基于學科核心視域下高中生物教學中學生科學探究精神培養研究

在學科核心視域下，強調高中生物教學應重視學生核心素養的培養，科學探究精神作為生物學科核心素養的重要構成部分，也應引起教師的關注和重視。培養學生的科學探究精神，可促進學生將生物知識與生活實際緊密聯系，使學生主動探尋生活中的生物現象，并由此進行假設、觀察、分析、實驗論證等，可有效促進學生思維、創新、探究等多種能力的發展，對學生全面發展具有重要意義。

1 科學探究精神的內涵與意義

1.1 科學探究精神的內涵

科學探究精神是指個體在學科學習中表現出的一種積極主動的思維態度和實踐行為，其核心在于通過科學方法對自然界的現象進行探究、問題進行解決。這一精神內涵包括對于科學知識的主動追求、問題的獨立提出和解決、實證觀察和實踐實驗的能力，以及對數據分析和科學推理的運用?？茖W探究精神強調學生在學科學時要成為主體，通過提問、實驗設計、觀察和分析等過程，深入理解和應用科學知識，培養對問題的好奇心和批判性思維，以最終形成對自然規律深刻理解的學習態度。這一精神是培養學生創新能力、科學素養和解決未知問題的重要路徑，同時也是在復雜、不確定性條件下進行科學學科學習的基礎。

1.2 培養學生科學探究精神的意義

（1）是落實素質教育的重要體現

素質教育強調學生的主體性和主動精神，在高中生物教學中培養學生的科學探究精神，同樣也強調學生的主體性和主動精神，這符合素質教育的教學要求。高中生物是一門探究生命現象及生命活動規律的學科，學生在學習過程中，除了要熟悉課本上的生物學知識外，還應學會探究未知事物發展的過程。但因為在以往的高中生物教學中，存在教學方式理解偏差、單向傳輸、教學活動流于形式等突出問題，導致生物教學有效性降低。而通過培養學生的科學探究精神，秉承著一切為了學生、高度尊重學生、全面依靠學生的觀念，培養學生對事物的好奇心，引導學生提出觀點或質疑，并由此主動進行探究學習。這恰恰是改善高中生物教學現狀的現實需要，同時也是落實素質教育的需要。

（2）有助于提升學生學習的積極性

學生具有科學探究精神，會對相關的生物現象或問題有探究的欲望，并通過聯系實際生活針對這些生物現象進行觀察、假設、分析、實驗論證等。這一過程，可有效調動學生的學習積極性、主動性，從而促使他們不斷學習進步。除此之外，培養學生的科學探究精神，可突破學生在傳統教學模式中形成的思維定式，使學生能更加主動地思考，從而有效促進學生學習積極性的提升。

（3）有助于發展學生的創新思維

一方面，在培養學生科學探究精神過程中，往往需要借助一些探究活動來進行，而探究活動不像課本理論知識一般枯燥，更能激發學生的興趣，讓學生思考，有助于發展學生的思維能力；另一方面，在培養學生科學探究精神過程中，還可通過生物實驗的方式，增強學生的學習體驗，這期間可通過小組合作的形式讓學生進行相互討論、辯論，學生可從中汲取更多的學習經驗，形成不同的學習和思考方式，也有助于促進學生創新思維能力的發展。

2 高中生物教學現狀分析

2.1 核心素養培養不足

新一輪課程標準提出，教育者應對課程進行改革，重視學生核心素養的培養與發展。但是，就當前高中生物教學的情況來看，還存在諸多問題亟待解決。主要體現在部分教師仍保留傳統教育思想，在實際教學中忽視學生核心素養的培養，甚至在評價學生學習水平過程中，僅依靠學生的學習成績高低進行評價，嚴重阻礙學生的個性化、全面化發展。而片面化地將學生的成績水平作為評價學生的標準，也導致部分教師在實際教學中忽視教學方法的創新，所制定的教學目標及采用的教學方式，更多是圍繞提高學生的學習成績展開，從而忽視了對學生核心素養的培養，培養學生的科學探究精神更是無從說起。

