提高科學(xué)探究能力，培養(yǎng)生物科學(xué)素養(yǎng)

張偉國

摘要：提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)做到：深入鉆研新課標(biāo)、教材、明確教學(xué)目的與任務(wù)，從學(xué)生及教材實(shí)際出發(fā)，提出有研究價(jià)值的問題是提高科學(xué)探究能力的前提；學(xué)生按照教師的引導(dǎo)、設(shè)計(jì)探究方案，進(jìn)行探究活動(dòng)，填寫探究報(bào)告，通過對(duì)比、分析、歸納并得出初步結(jié)論，是探究教學(xué)的核心；教學(xué)反饋不僅能判斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解掌握程度，更是對(duì)知識(shí)的遷移和應(yīng)用，是課堂教學(xué)追求的最高層次，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；科學(xué)素養(yǎng)；探究性學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2014）08-0065

生物新課標(biāo)（修訂稿）明確指出：“生物學(xué)課程中的科學(xué)探究是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取生物科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)。科學(xué)探究通常涉及：提出問題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流。將科學(xué)探究引入義務(wù)教育階段生物學(xué)課程的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)，是為了促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，使學(xué)生能主動(dòng)地獲取生物科學(xué)知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)過程與科學(xué)方法，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神。”在日常生物教學(xué)中，如何提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)就成為教學(xué)中的重要任務(wù)。現(xiàn)就筆者在教學(xué)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)做一淺要探討：

一、提出有研究價(jià)值的問題，明確科學(xué)探究目標(biāo)

這是提高學(xué)生科學(xué)探究能力、培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的前提。我們必須深入鉆研新課標(biāo)、教材、明確教學(xué)目標(biāo)與任務(wù)，了解學(xué)生，從學(xué)生及教材實(shí)際出發(fā)，提出有研究價(jià)值的問題是提高科學(xué)探究有效性的前提。

教師根據(jù)教學(xué)的目標(biāo)、任務(wù)，結(jié)合學(xué)生的已有知識(shí)、基礎(chǔ)，引導(dǎo)設(shè)計(jì)出具有科學(xué)性、可探索性和趣味性的問題，該問題最好達(dá)到能力較強(qiáng)的學(xué)生較快解決，能力較差的學(xué)生經(jīng)過提示、討論、誘導(dǎo)也能達(dá)到解決的程度，即符合維果茨基的“最近發(fā)展區(qū)”理論。探究的問題應(yīng)以一個(gè)主題為宜（并不排斥一個(gè)主題的分層次展開），否則在正常的教學(xué)時(shí)間內(nèi)將會(huì)出現(xiàn)探究頭緒繁多，無法有效控制；沒有核心問題，針對(duì)性不強(qiáng)；學(xué)生所學(xué)知識(shí)缺乏條理性、系統(tǒng)性等而使教學(xué)活動(dòng)無法有序地進(jìn)行的后果。如在《探究影響種子萌發(fā)的環(huán)境條件》中，學(xué)生提出了“種子萌發(fā)需要水分”；“種子萌發(fā)需要空氣”；“種子萌發(fā)需要土壤”；“種子萌發(fā)需要陽光”；“種子萌發(fā)需要適宜的溫度”；“種子萌發(fā)需要陽光”等六個(gè)問題，但這六個(gè)問題都是圍繞影響種子萌發(fā)的條件而進(jìn)行的，可以參考教材，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)探究。雖然探究的問題較多，但這些問題都屬于“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的主題，學(xué)生可以任選其一進(jìn)行探究，也可以根據(jù)教材的提示設(shè)計(jì)多組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，提高探究效果。

二、教為主導(dǎo)，學(xué)為主體

這是提高學(xué)生科學(xué)探究能力、培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的核心。教師的主導(dǎo)作用必須以激發(fā)揮學(xué)生積極探究的欲望為原則，不能向?qū)W生灌輸知識(shí)以及代替學(xué)生思考、探索。如在《探究光照對(duì)鼠婦生活的影響》的探究活動(dòng)中，教師應(yīng)在帶領(lǐng)學(xué)生采集鼠婦的時(shí)候，提示學(xué)生仔細(xì)觀察鼠婦的生活環(huán)境以及鼠婦的生活習(xí)性，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。教師的主導(dǎo)作用還體現(xiàn)在依據(jù)《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》（修訂稿）的要求和教材的知識(shí)內(nèi)容確定并提出探究的目標(biāo)，組織學(xué)生小組合作，積極地進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)、思考，逐步做到從感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的認(rèn)識(shí)過程，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的飛躍和遷移，從本質(zhì)上完成知識(shí)的創(chuàng)造過程，使學(xué)生在質(zhì)疑、釋惑中感受到探究的樂趣和知識(shí)的魅力。如在《探究光對(duì)鼠婦生活的影響》時(shí)，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，以便排除假設(shè)以外的其他因素的影響。

