核心素養下高中生物課學生科學探究能力的培養

林淑青

摘 要：隨著教育事業的不斷改革與發展，對于人才培養的要求越來越高，要求高中生物教師培養出滿足社會發展需要的人才。因此，在核心素養下，高中生物教師應充分重視對學生學科素養及科學探究能力的培養，認識到培養學生科學探究能力的重要性和意義。在教學過程中，教師應更新教學方式，提高學生溝通、合作及觀察實驗能力等，不斷促進學生的全面發展。文章通過闡述核心素養以及科學探究的相關概念，分析核心素養下高中生物課培養學生科學探究能力的意義，并提出相應的策略，以供參考。

關鍵詞： 核心素養；高中生物；科學探究；意義；策略

隨著時代的進步與發展，對于教育事業的要求和期望也越來越高，現階段核心素養已經成為教育領域培養人才的重要導向，核心素養教育也成為人才成長與發展的重要方式。高中生物教師培養學生科學探究能力能夠滿足核心素養理念對人才的要求，使學生在實踐探究活動中不斷形成科學探究的思維，掌握科學探究的方法，不斷提升科學探究能力以及激發學生的創造潛能。然而現階段高中生物教師開展教學期間還存在著一些現實問題，如學生生物基礎知識不扎實、對科學探究能力認識不到位、不能獨立自主地進行科學探究等。這需要高中生物教師在結合核心素養理念的要求下，構建適合學生發展和學習需求的教學模式，開闊學生的生物學習視野，調動學生進行探究的積極性。

一、相關概念

（一）高中生物學學科核心素養

高中生物學學科素養的內涵早在《義務教育課程方案和課程標準（2022年版）》（下文簡稱《課標》）中就對其有明確的介紹，包括生命觀念、科學思維、科學探究以及社會責任[1]。這是在以學科特征為出發點的基礎上，從生物學科的各項內容當中提取了學科素養的重要內容和核心價值，同時明確指出了學生在完成該門學科的學習之后，應當獲得的品格、能力以及觀念等。

（二）科學探究

對于科學探究的理解，有國外的學者認為，科學探究是一種具備過程性特征的活動，在相應的條件下對探究過程實施設計并落實到探究行動當中，應用科學的思維意識、方法等對探究結果進行預測和解釋。我國《課標》當中也對科學探究有明確的定義，讓學生能夠針對特定的事物現象及自己在現實生活中所遇到的生物學問題，進行觀察并提問，通過設計一定的實驗方案，帶著問題去探索、交流，不斷提升自身的各項能力，把握生物知識的本質和規律[2]。

二、核心素養下高中生物課培養學生科學探究能力的意義

（一）在豐富教學方法的同時，有助于調動學生的學習積極性

在高中生物課堂中，教師用科學探究的方式來培養學生、幫助學生更好地接觸和吸收生物知識，有助于教師更新教學理念和創造適合學生學習的教學方式。現階段在一些偏遠地區，由于教學條件落后，生物教師還在繼續沿用傳統的講授法，而在核心素養下，重視培養學生的科學探究能力，有助于教師創新教學方法，調整教學內容，進一步激發學生的學習興趣，提高學生在生物課上的配合度，不斷創造出良好的教學環境，為學生提供更優質的教學服務，使課堂氛圍更輕松愉悅。同時，當教師一改過去的講授法，學生能夠通過自己的能力去探索并發現新的生物知識以及生命的規律等，能夠在優化學生探究意識的過程當中，使學生喜歡上生物學科[3]。

（二）有助于促進學生的多方面發展

在核心素養下，高中生物課堂中教師重視對學生科學探究能力的培養，有助于促進學生的多方面發展。首先，科學探究作為高中生物課堂教學的重要方式，以及學生學習的重要部分，通過對科學探究活動的參與，學生能夠更深入地了解生物學科的本質規律，學習到更高層次的學科知識，學生更容易理解生物學科中的概念和一些原理。其次，培養學生一定的科學探究能力，有助于改變學生的思維方式，使學生在擁有正確的學習習慣和科學的學習精神的同時，保持對生物學科的良好學習態度，為之后的學習與發展奠定基礎。最后，學生在提升科學探究能力的過程中，會通過各種形式參與到課堂學習及實驗活動當中，既能豐富學生的學習方法，也能培養學生形成團隊協作意識，提高其獨立學習的能力。同時教師通過組織科學探究活動，能夠與學生形成良好的互動關系，給予學生勇于表達和交流的勇氣與自信，帶給學生良好的情感價值，不斷提升學生的學習效果，獲得多方面的發展[4]。