2.2 教學內容與實際脫離

高中生物知識涉及的范圍較廣，且與實際生活聯系密切，不少生物知識來源于生活，并對生活實踐具有指導作用。若生物教學內容與實際脫離，就無法達到預期的教學目標，更是不利于學生科學探究精神的培養。高中生物教師應立足于教材，緊密聯系生活實際，有效落實核心素養目標，強化對學生科學探究精神的培養，使學生具備生物學科應有的技能，這對學生未來的發展也具有積極的影響。

2.3 教學方法單一

教學方法對教學效果和質量有極大的影響，在學科核心視域下培養學生的科學探究精神，教師應當充分尊重學生的主體地位，在此基礎上靈活運用多樣化的教學方法，從而落實學科核心素養目標。但就高中生物教學現狀來看，大多教師因為教學任務繁重、課前準備時間有限等原因，在開創生物教學的新方法方面存在一定的困難，難以為學生提供多樣化的教學方法，這不僅會影響學生的學習興趣，還會影響學生學習的質量。

3 學科核心視域下高中生物教學中培養學生科學探究精神的策略

3.1 創建教學環境

在學科核心視域下，高中生物教師應當圍繞生物學科核心素養目標，從教學環境開始著手，通過營造開放式、實驗探究的環境，培養學生科學探究精神，營造良好的教學環境，從而可達到事半功倍的效果。

（1）營造開放式的教學環境

培養學生的科學探究精神，強調應在一個開放式的教學環境中，引導學生主動進行學習和探究。為此，高中生物教師應抓住教學改革的契機，在實際教學中重視營造可培養學生科學探究精神的開放式教學環境，這樣的教學環境，能有效激發學生的學習興趣，培育學生主動學習的意識和能力。

以選修三“發酵工程及其應用”這一課為例，首先需要教師轉變以往落后的教學思想和教學模式，在實際教學中，教學內容不應只是局限于教材中的食品生產內容，可通過引入發酵工程相關內容，通過舉例說明的方式，讓學生能正確認識食品生產與發酵之間的關系。接著教師通過聯系生活中的實例，如味精生產，為學生講解相關知識，并自然地過渡到發酵工程這一知識內容上。隨后教師可借助多媒體技術為學生播放相關的視頻，讓學生能了解傳統發酵工藝與現代發酵工藝的不同，以及發酵的基本過程等。在這樣開放式的教學環境下，可使學生主動參與到發酵生成過程的探秘中，同時學生也能在輕松愉悅的環境中掌握本課所學的內容，并培養學生科學探究的精神。

（2）借助實驗創造探究環境

實驗教學是生物教學中不可或缺的環節，也是帶領學生對生物進行探究的一種重要方式。學生通過實驗，不僅能直觀明了地了解和觀察生物理論知識，還能在實驗過程中對各種現象提出疑問、質疑，由此進行分析和探究。而在學生實驗探究的過程中，既能有效鍛煉學生的操作能力，又能培養學生的科學探究精神，可謂一舉兩得。因此，在高中生物教學中，教師可充分發揮實驗教學的作用，為學生創設科學探究的環境，進而實現培養學生科學探究精神的教學目標。

