高中生生物科學(xué)探究素養(yǎng)培養(yǎng)策略

廖中富

“科學(xué)探究”是指學(xué)生根據(jù)觀察到的生物學(xué)現(xiàn)象，提出問題，觀察、設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析結(jié)果、總結(jié)交流。科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)與實驗教學(xué)密不可分，在課堂教學(xué)中，教師要不斷向?qū)W生強(qiáng)調(diào)生物實驗的重要性，提高學(xué)生對實驗的重視程度，調(diào)動學(xué)生實驗探究的欲望，讓學(xué)生樂于參與。

一、利用生物科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究方法

生物科學(xué)史是科學(xué)家進(jìn)行實驗探究的歷程，其中蘊(yùn)含了科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炑芯糠椒ā⒔鉀Q問題的實驗思路和實驗結(jié)論等。例如，“光合作用的探究歷程”蘊(yùn)含了同位素標(biāo)記法、對照實驗法;“分離定律和自由組合定律的發(fā)現(xiàn)”用了假說-演繹法;“薩頓的假說”用了類比推理法。生物科學(xué)史其實是科學(xué)家提出問題、作出假說、設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、驗證假說、揭示規(guī)律的過程。在教學(xué)中要利用好教材的生物科學(xué)史，使學(xué)生掌握一些基本的科學(xué)探究方法，提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

二、重視教材實驗，提升學(xué)生科學(xué)探究能力

人教版新教材中安排了很多實驗，這是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的珍貴素材，有觀察實驗、調(diào)查實驗、模擬實驗，最多的是探究實驗。其中，必修1《分子與細(xì)胞》包含3個觀察實驗和7個探究實驗，必修2《遺傳與進(jìn)化》包含2個觀察實驗、1個調(diào)查實驗、1個模擬實驗和2個探究實驗，選擇性必修1《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》包含1個模擬實驗和1個探究實驗，選擇性必修2《生物與環(huán)境》包含4個調(diào)查實驗和2個探究實驗。

從上述數(shù)據(jù)可以看出，每個模塊中都安排了探究性實驗，這反映了探究實驗在高中生物課程中的重要地位。

在課堂教學(xué)中，教師要充分利用教材實驗，盡可能創(chuàng)造條件讓學(xué)生親自動手進(jìn)行實驗操作。通過實驗可以學(xué)習(xí)新知識、鞏固舊知識，形成生物學(xué)概念，提升實驗操作技能，掌握一些基本的科學(xué)探究方法。經(jīng)過一段時間的實驗訓(xùn)練，學(xué)生的實驗探究能力會有明顯的提高。

三、加強(qiáng)實驗設(shè)計教學(xué)，提高學(xué)生實驗設(shè)計能力

近幾年的生物高考題十分注重學(xué)生實驗?zāi)芰Φ目疾椋貏e側(cè)重考查學(xué)生的基本實驗?zāi)芰蛯嶒炋骄磕芰Α＿@幾年的命題風(fēng)格基本上是創(chuàng)設(shè)一個比較新穎的實驗情境，要求學(xué)生認(rèn)真分析題干給出的信息，根據(jù)命題者設(shè)定的問題為導(dǎo)向，自主從給出的儀器（器具）或藥品中進(jìn)行挑選，完成部分實驗步驟的設(shè)計、預(yù)期實驗結(jié)果以及得出實驗結(jié)論、總結(jié)規(guī)律等。因此，在日常教學(xué)中，教師要重視實驗，尤其是教材中的探究實驗。要改變以往在“黑板上做實驗”的教學(xué)方式，加強(qiáng)實驗設(shè)計教學(xué)，利用好探究實驗來訓(xùn)練學(xué)生的實驗設(shè)計能力，久而久之，學(xué)生的實驗探究能力和科學(xué)探究素養(yǎng)就能夠不斷得到提高。

在講授“酶的特性”時，筆者提供了兩個問題給學(xué)生思考：“①加酶洗衣粉的包裝袋為什么要標(biāo)注洗滌的溫度范圍？②唾液淀粉酶隨唾液流入胃后還具有催化活性嗎？胃蛋白酶隨食糜進(jìn)入小腸后還具有催化活性嗎？”先讓學(xué)生開展小組討論，經(jīng)過集體討論后提出值得探究的問題。然后將全班分成幾個小組，分別設(shè)計一個實驗方案，下節(jié)課由各小組派代表上臺講解實驗方案，其他小組進(jìn)行評價，提出修改和完善的建議。最后，在老師和學(xué)生的共同努力下，制定了較為科學(xué)合理的實驗方案。

如果教師能夠經(jīng)常以探究性實驗為情境，不斷訓(xùn)練學(xué)生實驗設(shè)計、分析推理、預(yù)測實驗結(jié)果的能力，就會不斷提高學(xué)生的科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力。

四、延伸拓展課本實驗，進(jìn)一步提升探究能力

由于課堂時間有限，在課堂中進(jìn)行實驗探究會受到一定限制。有時在實驗中發(fā)現(xiàn)了新問題，也無法在課堂中進(jìn)行實驗探究。例如，學(xué)生在操作“影響酶活性的條件”實驗時，會產(chǎn)生疑問：“為什么在經(jīng)過100℃處理的試管中加碘液、振蕩后，溶液先變藍(lán)然后很快又消失了呢？”針對這一問題，教師可鼓勵有興趣的學(xué)生，利用課后時間進(jìn)一步探究。

又如，在講授“植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”實驗后，教師還可布置學(xué)生對教材實驗進(jìn)行延伸拓展，進(jìn)一步探究：設(shè)計實驗測定植物細(xì)胞液的濃度大小，如何比較不同植物細(xì)胞的細(xì)胞液濃度大小。通過延伸拓展課本實驗，可進(jìn)一步提升學(xué)生的實驗設(shè)計能力和實驗探究能力。

總之，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的策略方法多種多樣，也不是一朝一夕就能夠成功。在教學(xué)過程中，教師還需要不斷進(jìn)行實踐探索。

注：本文系廣東省2021年度中小學(xué)教師教育科研能力提升計劃項目“科學(xué)探究素養(yǎng)視域下生物實驗教學(xué)實踐研究”（課題編號：2021YQJK159）階段性研究成果。