（三）有助于順應課標的要求

課標強調學生在學習過程中的地位，而教師開展科學探究活動，幫助學生成為學習的主人，教師需要結合學生對觀察能力、科學思維能力及動手能力等方面的需求，引導并組織學生參與到科學探究過程當中。另外，課標打破了教師以自我為中心的教學觀念，采用科學探究式教學法能夠改變學生的被動學習狀態，提高課堂教學效果和學生的科學探究能力。教師采用多元化的合作方式進行教學，讓學生通過參與，獲取正確的情感價值觀以及學習方式，能夠使得學習收益最大化。

三、核心素養下高中生物課培養學生科學探究能力的策略

（一）教師轉變教學觀念，創新教學模式

在傳統的教學方式下，高中生物課堂的中心一直是圍繞教師進行教學的，在此情況下，學生無法作為學習的主體進一步發揮學習熱情，這就需要教師在結合自身教學經驗及教材的基礎上摒棄傳統落后的教學方式，學習新的教學觀念，了解在核心素養下高中生物課程的新要求和新的教學目標以及目的。事實上，提升學生的科學探究能力重點在于采用與該教學目的相適應的教學模式，來提高學生在科學探究活動中的主體地位，提升學生獨立探究的意識。這需要教師不斷優化自身的能力，通過對課標教學要求的深入了解和分析，不斷創新教學模式。教師可以充分發揮自身的引導作用，讓學生認識到自己才是課堂學習的主體和中心，有助于進一步調動學生的學習熱情，促使其有意識地參與到探究活動當中，實現對生物知識的理解和運用。

（二）利用生活素材，培養學生提出問題的能力

愛因斯坦說過：提出一個問題比解決一個問題更為重要。因為解決問題僅是一個教學或實驗上的技能而已，而提出的新問題、新的可能性，從新的角度去看舊的問題，卻要有創造性的想象力，標志著科學的真正進步。學生形成科學探究素養的第一步是發現并提出問題，教師要致力于學生創造力的培養，引導學生提出有價值和深度的問題，這樣學生思維的獨立性和主動性就會得到發展。在生物教學中教師可以利用學生熟悉的生活情景，特別是學生親身經歷的一些事件，調動學生的問題意識，使學生感到確實有問題要問。比如，在學習完“酶的本質和作用機理”相關知識后，教師在PPT上展示以下內容：1.發高燒時，食欲會下降。2.加酶洗衣粉的使用說明；用溫水浸泡衣服。3.多酶片的說明書：本品在酸性條件下容易被破壞，請不要咀嚼。在教師的引導下 學生馬上對這些熟悉的生活現象產生興趣并提出困惑，為什么會出現這些現象，是不是酶的催化受外界條件的影響，這些條件又如何影響酶的作用。學生用已有的知識無法解決上述提出的問題，于是就產生了迫切需要解決上述問題的內在需求。

陶行知先生曾經說過，“生活即教育”，生物教學需要充分地將相關知識與學生的生活進行緊密聯系，以這種方式才能夠更好地幫助學生擁有靈活應用知識來解決現實生活中問題的能力，促使學生對生物知識進行吸收和理解，完成內化。

（三）創設問題情境，點燃科學探究之火

在核心素養下，高中生物教師想要充分利用課堂環境來培養學生的科學探究能力，就應當重視問題情境創設的重要性，創設與學生能力和學習觀念相適應的問題情境，有助于深化學生的問題意識，培養其對科學探究活動的興趣，有助于進一步刺激學生的探究欲望。組織以“探究為特點的主動學習是落實核心素養的關鍵”為主題的討論。在問題的引領下，學生極大地調動了獲取知識的積極性。教師拋出問題后，組織學生以小組為單位，自主探究，合作學習，教師引導學生先獨立思考，形成特有的個人認知，然后討論交流，共同分享，取長補短，在相互影響中提高分析問題，解決問題等科學探究能力。

比如，在學習“有絲分裂過程染色體動態變化”相關內容的過程中，教師可以用PPT展示問題情境。先展示一個動物細胞含兩對染色體的圖片，再展示這個動物細胞有絲分裂后形成兩個子細胞也含兩對染色體的圖片。然后提出問題，為了使子細胞的染色體與親代細胞染色體一模一樣，染色體在一個周期中應做哪些工作？然后組織學生合作探究，教師適時引導，在引導學生得出染色體首先要復制后，又提出問題，如何保證這兩份DNA平均到兩個子細胞中。通過這樣層層遞進的問題，一步一步引導學生深入探究，學生在積極主動的探究中掌握了染色體動態變化的相關知識，科學探究能力也得到大幅提升。

教師創設問題情境應當站在學生的角度，教會學生如何去學、如何發現問題、如何思考。以“探究酵母菌細胞呼吸的方式”相關內容教學為例，教師在教授學生該方面內容時，可以先設定有關發現問題、敢于質疑以及刺激學生探究欲望的教學目標。在課前，教師可以在為學生展示酵母菌的圖片時附上相關介紹，同時提出問題，在生活中人們常用酵母菌釀酒，同學可知酒精是在有氧還是無氧的條件下產生的呢？從而引發學生思考，帶領學生去探究本節課所學內容。在課堂中進行相關實驗時，教師可以以問題串的形式來引發學生對該講課內容的思考，以此來幫助學生明確探究的方向，避免學生因無法把握學習方向而喪失學習興趣。

