核心素养下高中生物课学生科学探究能力的培养

林淑青

摘 要：随着教育事业的不断改革与发展，对于人才培养的要求越来越高，要求高中生物教师培养出满足社会发展需要的人才。因此，在核心素养下，高中生物教师应充分重视对学生学科素养及科学探究能力的培养，认识到培养学生科学探究能力的重要性和意义。在教学过程中，教师应更新教学方式，提高学生沟通、合作及观察实验能力等，不断促进学生的全面发展。文章通过阐述核心素养以及科学探究的相关概念，分析核心素养下高中生物课培养学生科学探究能力的意义，并提出相应的策略，以供参考。

关键词： 核心素养；高中生物；科学探究；意义；策略

随着时代的进步与发展，对于教育事业的要求和期望也越来越高，现阶段核心素养已经成为教育领域培养人才的重要导向，核心素养教育也成为人才成长与发展的重要方式。高中生物教师培养学生科学探究能力能够满足核心素养理念对人才的要求，使学生在实践探究活动中不断形成科学探究的思维，掌握科学探究的方法，不断提升科学探究能力以及激发学生的创造潜能。然而现阶段高中生物教师开展教学期间还存在着一些现实问题，如学生生物基础知识不扎实、对科学探究能力认识不到位、不能独立自主地进行科学探究等。这需要高中生物教师在结合核心素养理念的要求下，构建适合学生发展和学习需求的教学模式，开阔学生的生物学习视野，调动学生进行探究的积极性。

一、相关概念

（一）高中生物学学科核心素养

高中生物学学科素养的内涵早在《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》（下文简称《课标》）中就对其有明确的介绍，包括生命观念、科学思维、科学探究以及社会责任[1]。这是在以学科特征为出发点的基础上，从生物学科的各项内容当中提取了学科素养的重要内容和核心价值，同时明确指出了学生在完成该门学科的学习之后，应当获得的品格、能力以及观念等。

（二）科学探究

对于科学探究的理解，有国外的学者认为，科学探究是一种具备过程性特征的活动，在相应的条件下对探究过程实施设计并落实到探究行动当中，应用科学的思维意识、方法等对探究结果进行预测和解释。我国《课标》当中也对科学探究有明确的定义，让学生能够针对特定的事物现象及自己在现实生活中所遇到的生物学问题，进行观察并提问，通过设计一定的实验方案，带着问题去探索、交流，不断提升自身的各项能力，把握生物知识的本质和规律[2]。

二、核心素养下高中生物课培养学生科学探究能力的意义

（一）在丰富教学方法的同时，有助于调动学生的学习积极性

在高中生物课堂中，教师用科学探究的方式来培养学生、帮助学生更好地接触和吸收生物知识，有助于教师更新教学理念和创造适合学生学习的教学方式。现阶段在一些偏远地区，由于教学条件落后，生物教师还在继续沿用传统的讲授法，而在核心素养下，重视培养学生的科学探究能力，有助于教师创新教学方法，调整教学内容，進一步激发学生的学习兴趣，提高学生在生物课上的配合度，不断创造出良好的教学环境，为学生提供更优质的教学服务，使课堂氛围更轻松愉悦。同时，当教师一改过去的讲授法，学生能够通过自己的能力去探索并发现新的生物知识以及生命的规律等，能够在优化学生探究意识的过程当中，使学生喜欢上生物学科[3]。

（二）有助于促进学生的多方面发展

在核心素养下，高中生物课堂中教师重视对学生科学探究能力的培养，有助于促进学生的多方面发展。首先，科学探究作为高中生物课堂教学的重要方式，以及学生学习的重要部分，通过对科学探究活动的参与，学生能够更深入地了解生物学科的本质规律，学习到更高层次的学科知识，学生更容易理解生物学科中的概念和一些原理。其次，培养学生一定的科学探究能力，有助于改变学生的思维方式，使学生在拥有正确的学习习惯和科学的学习精神的同时，保持对生物学科的良好学习态度，为之后的学习与发展奠定基础。最后，学生在提升科学探究能力的过程中，会通过各种形式参与到课堂学习及实验活动当中，既能丰富学生的学习方法，也能培养学生形成团队协作意识，提高其独立学习的能力。同时教师通过组织科学探究活动，能够与学生形成良好的互动关系，给予学生勇于表达和交流的勇气与自信，带给学生良好的情感价值，不断提升学生的学习效果，获得多方面的发展[4]。