引導(dǎo)學(xué)生探究，而不是教師代替探究，這是探究教學(xué)的核心，其任務(wù)在于通過學(xué)生一系列活動(dòng)，使學(xué)生對(duì)某一知識(shí)不斷深化、拓展，不但知其然，更知其所以然，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生思維能力以及創(chuàng)造能力的目的。如在探究《采集和測(cè)量空氣中的塵埃粒子》時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)課文中的提示，先自己設(shè)計(jì)探究方案，根據(jù)各小組的探究方案先進(jìn)行交流，讓學(xué)生談?wù)劸唧w的實(shí)施方法，其他小組提出自己不明白的問題，使探究方案能夠得以實(shí)施。在各小組進(jìn)行探究的過程中，教師還要及時(shí)關(guān)注各小組的探究活動(dòng)的進(jìn)展情況，以便使學(xué)生感受到教師在關(guān)注每一個(gè)學(xué)生，達(dá)到激勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探究和完善自己探究計(jì)劃的目的，使學(xué)生在探究活動(dòng)中不斷總結(jié)，不斷提高。如在探究《測(cè)算空氣中的塵埃粒子》的活動(dòng)中，缺少載玻片，學(xué)生就用玻璃代替，但由于玻璃較厚，在顯微鏡下檢測(cè)時(shí)不容易看到所劃的小格子，難以準(zhǔn)確地檢測(cè)出塵埃粒子數(shù)，這時(shí)學(xué)生就把凡士林涂抹在有透明膠帶的一面，取得了很好的效果。

學(xué)生按照教師的引導(dǎo)、設(shè)計(jì)探究方案，進(jìn)行探究活動(dòng)，填寫探究報(bào)告，通過對(duì)比、分析、歸納并得出初步結(jié)論，這是探究活動(dòng)的根本目的所在。

三、反饋遷移，拓展應(yīng)用

這是提高學(xué)生的科學(xué)探究能力、培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵。教學(xué)反饋不僅能判斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的了解掌握程度，更是對(duì)知識(shí)的遷移和應(yīng)用，是課堂教學(xué)追求的最高層次，是檢驗(yàn)學(xué)生是否活學(xué)活用、舉一反三并將知識(shí)升華為能力，尤其是提高科學(xué)探究能力有效性的尺碼。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出新的探究實(shí)驗(yàn)方案，或?qū)⑸镏R(shí)和社會(huì)生產(chǎn)、生活實(shí)際相聯(lián)系解決生產(chǎn)生活中的小問題乃至大問題。另外，要鼓勵(lì)學(xué)生將所思所得寫成科技論文，鞏固探索成績，增強(qiáng)探究的意識(shí)和興趣。

例如：在進(jìn)行《探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件》時(shí)，由于學(xué)生獨(dú)立探究的能力還很低，加上現(xiàn)在的學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)性不強(qiáng)，因此，筆者又組織學(xué)生一起制定探究計(jì)劃，然后根據(jù)探究計(jì)劃，及時(shí)關(guān)注每一個(gè)小組的實(shí)施情況。

