基于生物学科核心素养，培养学生的科学探究能力

袁树明

摘 要：学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念和关键能力。生物学科核心素养中的“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。本文结合高中生物教学实际，努力提高课堂教学效率，培养学生的科学探究能力。

关键词：高中生物教学;核心素养;科学探究能力

生物学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格和关键能力，是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现。高中生物学课程标准指出“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及对形成的结果进行交流与讨论的能力[1]。基于核心素养的生物学科的“科学探究”可极大加深对核心概念的理解、唤起学生的学习兴趣。作为教学活动的主导者，教师在课堂教学中应始终贯彻核心素养这一基本主题，注重培养学生的科学探究能力。本人结合高中生物教学实际，谈谈如何培养学生的科学探究能力。

一、创设问题情境，培养科学探究意识

生物教师想提升学生生物核心素养中的科学探究能力，首先要对学生的探究意识进行培养，只有激发学生的探究潜能和欲望，才能充分发挥学生的主观能动性。而培养学生探究意识的方式有很多，其中，创设问题情境就是一种行之有效的方法，让学生在問题情境的驱动下，在学习的过程中主动植入自己的思考和探究，通过课堂提问、讨论来提升学生的科学探究能力。因此，生物教师在教学的过程中要根据学生的实际学习情况找到学生的“最近发展区”，然后按照相关的逻辑结构设计有关联性的“问题串”，以此为载体展开课堂有效教学并将其贯穿到教学活动中的各个环节。

首先，教师要巧借“问题串”将学生的求知欲有效激发出来。在实际教学过程中，教师应当将教学目标设计成带有内在逻辑关联的、贴近学生认知水平的问题串，对学生的探究潜能进行有效挖掘，充分激发和调动学生的好奇心、求知欲，让学生能够产生积极的情感体验和浓厚的学习兴趣，基于这种情感体验和兴趣基础上的学习，能在求知中获得乐趣、在快乐中收获新知、在求知中锤炼探究能力，促进学生的全面发展。

例如，本人在进行《基因指导蛋白质的合成》教学的时候，充分利用多媒体给学生播放“转录和翻译过程的动画”。通过视频观察让学生直观的对“转录和翻译”的过程一目了然，在这个基础上，结合教学的重难点，我抛出以下几个具有内在关联的问题：①两个过程的模板是什么？模板最后的去向？②两个过程的需要什么原料？产物又分别是什么？③两个过程中分别需要什么酶参与？④这两大过程分别具有什么特点？⑤基因如何通过该过程来控制生物性状？通过这一连串具有内在联系又相互递进的的问题将学生的探究学习一探到底，既检验了学生的自我学习的成果，又形成了具有探究品质的高质量课堂。

通过问题情境的创设，调动学生学习的积极性，有效激发学生潜在意识，主动参与课堂，自发进行学习和探究，从而使科学探究意识得到培养和提升。

二、改进教学方法，重视科学探究过程

在日常教学中，生物教师要对教学内容以及学科核心素养进行深入的研究，在此基础上选择最佳的教学方法，比如角色扮演教学法、互动游戏式教学法、构建物理模型教学法等，这样不仅可以活跃课堂气氛，突出学生的主体地位，还能激发学生的思维，增强学生的科学探究能力[2]。

首先，教师要指导学生对探究方法进行了解和掌握。让学生了解和掌握科学探究的一般方法是探究性学习实施的一个重要目标。一般来说，科学探究的方法主要包括分析、判断、推理和获取信息、收集证据、调查、实验等。教师只有先让学生掌握探究学习的方法，才能调动学生的学习积极性，让学生的学习态度由“要我学”转变为“我要学”，从“学会”转变为“会学”。

例如在《用高倍镜观察叶绿体和线粒体》实验课之前，教师要让学生先弄清楚自己要“观察什么”、“如何观察胞质环流现象”，再进一步探究“如何加强胞质环流现象”？这一系列实验问题的解决可使学生明确实验目的，再进行观察活动，并进一步完成探究过程，从而培养学生的观察和实践能力，然后在此基础上培养和开发学生的探究能力。

其次，教师要指导学生对探究活动中所获得的信息资料进行归纳和总结，将其内化成自己的学习经验和新知识，在此过程中，学生的思维能力和科学探究能力便因此获得有效的锻炼和提升。

例如在《降低化学反应活化能的酶》这一课的教学中，笔者通过“探究淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”、“探究PH值对过氧化氢酶的影响”、“探究温度对唾液淀粉酶的影响”三个学生实验来探究酶的生物学特性，在此基础上提出如何确定酶的最适温度和最适PH值？在对已有实验结果和结论的进行归纳总结基础上，让学生进一步开展实验来探究，使他们的科学探究能力得到进一步提升。

在课堂教学中教师要积极践行以生为本，要从有利于学生学习的实际出发，改进固有的教学方式，注重学生的科学探究意识的培养，通过建立课内外一体化多样性深层次的教学新模式，不断激发学生参与探究的兴趣，从而培养学生的探究能力。

三、拓展实验教学，培养科学探究能力

生物学是一门实验活动较多的基础学科，在实际教学过程中，生物教师可以根据教学内容开展一些拓展式的探究性实验，给学生提供一个能够合作、交流、以及探究创新的平台，以此为基础将学生的求知欲充分激发出来，促进学生的主动探究，从而逐渐提升学生的探究能力和知识水平。更重要的是，生物实验教学具有较强的实践性，学生在实验的过程中不仅要动脑还要动手，在此过程中可以加强对一些理论知识的认识。

在进行《探究植物细胞吸水和失水》实验教学的时候，笔者先带领学生做一个演示实验，在达到教学目标以后，教师可以根据教学内容和学生的实际情况引导学生向探究的方向逐步迈进：①实验操作方法是否可以进一步简化，以实现实验效率的提高？②除了蔗糖溶液，是否可以使用其他的试剂？③实验是否只能用洋葱鳞片叶的外表皮细胞，换做其他的植物细胞可以吗？让学生带着这些问题进行验证和探索，在此基础上深化学生对相关知识的理解，提高学生的实践能力。

学生经过探讨、实践和思考之后，得出如下的结论：①蔗糖溶液有较强的黏性，容易对显微镜造成污染。该实验可以使用其他的试剂如KNO3代替，KNO3使用过程中会自动发生质壁分离的复原。②除了使用洋葱外表皮细胞作为实验对象，还可以使用其他颜色鲜艳的植物细胞。使用洋葱外表皮细胞的原因是它的液泡是紫色的，细胞壁和原生质层的分离现象非常明显、清晰，便于观察。这种基于课本的实验，适度拓展实验，提出新的实验问题，让学生进行新的实验探究过程，可以使学生的科学探究能力得到提升。

综上所述，生物核心素养中的科学探究能力的培养与课堂教学有着密切联系，高中生物教师在基于生物学科核心素养的体系下，通过上述方法努力培养学生的科学探究能力。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准：2017年版[M].北京：人民教育出版社，2018

[2]刘恩山，曹保义.普通高中生物学课程标准（2017年版）解读[M].北京：高等教育出版社，2018