（三）有助于顺应课标的要求

课标强调学生在学习过程中的地位，而教师开展科学探究活动，帮助学生成为学习的主人，教师需要结合学生对观察能力、科学思维能力及动手能力等方面的需求，引导并组织学生参与到科学探究过程当中。另外，课标打破了教师以自我为中心的教学观念，采用科学探究式教学法能够改变学生的被动学习状态，提高课堂教学效果和学生的科学探究能力。教师采用多元化的合作方式进行教学，让学生通过参与，获取正确的情感价值观以及学习方式，能够使得学习收益最大化。

三、核心素养下高中生物课培养学生科学探究能力的策略

（一）教师转变教学观念，创新教学模式

在传统的教学方式下，高中生物课堂的中心一直是围绕教师进行教学的，在此情况下，学生无法作为学习的主体进一步发挥学习热情，这就需要教师在结合自身教学经验及教材的基础上摒弃传统落后的教学方式，学习新的教学观念，了解在核心素养下高中生物课程的新要求和新的教学目标以及目的。事实上，提升学生的科学探究能力重点在于采用与该教学目的相适应的教学模式，来提高学生在科学探究活动中的主体地位，提升学生独立探究的意识。这需要教师不断优化自身的能力，通过对课标教学要求的深入了解和分析，不断创新教学模式。教师可以充分发挥自身的引导作用，让学生认识到自己才是课堂学习的主体和中心，有助于进一步调动学生的学习热情，促使其有意识地参与到探究活动当中，实现对生物知识的理解和运用。

（二）利用生活素材，培养学生提出问题的能力

爱因斯坦说过：提出一个问题比解决一个问题更为重要。因为解决问题仅是一个教学或实验上的技能而已，而提出的新问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却要有创造性的想象力，标志着科学的真正进步。学生形成科学探究素养的第一步是发现并提出问题，教师要致力于学生创造力的培养，引导学生提出有价值和深度的问题，这样学生思维的独立性和主动性就会得到发展。在生物教学中教师可以利用学生熟悉的生活情景，特别是学生亲身经历的一些事件，调动学生的问题意识，使学生感到确实有问题要问。比如，在学习完“酶的本质和作用机理”相关知识后，教师在PPT上展示以下内容：1.发高烧时，食欲会下降。2.加酶洗衣粉的使用说明；用温水浸泡衣服。3.多酶片的说明书：本品在酸性条件下容易被破坏，请不要咀嚼。在教师的引导下 学生马上对这些熟悉的生活现象产生兴趣并提出困惑，为什么会出现这些现象，是不是酶的催化受外界条件的影响，这些条件又如何影响酶的作用。学生用已有的知识无法解决上述提出的问题，于是就产生了迫切需要解决上述问题的内在需求。

陶行知先生曾经说过，“生活即教育”，生物教学需要充分地将相关知识与学生的生活进行紧密联系，以这种方式才能够更好地帮助学生拥有灵活应用知识来解决现实生活中问题的能力，促使学生对生物知识进行吸收和理解，完成内化。

（三）创设问题情境，点燃科学探究之火

在核心素养下，高中生物教师想要充分利用课堂环境来培养学生的科学探究能力，就应当重视问题情境创设的重要性，创设与学生能力和学习观念相适应的问题情境，有助于深化学生的问题意识，培养其对科学探究活动的兴趣，有助于进一步刺激学生的探究欲望。组织以“探究为特点的主动学习是落实核心素养的关键”为主题的讨论。在问题的引领下，学生极大地调动了获取知识的积极性。教师抛出问题后，组织学生以小组为单位，自主探究，合作学习，教师引导学生先独立思考，形成特有的个人认知，然后讨论交流，共同分享，取长补短，在相互影响中提高分析问题，解决问题等科学探究能力。