首先，讓學(xué)生根據(jù)課文中的提示，指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，要求對(duì)照實(shí)驗(yàn)要保證種子萌發(fā)。提示學(xué)生根據(jù)家長每年種地前都要做發(fā)芽試驗(yàn)，發(fā)芽時(shí)給種子提供什么樣的條件，我們就可以據(jù)此設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)要滿足充足的水分、充足的空氣、適宜的溫度。為了保證驗(yàn)證種子萌發(fā)時(shí)需要空氣的一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，選擇實(shí)驗(yàn)容器時(shí)，應(yīng)盡量選擇較深些的容器，以保證能把容器中的空氣排出來。然后逐一根據(jù)不同的假設(shè)，制定探究計(jì)劃。如：探究種子萌發(fā)需要水分時(shí)，學(xué)生很容易就提出在容器中放入干燥的種子就可以了。探究種子萌發(fā)需要適宜的溫度時(shí)，有的學(xué)生提出將實(shí)驗(yàn)裝置放入冰箱中，但有的學(xué)生認(rèn)為這樣不容易觀察，同時(shí)需要學(xué)生帶回家，不易保證實(shí)驗(yàn)的實(shí)施。當(dāng)時(shí)正置寒冬季節(jié)，有的學(xué)生提出把實(shí)驗(yàn)裝置放入兩層玻璃窗之間，這樣既能滿足實(shí)驗(yàn)條件，又便于全組同學(xué)觀察。驗(yàn)證種子萌發(fā)需要充足的空氣這一假設(shè)時(shí)，學(xué)生根據(jù)上節(jié)課錄象的情景，很快想到用“水浸法”排出空氣，即把種子全部浸沒在水中，使種子與空氣隔絕。同樣，在驗(yàn)證“種子萌發(fā)需要土壤、營養(yǎng)、陽光”等假設(shè)時(shí)，學(xué)生很快也都能設(shè)計(jì)出可行的計(jì)劃。

其次，要求學(xué)生以小組為單位，先根據(jù)自己小組討論的結(jié)果，選擇假設(shè)，寫出實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，并發(fā)揮個(gè)小組的聰明才智，完善該實(shí)驗(yàn)計(jì)劃。下課后，組織學(xué)生收集飲料瓶、罐頭瓶、礦泉水瓶等生活廢棄物，做為實(shí)驗(yàn)用的容器，同時(shí)教育學(xué)生學(xué)會(huì)利用生活中的廢棄物來做實(shí)驗(yàn)。要求各小組按實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，完成各對(duì)照組的實(shí)驗(yàn)裝置，然后每天觀察，作好記錄，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生多注意觀察實(shí)驗(yàn)過程中的變化，分析產(chǎn)生變化的原因，小組內(nèi)的同學(xué)要多交流等。

在實(shí)驗(yàn)探究的過程中，許多學(xué)生不會(huì)觀察，在解釋現(xiàn)象、分析結(jié)論時(shí)邏輯不嚴(yán)密，這時(shí)教師要經(jīng)常關(guān)心各組的探究情況，并經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行邏輯分析，強(qiáng)調(diào)因果關(guān)系。學(xué)生通過自我探究后，獲得了探究的第一手材料，這樣在小組匯報(bào)交流時(shí)，才有可匯報(bào)的內(nèi)容，學(xué)生才會(huì)有積極性。在匯報(bào)時(shí)，學(xué)生通過各小組的匯報(bào)結(jié)果，學(xué)生才會(huì)有針對(duì)性地提出問題，再激勵(lì)學(xué)生反復(fù)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步探究在探究過程中產(chǎn)生的疑惑。

經(jīng)過教師對(duì)各組探究活動(dòng)的關(guān)注和引導(dǎo)，消除了學(xué)生的為難情緒，也極大地調(diào)動(dòng)了學(xué)生主動(dòng)參與的積極性。在活動(dòng)中能不斷激發(fā)學(xué)生提出新問題，積極尋找解決問題的辦法。待學(xué)生獨(dú)立完成了一個(gè)全程性探究活動(dòng)后，學(xué)生在以后的探究活動(dòng)中就會(huì)增強(qiáng)自信心，能積極、主動(dòng)地參與探究活動(dòng)。

通過以上探究活動(dòng)的開展，筆者意識(shí)到：要想開展好探究活動(dòng)，首先要充分利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與、樂于探究、勤于動(dòng)手，逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識(shí)的能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等，突出創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。同時(shí)，教師要組織好學(xué)生的活動(dòng)，協(xié)助各小組長組織好各組的探究計(jì)劃的制定。計(jì)劃制定的不要求很嚴(yán)謹(jǐn)、完整，可以讓學(xué)生在實(shí)施計(jì)劃時(shí)自己去體會(huì)，遇到問題時(shí)，積極想辦法解決，這也就是完善計(jì)劃的過程。另外，要想完成好探究活動(dòng)，還要有充足的時(shí)間做保證，以確保學(xué)生有充足的時(shí)間進(jìn)行自我完善，重復(fù)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間。這樣就使學(xué)生體驗(yàn)到成功的喜悅，增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣和信心，提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力，培養(yǎng)了學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：山東省青州市五里初級(jí)中學(xué) 262500）