（四）學習生物科學史，感悟科學探究精神，掌握科學探究方法

高中生物教材安排大量的科學史不僅介紹了相關的科學知識，而且蘊含著豐富的科學思維和科學方法，利用這些素材可以深入引導學生思考科學家的思維過程，領悟科學家是如何發現問題，尋找證據，合理推理的，體驗科學家不斷深化對問題的認識過程和科學的探索精神。在實際教學中有些教師不重視這部分的教學，忽視它蘊含的巨大價值，往往以簡單的講授法來完成科學史的教學。在新課改背景下，為了落實生物學科核心素養，教師應采用多元化的教學方法來完成科學史的教學，提升學生的科學探究能力。

比如，在學習“DNA是主要遺傳物質”的經典實驗時，可以采用小組合作探究，分享設計思路和步驟，完成這部分內容的學習。教師設疑：格里菲斯實驗已經證明S型細菌中存在轉化因子，但S型細菌含有DNA和蛋白質等物質，如何設計實驗方案？在探究完艾弗里實驗后，教師又適時引導：有人對艾弗里的實驗質疑，認為DNA的純度不夠，不能說明問題。如果你是科學家該如何解決這個問題？在引導學生找到更適合的材料噬菌體后，又引導學生探討如何讓其中的DNA和蛋白質分開，如何對二者標記和檢測，與艾弗里實驗相比DNA和蛋白質分開的方法有什么不同？在教師的引導下步步深入，通過學生的自主合作探究學習，完成該科學史的教學。在該過程中，學生深刻領會了科學家如何發現問題，分析問題，解決問題，對實驗過程用到的減法原理、變量控制法、同位素標記法、離心分離法等科學研究法和技術有更好的認識。學生學習過程中也感悟到了科學家在科學探究中敢于質疑，務實求真，勇于創新的科學探究精神。這些都在一定程度上提升了學生的科學探究能力。

（五）借助實驗活動強化學生的科學探究能力

在高中生物課堂中，教師為了能夠進一步地優化學生對科學探究能力的養成效果，還需要讓學生在自己親自動手做實驗的過程中去真正體會科學探究的過程，借助一定的實驗活動來強化學生的科學探究能力，以此實現生物理論知識與實踐活動相結合，提高學生對理論知識的理解和應用水平。當學生將自身在生物課上所學知識進行實際應用并獲得一定成果時，就有助于激發學生的探究欲望，使其在實踐活動當中獲得更多的經驗和對知識有更深入的理解。

例如，在探究“溫度影響酶的活性”的實驗教學過程中，在引導學生提出問題后，讓學生小組合作探究完成實驗設計，小組間相互評價方案是否可行，然后讓學生動手操作完成自己設計的實驗，把結果用曲線圖記錄，與教師給出的標準圖比較，分析不一樣的原因。在該實驗教學過程中，學生的實驗設計能力、動手操作能力、數據處理能力、分析實驗結果能力得到了提升。

另外，在實驗結束后，教師應當帶領學生進行反思與總結。首先，教師需要引導學生針對實驗出現的現象、實驗方案存在的問題及實驗過程當中存在的失誤等進行交流與討論，在學生得出正確實驗結論時給予肯定與鼓勵，延續學生對科學實驗的興趣。其次，帶領學生進行小組式的交流與討論，分析影響實驗結果不準確的各項原因，如觀察不仔細、記錄不規范等，幫助學生了解問題與不足，便于在下次實驗活動中進行優化，這有助于提升學生的科學探究素養和能力。最后，帶學生進行課堂練習，實現對所學知識的遷移和應用。

結束語

總之，高中生物教學要以培養學科核心素養為中心，明確科學探究能力在生物學科核心素養當中的重要地位。從教師轉變教學觀念，創新教學模式；利用生活素材，培養學生提出問題能力；創設問題情境，點燃科學探究之火；學習生物科學史，感悟科學探究精神，領悟科學探究方法；借助實驗活動強化學生的科學探究能力幾方面入手，加強對學生的科學探究能力的培養。

參考文獻

[1]陳蓉芳.淺談核心素養目標下高中生物課如何培養學生科學探究能力[J].教育界，2020（47）：37-38.

[2]李燕萍.高三生物復習課中科學探究能力培養的策略研究[J].高考，2021（22）：65-66.

[3]蔣蕊.核心素養下高中生物課堂教學的策略[J].下一代，2022（5）：85-86.

[4]金威.巧借高中生物課本實驗培養學生生物核心素養[J].新教育時代電子雜志（教師版），2019（29）：78.