以必修一“光合作用與能量轉化”這一課為例，在學習這一節課之前，根據學生已經學習過的知識與日常生活經驗，學生對光合作用已經有了一定的了解，但是他們對于植物能夠進行光合作用，而人和動物不能進行光合作用這一問題存疑，以及對葉綠素和綠葉中是否有其他色素有強烈的好奇心。為了能夠滿足學生的好奇心，在教材中設置了“綠葉中色素的提取和分離”這一實驗，教師需要充分利用這一實驗，引導學生預習實驗，這一過程，既能解放學生的實驗思維，又能發展學生的科學探究精神。而在學生預習實驗過程中，教師應告訴學生，課本上所提供的實驗方法屬于“參考型”，這意味著實驗方法并不是固定的，此時引導學生查閱相關資料，開動腦筋、相互討論，嘗試設計一個屬于自己的個性化實驗方法，并對比是否比教材中提供的實驗方法更好。在這一過程中，教師不需要進行實驗演示，而是在學生實驗過程中，負責觀察、記錄、答疑和照顧學生的安全，真正地將實驗室交給學生，在這樣的引導下，學生能夠自主探索出許多實驗方法。比如，在提取綠葉中的色素時，課本上提供的方法是先研磨后過濾，有學生提出，先將綠葉浸泡在無水乙醇中，然后用沸水預加熱，便可看到色素溶在無水乙醇中。對比課本方法，學生提出的方法具有速度快、可省去過濾環節的優勢，但也有缺點，即獲得的色素溶液濃度較低。實踐證明，教師通過這樣的課前引導，能夠很好地滿足學生的好奇心，激發學生實驗探究的欲望，同時引導學生查閱相關資料、相互討論，也能讓學生完全有能力自主完成實驗，在這一過程中，可充分發揮學生的科學探究精神，進而獲得良好的學習效果。

3.2 優化教學內容

基于學科核心視域下，在高中生物教學培養學生的科學探究精神，除了需要加強教學環境的建設外，還應在教學內容方面抓住一切能培養學生科學探究精神的契機，高中生物教師要正確認識科學探究精神的內涵，不斷優化教學內容，使生物教學能與生活實際緊密聯系，從而有效培養學生的科學探究精神，進而促進學生綜合素質全面發展。具體可從以下幾個方面著手。

（1）引入生物科學發展史內容

在高中生物教學中，教師可在教學內容設計過程中加入生物學科發展史的相關內容，對培養學生的科學探究精神有所幫助。從生物學科發展歷程來看，所形成的生物概念和理論知識等，是無數生物科學家通過對生物研究項目的不斷探究形成，并且會經歷好奇、觀察、懷疑、想象、證據收集、實驗論證、總結說明這樣一個長期過程?？梢?，生物實驗項目之所以能一步步推進并最終形成科學結論，與科學家們自身具有的科學探究精神有重要的關系。比如，孟德爾花費8年的時間進行豌豆雜交實驗，才從中總結出了生物遺傳的基本規律；達爾文的《物種起源》的生物學著作，是經過了長時間的考察和采集才研究得出；袁隆平院士研究出的雜交水稻，也是經過了幾十年的時間才培育出來。在高中生物教學中，教師可引入這些內容，讓學生了解生物學科發展史的同時，培養學生的科學探究精神。

（2）突出學科概念和原理內容

在高中生物教學中突出學科概念和原理，是培養學生科學探究精神的關鍵。教師應在不同的教學內容中強調相關的基本概念和原理，并通過多種教學方法來幫助學生深入理解和掌握這些知識，為他們在未來的學習和實踐中運用這些知識打下堅實的基礎。

例如，“遺傳和變異”是生物界中普遍存在的現象，也是高中生物學科的重要概念和原理。教師在教學過程中應該重點講解遺傳和變異的基本概念和原理，包括遺傳物質、基因、染色體，以及遺傳和變異在生物進化中的作用等。通過教學，使學生了解遺傳和變異的基本知識和基本規律，培養學生的遺傳學素養。

另外，概念和理念的實際應用也是教學重點，教師應該結合生活中的實例，讓學生學會如何運用概念和理念解決實際問題。例如，在講解“光合作用”這一知識時，可以通過分析植物生長的環境因素，引導學生理解如何通過調節環境條件提高作物的產量。

