(wèn)題后，大部分學(xué)生能夠積極思考，回顧課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，積極作答。例如，有的學(xué)生提道：“植物有絲分裂與動(dòng)物有絲分裂的最大區(qū)別是植物的有絲分裂前期，其細(xì)胞直接由細(xì)胞兩極發(fā)出的紡錘絲形成紡錘體。末期，在赤道面的位置形成赤道板，由此慢慢地形成細(xì)胞壁?！苯處熞皶r(shí)肯定學(xué)生的良好表現(xiàn)，并可向?qū)W生提問(wèn)：“赤道板和赤道面之間有怎樣的聯(lián)系和區(qū)別？”同樣，學(xué)生遷移課堂認(rèn)知，解決問(wèn)題。

如此課堂練習(xí)使學(xué)生進(jìn)入了具體場(chǎng)景中。在具體場(chǎng)景中，學(xué)生能夠積極思考，遷移已有認(rèn)知，認(rèn)真解決問(wèn)題，順其自然地增強(qiáng)課堂認(rèn)知，提高科學(xué)探究水平。

四、課堂總結(jié)：播放視頻，梳理課堂所學(xué)

梳理課堂所學(xué)是學(xué)生完善課堂認(rèn)知，提高科學(xué)探究素養(yǎng)的必經(jīng)之路。經(jīng)歷課堂學(xué)習(xí)過(guò)程是學(xué)生梳理課堂所學(xué)的重要方式。在生物學(xué)課堂上，學(xué)生不斷地體驗(yàn)生物學(xué)探究活動(dòng)，建構(gòu)了生物學(xué)認(rèn)知，為梳理課堂所學(xué)提供了便利。電子白板具有錄像功能，可以記錄課堂教學(xué)全過(guò)程。在課堂總結(jié)環(huán)節(jié)，教師可以先觀(guān)看錄課內(nèi)容，提取重難點(diǎn)內(nèi)容。接著，教師將其發(fā)送給學(xué)生，并提出相關(guān)問(wèn)題或任務(wù)，讓學(xué)生邊觀(guān)看視頻，邊梳理重難點(diǎn)內(nèi)容，提升認(rèn)知。

以“酶的作用和本質(zhì)”為例，教師從錄課內(nèi)容中，提取了“酶的作用”和“酶的本質(zhì) ”這兩項(xiàng)內(nèi)容，精心加工，制作成微視頻。接著，教師在電子白板上播放微視頻，在播放的同時(shí)，提出任務(wù)：“請(qǐng)大家觀(guān)看微視頻，思考問(wèn)題：酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能，其作用有怎樣的特點(diǎn)？其本質(zhì)是什么？”在問(wèn)題的作用下，大部分學(xué)生認(rèn)真觀(guān)看微視頻。在觀(guān)看的過(guò)程中，學(xué)生能夠積極思考，再次經(jīng)歷課堂學(xué)習(xí)過(guò)程，聯(lián)想相關(guān)知識(shí)點(diǎn)及探究方法。

在播放微視頻后，教師可以選擇一名學(xué)生，鼓勵(lì)其描述酶的作用特點(diǎn)與本質(zhì)。在該學(xué)生描述時(shí)，教師可以鼓勵(lì)其他學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。在評(píng)價(jià)過(guò)程中，學(xué)生可采用賞識(shí)法，對(duì)發(fā)言學(xué)生的良好表現(xiàn)進(jìn)行贊賞；同時(shí)，教師要發(fā)現(xiàn)發(fā)言學(xué)生的知識(shí)漏洞，有針對(duì)性地進(jìn)行指導(dǎo)，幫助其完善認(rèn)知。最后，教師可以綜合各學(xué)生的展示情況，系統(tǒng)概述本節(jié)課內(nèi)容，使學(xué)生加深理解。

如此總結(jié)，可以使學(xué)生查漏補(bǔ)缺，完善建構(gòu)認(rèn)知，加深對(duì)課堂所學(xué)的理解。同時(shí)，學(xué)生會(huì)因此獲得滿(mǎn)足感，增強(qiáng)科學(xué)探究欲望，繼續(xù)體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)，發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)。

結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，在高中生物學(xué)教學(xué)中，教師可以以智慧課堂為依托，結(jié)合教學(xué)需要，靈活應(yīng)用電子白板，創(chuàng)設(shè)多樣的探究活動(dòng)，如創(chuàng)設(shè)情境，組織建?；顒?dòng)，開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)等，使學(xué)生產(chǎn)生探究興趣，解決問(wèn)題，及時(shí)總結(jié)，掌握生物學(xué)知識(shí)，發(fā)展科學(xué)探究素養(yǎng)，增強(qiáng)生物學(xué)學(xué)習(xí)效果。