在模擬實驗中提升學生的科學探究能力

姚國虎 謝雯菁

《普通高中生物課程標準》中明確規定：學生通過學習，將“初步學會生物科學探究的一般方法”。學生的科學探究能力是通過日常教學培養的，因此在日常教學中應進行一定的設計來達到這一目的。本文以高中生物課程中《種群的特征》一課為例進行說明。

1.問題驅動

通過提出問題驅動學生進行思考，提升其科學探究能力。本節課我們整合了人民教育出版社與浙江科學出版社兩套教材中介紹的兩種活動方案，設計了“樣方法”和“標志重捕法”兩個模擬活動，在此過程中，通過設計問題驅動學生思考。如在從“樣方法”到“標志重捕法”的過渡處，設計問題，制造認知沖突。學生最容易想到的是使用“樣方法”來測量種群的密度，但是“調查一片森林里灰喜鵲的種群密度”的任務就讓學生直觀地感受到“樣方法”的局限性，矛盾出現，此時再引導學生探討，最終得出解決方案，即采用“標志重捕法”。同時，“標志重捕法”作為操作難度較大的調查方法，學生在活動中會遇到更多的問題，思考并解決這些問題，能夠激發學生的學習熱情和潛能，及時地組織討論和總結，能夠深化學生所學的知識，并進一步內化為學生的科學探究能力。

2.預留空白

通過活動設計中預留空白的方式，促使學生進行小組合作討論，提升科學探究能力。本課中的活動設計，教師并沒有給出完善的方案，而是進行了一定的“留白”處理。例如，在模擬“樣方法”進行種群數量調查時，教師提供的實驗材料包括：塑料托盤（代表一片草地，塑料托盤的長和寬分別是32cm和10cm，比例尺1：100）；托盤中的青豆和黃豆（代表這片草地上生長的小草和蒲公英）；小培養皿（劃定樣方的工具，半徑是3cm）。具體的材料使用方法由學生小組討論得出。這樣的設計，激發了學生動手的熱情，因為他們急于檢驗自己所想出的方法的實效性。

3.實踐摸索

實驗的過程是一個不斷摸索的過程，學生在不斷的嘗試中體驗科學研究的精神，提升科研能力。在標志重捕法的模擬實驗過程中，學生遇到了一些操作上的問題，而這些問題，有些是事先預設的，有些則是意料之外的“生成性”問題，但不論預設或生成，都是教師在課堂上應該充分利用和開發的資源，進行摸索性質的嘗試。例如，有的學生在捕捉樣本時用培養皿“扣”住對象，但發現難以取出計數，于是他們更改了取樣方式，用“撈”的方法來捕捉對象。類似這樣的問題，單純的講授是難以讓學生體會到的，只有在不斷地摸索嘗試中才能感受到。

總而言之，在科學探究的課程中，教師更應該扮演的是“組織者”的角色，設計問題，驅動學生探究；預留空白，指導學生探究；關注生成過程，體驗探究的精神。

編輯 李剛剛