初中生物學(xué)提升科學(xué)探究素養(yǎng)的教學(xué)策略初探

張文超 李 倩

(北京市育英中學(xué) 北京 100036)

生物學(xué)教材中的實驗，大多屬于經(jīng)典實驗，操作流程規(guī)范、實驗現(xiàn)象明顯，并且經(jīng)過檢驗和論證，是科學(xué)家進行科學(xué)探究的完美思維體現(xiàn)。這些經(jīng)典實驗的使用，如果僅僅是按要求讓學(xué)生去觀察實驗現(xiàn)象并得出實驗結(jié)論，就降低了其培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的價值。因此，在課堂教學(xué)中，教師可創(chuàng)造性使用教材中的經(jīng)典實驗，積極提供機會讓學(xué)生親自嘗試實踐過程，以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

1 重設(shè)探究情境，體驗探索過程

在“認識植物細胞結(jié)構(gòu)”一節(jié)中，學(xué)生已經(jīng)掌握了顯微鏡的使用。如果直接按教材上的步驟讓學(xué)生觀察植物細胞，就成了訓(xùn)練顯微鏡使用，而缺乏學(xué)生進一步觀察、思考的引導(dǎo)和思維訓(xùn)練。怎樣把實驗改成探究活動呢？首先可設(shè)計激發(fā)學(xué)生探究欲望的學(xué)習(xí)情境： 請想辦法去認識植物細胞的結(jié)構(gòu)。以此開啟探究模式，調(diào)動探究積極性。探究中學(xué)生會遇到很多問題： 如結(jié)構(gòu)看不清楚。引導(dǎo)學(xué)生分析看不清的原因，根據(jù)原因?qū)ふ医鉀Q辦法。教師在解決問題的過程中進行科學(xué)方法的滲透。引導(dǎo)的過程中要根據(jù)學(xué)生實際情況搭建臺階，讓學(xué)生自己學(xué)會解決問題的方法： 染色法、質(zhì)壁分離法、選擇恰當(dāng)放大倍數(shù)法、觀察法、歸納法等。讓學(xué)生在這個過程中，發(fā)現(xiàn)問題，思考、解決問題，給學(xué)生搭建臺階，讓學(xué)生用“科學(xué)方法”逐步解決問題，體驗探究過程，提升探究能力。學(xué)生觀察出一種植物細胞結(jié)構(gòu)后，會產(chǎn)生另一個想法： 其他植物細胞結(jié)構(gòu)也這樣嗎？學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題，教師提供充足的實驗材料。學(xué)生處理實驗材料制成臨時裝片，并用顯微鏡去觀察，自主進行實踐驗證或推理論證，達成對植物細胞結(jié)構(gòu)的認識。在這個過程中，學(xué)生每一步都在探索并思考新的問題及解決策略，不但掌握了生物學(xué)知識，也體驗了科學(xué)探究的過程和樂趣。

2 開放探究過程，培養(yǎng)探究思維

在“觀察鳥卵的結(jié)構(gòu)”一節(jié)中，只要求學(xué)生進行探究，并不規(guī)定探究順序，讓學(xué)生自己決定，形成探究過程。有學(xué)生根據(jù)鳥卵結(jié)構(gòu)圖確定出從鈍端向尖端觀察的順序；有學(xué)生根據(jù)日常生活經(jīng)驗直接推測觀察順序。教師可不評價方案好壞而是讓學(xué)生把他們的不同方案進行現(xiàn)場演示，讓全班進行比較分析，最后選到最優(yōu)方案。結(jié)果一目了然： 這樣的設(shè)計不束縛學(xué)生思路，而是讓學(xué)生真正在培養(yǎng)中發(fā)現(xiàn)問題、學(xué)會思考和總結(jié)。學(xué)生通過試錯，得到了正確答案、最優(yōu)方案。演示的過程中，還可以優(yōu)化實驗操作，培養(yǎng)實驗技能。

在“非生物因素對某種動物的影響”一節(jié)中，不限制學(xué)生的實驗操作過程，然后再對實驗結(jié)果進行整理，如果操作流程有誤，可以把該小組實驗結(jié)果當(dāng)作好的分析素材，讓學(xué)生對這組數(shù)據(jù)進行分析并查找原因。讓學(xué)生更清楚地認識科學(xué)探究應(yīng)注意的問題。實驗結(jié)果理想的小組也需要分析其操作中是否有失誤，是否如實記錄等。

科學(xué)家在科學(xué)探究的過程中，也經(jīng)歷過無數(shù)次的失敗，逐漸積累，最后獲得成功。試錯也是學(xué)習(xí)，故而從錯誤中認識科學(xué)探究也是非常重要的一環(huán)。將學(xué)生科學(xué)探究過程中的錯誤及時提取出來，分析問題及成因，能讓學(xué)生不害怕失敗，鍛煉不輕言放棄的品質(zhì)，提高學(xué)生探究素養(yǎng)。

3 優(yōu)化探究步驟，提高探究素養(yǎng)

在“綠葉在光下制造有機物”的實驗中，學(xué)生并不理解實驗步驟設(shè)置的意義。簡單靠教師講解，學(xué)生也不能領(lǐng)悟其中的原理，于是筆者設(shè)計減少實驗步驟，讓學(xué)生做多組實驗，再對實驗結(jié)果進行分析，讓學(xué)生領(lǐng)會每一步的作用。例如，減少酒精脫色步驟，結(jié)果看不出光照與黑暗處理部位產(chǎn)生淀粉的情況，反過來讓學(xué)生分析原因，學(xué)生就很快發(fā)現(xiàn)酒精脫色的道理。再次請學(xué)生大膽推測用清水脫色可行嗎？學(xué)生通過再次對比實驗明確酒精脫色的道理。酒精脫色的原理不是教師直接告訴學(xué)生，而是讓學(xué)生去摸索，通過小實驗論證、分析出酒精脫色原理，使邏輯更為嚴密。讓學(xué)生探究意識更強，同時提升探究能力。

4 適當(dāng)補充實驗，完善論證鏈條

在核心概念構(gòu)建過程中，由于教材篇幅有限，并不是把概念建構(gòu)的全部過程都完整展現(xiàn)。教材經(jīng)典實驗由于數(shù)量有限，導(dǎo)致生物理論部分論證不夠完整，不連續(xù)。可以利用這些問題，適時補充一些探究實驗，更利于核心概念建構(gòu)。

例如，在“呼吸作用”的經(jīng)典實驗中： 并沒有驗證植物的呼吸作用消耗有機物，植物的呼吸作用產(chǎn)生水。

可以讓學(xué)生想辦法設(shè)計實驗進行探究，創(chuàng)造探究情境，學(xué)生在探究解決問題的過程，展示探究思維，并用于解決問題。例如，為了驗證植物的呼吸作用消耗有機物，學(xué)生設(shè)計了實驗： ①萌發(fā)前種子烘干稱干重；②等量種子萌發(fā)后烘干稱干重。隨后，進行數(shù)值比較得出植物的呼吸作用產(chǎn)生水；需要用到18O標(biāo)記，學(xué)生通過查找文獻實驗數(shù)據(jù)進行分析，補充認知使核心概念構(gòu)建更順暢，提升科學(xué)探究能力和素養(yǎng)。