（3）引入生活化的教學內容

在傳統生物教學中，許多教師將教學重點放在了生物基本知識灌輸上，讓學生簡單地對課本上的知識進行記憶，并沒有幫助學生將生物理論知識轉變為生活中實際存在的各種事物或現象，使得學生的生物學習與實際脫離，造成學生無法對所學的生物知識有根本透徹的理解。因此，在高中生物教學中培養學生科學探究精神時，還需要教師注重生活化教學，即將教學內容與生活緊密聯系，使學生能正確認識生物與生活之間的關系，由此促進學生對所學生物知識進行轉化運用，同時為培養學生的科學探究精神打下良好的基礎。

比如，在學習“人與環境”這一部分內容時，為了讓學生能更加清晰地了解生物相關基礎知識，教師可在教學中引入一些生活中的實際現象，如美國白蛾對環境造成了怎樣的影響、龍蝦在國外瘋狂侵略等，通過引入這些實例使學生能了解生物與環境之間的聯系，并嘗試引導學生舉例說明生活中有哪些生物性污染，針對這些生物性污染應采取怎樣的措施去抑制？在這一基礎上，引導學生聯想人類活動對生態環境有怎樣的影響，針對這一問題，教師可利用多媒體課件為學生展示我國青海省茶卡鹽湖旅游景區的景色，學生通過觀看美麗的景色，不由自主地聯想到現在生活的城市中存在各種污染問題，如霧霾等，此時教師再拋出問題，向學生提問：“若沒有人類的干預，生態環境是否會更好？”接著讓學生自主探究，聯系近幾年濱海城市經濟發展現狀及環境保護問題，形成自己的觀點或見解。這樣既可以培養學生獨立思考能力，又可以培養學生的科學探究精神。

3.3 創新教學方式方法

針對高中生物教學現狀中存在的教學方法單一無法有效培養學生的核心素養問題，在培養學生的科學探究精神過程中，教師有必要轉變傳統單一的教學方法，積極運用問題情境、提出質疑、小組合作學習等教學方法和手段，有效激發學生學習興趣，調動學生主動探究欲望，從而培養學生的科學探究精神。

（1）創設問題情境

科學探究過程實際上就是發現未知、了解未知的過程，在高中生物教學中，教師可在緊密生活實際基礎上，引導學生在生物中尋找自己未知的知識，并有效運用自身所學的生物知識。人只有在對自己感興趣的事物，才會產生探究的欲望，因此在高中生物教學中，教師可通過創設問題情境的方式，讓學生對生物中的未知事物有強烈的好奇心，學生有了好奇心，便有了主動探究的欲望，這有助于培養學生的科學探究精神。

以“降低化學反應活化能的酶”這一課為例，教師可以在新課導入環節創設相關的問題情境，如“同學們應該都有過感冒的經歷，那么在高燒的過程中是否有存在胃酸的情況，是怎樣的一個感受？”由此吸引學生的注意力，調動學生回答問題的積極性，學生們紛紛作答。之后教師根據學生的回答進行總結，之所以會在發燒時有如此復雜的化學反應，原因在于發燒過程中人體體溫過高、胃液過酸，這會對酶活性有影響。通過問題情境的方式引出本課的重點內容。在接下來的課堂教學中，教師可引導學生聯系生活實際，探討分析加酶洗衣粉在使用過程中需要注意哪些問題？由此引導學生積極主動探究，同時學生們圍繞“溫度是如何影響酶活性的？pH是如何影響酶活性的？”等問題展開交流、合作、討論。通過這樣的教學方式，可有效激發學生學習和探究的興趣，充分體現以生為本的教學理念，同時也能有效培養學生的科學探究精神。

（2）鼓勵學生提出質疑

提出質疑也是培養學生的科學探究精神一種有效的教學方法。在高中生物教學中，教師應重視鼓勵學生提出質疑和問題，既能培養學生的問題意識，又能提升學生的科學探究能力。另外，教師可通過引導學生觀察實驗現象、閱讀教材等，通過這些方式發現問題、提出問題和解決問題。這不僅有助于培養學生的批判性思維和獨立解決問題的能力，也有助于培養學生的科學探究精神。而如何幫助學生提出質疑，教師可從以下幾個方面著手：

第一，觀察實驗現象。在教學過程中，教師可引導學生觀察實驗現象，并鼓勵他們提出自己的問題和看法。例如，在植物生長實驗過程中，教師可引導學生觀察不同植物生長的速度和形態特征，進而質疑這些差異的原因和影響。

第二，評估實驗方法。評估實驗方法，可以幫助學生對所學的知識進行總結，使學生能認識到不同實驗方法的特點和優點，并掌握評估實驗結果的標準和方法。在生物教學過程中，教師可以引導學生評估實驗方法的有效性與可靠性，并鼓勵他們提出改進的意見，這也能培養學生的質疑精神。例如，在探究“細胞呼吸方式”的實驗中，可引導學生評估實驗方法的優劣及實驗結果的不確定，并提出改進實驗方法的建議。

第三，比較不同的觀點。在生物教學中，教師可引入不同的觀點，讓學生了解不同學說的存在，并鼓勵學生分析和評價這些觀點的優劣。例如，在學習“進化論”這部分內容時，教師可以引入拉馬克的用進廢退學說和達爾文的自然選擇學說，讓學生對這兩者的差異和聯系進行比較分析，并提出自己的看法。

第四，引導實踐。教師應重視引導學生進行實踐，讓學生在實踐過程中發現問題和提出質疑。如可設置一些探究性任務來鼓勵學生提出質疑。例如，在學習“細胞的衰老和死亡”這一節內容時，教師先是通過多媒體為學生展示一名滿頭白發老人的圖片，同時向學生說明人到一定年齡會長白頭發，且隨著年齡的不斷增長，白頭發會越來越多。接著在此基礎上引導學生進行探究實踐活動，讓學生合作探究：“白頭發的形成與毛囊衰老之間有什么關系？”學生在閱讀教材內容的基礎上，查閱和收集相關資料，掌握細胞衰老的特征等相關知識。在這一實踐活動中，學生根據教師布置的探究性任務進行充分討論和分析，且在學生合作過程中，可培養學生的質疑精神，從而培養學生的科學探究精神。

（3）小組合作學習

小組合作學習，指的是學生們在教師布置的既定教學任務下，通過分工、合作的方式共同完成任務的一種學習方法。在高中生物教學中，教師可運用這一方法來培養學生的科學探究精神。在合作學習過程中，學生們圍繞學習目標進行互動、溝通，并且能在辯論和分析過程中逐漸形成質疑、批判的精神。當然也需要教師認真做好備課工作，并在實際教學中密切關注學生的學習變化，在此基礎上優化教學設計，確保學生的小組合作學習能夠順利開展，并獲得預期的教學效果。

比如，在學習“細胞的衰老和死亡”這一課時，教師先是通過PPT為學生展示一名滿頭白發老人的圖像，并向學生說明人到了一定年齡后就會出現白頭發，且隨著年齡的不斷增長，白頭發就會越來越多。然后在此基礎上設計合作探究任務，包括為什么會出現這樣的現象，白頭發的形成是否與毛囊細胞衰老有關系等。接著將學生按照能力或興趣劃分若干個合作學習小組，引導學生在閱讀教材內容的基礎上，查閱、收集相關的資料，從而掌握細胞衰老的特征等知識內容。在這一過程中，學生根據教師布置的探究性任務進行討論、分析，找出能支撐論點的論據，同時在學生合作過程中，可培養學生的質疑精神，為培養學生的科學探究精神奠定良好的基礎。

4 結語

總的來說，基于學科核心視域下，高中生物教師應重視培養學生的科學探究精神，以便更好地促進學生的全面發展。而如何培養學生的科學探究精神，具體需要教師以培養學生學科核心素養為導向，從教學環境、教學內容、教學方法等方面著手，將培養學生的科學探究精神落實至實際教學中，進而達到核心素養培養的目標。

（作者單位：甘肅省甘南州合作市高級中學）