比如，在学习“有丝分裂过程染色体动态变化”相关内容的过程中，教师可以用PPT展示问题情境。先展示一个动物细胞含两对染色体的图片，再展示这个动物细胞有丝分裂后形成两个子细胞也含两对染色体的图片。然后提出问题，为了使子细胞的染色体与亲代细胞染色体一模一样，染色体在一个周期中应做哪些工作？然后组织学生合作探究，教师适时引导，在引导学生得出染色体首先要复制后，又提出问题，如何保证这两份DNA平均到两个子细胞中。通过这样层层递进的问题，一步一步引导学生深入探究，学生在积极主动的探究中掌握了染色体动态变化的相关知识，科学探究能力也得到大幅提升。

教师创设问题情境应当站在学生的角度，教会学生如何去學、如何发现问题、如何思考。以“探究酵母菌细胞呼吸的方式”相关内容教学为例，教师在教授学生该方面内容时，可以先设定有关发现问题、敢于质疑以及刺激学生探究欲望的教学目标。在课前，教师可以在为学生展示酵母菌的图片时附上相关介绍，同时提出问题，在生活中人们常用酵母菌酿酒，同学可知酒精是在有氧还是无氧的条件下产生的呢？从而引发学生思考，带领学生去探究本节课所学内容。在课堂中进行相关实验时，教师可以以问题串的形式来引发学生对该讲课内容的思考，以此来帮助学生明确探究的方向，避免学生因无法把握学习方向而丧失学习兴趣。

（四）学习生物科学史，感悟科学探究精神，掌握科学探究方法

高中生物教材安排大量的科学史不仅介绍了相关的科学知识，而且蕴含着丰富的科学思维和科学方法，利用这些素材可以深入引导学生思考科学家的思维过程，领悟科学家是如何发现问题，寻找证据，合理推理的，体验科学家不断深化对问题的认识过程和科学的探索精神。在实际教学中有些教师不重视这部分的教学，忽视它蕴含的巨大价值，往往以简单的讲授法来完成科学史的教学。在新课改背景下，为了落实生物学科核心素养，教师应采用多元化的教学方法来完成科学史的教学，提升学生的科学探究能力。

比如，在学习“DNA是主要遗传物质”的经典实验时，可以采用小组合作探究，分享设计思路和步骤，完成这部分内容的学习。教师设疑：格里菲斯实验已经证明S型细菌中存在转化因子，但S型细菌含有DNA和蛋白质等物质，如何设计实验方案？在探究完艾弗里实验后，教师又适时引导：有人对艾弗里的实验质疑，认为DNA的纯度不够，不能说明问题。如果你是科学家该如何解决这个问题？在引导学生找到更适合的材料噬菌体后，又引导学生探讨如何让其中的DNA和蛋白质分开，如何对二者标记和检测，与艾弗里实验相比DNA和蛋白质分开的方法有什么不同？在教师的引导下步步深入，通过学生的自主合作探究学习，完成该科学史的教学。在该过程中，学生深刻领会了科学家如何发现问题，分析问题，解决问题，对实验过程用到的减法原理、变量控制法、同位素标记法、离心分离法等科学研究法和技术有更好的认识。学生学习过程中也感悟到了科学家在科学探究中敢于质疑，务实求真，勇于创新的科学探究精神。这些都在一定程度上提升了学生的科学探究能力。

（五）借助实验活动强化学生的科学探究能力

在高中生物课堂中，教师为了能够进一步地优化学生对科学探究能力的养成效果，还需要让学生在自己亲自动手做实验的过程中去真正体会科学探究的过程，借助一定的实验活动来强化学生的科学探究能力，以此实现生物理论知识与实践活动相结合，提高学生对理论知识的理解和应用水平。当学生将自身在生物课上所学知识进行实际应用并获得一定成果时，就有助于激发学生的探究欲望，使其在实践活动当中获得更多的经验和对知识有更深入的理解。

例如，在探究“温度影响酶的活性”的实验教学过程中，在引导学生提出问题后，让学生小组合作探究完成实验设计，小组间相互评价方案是否可行，然后让学生动手操作完成自己设计的实验，把结果用曲线图记录，与教师给出的标准图比较，分析不一样的原因。在该实验教学过程中，学生的实验设计能力、动手操作能力、数据处理能力、分析实验结果能力得到了提升。

另外，在实验结束后，教师应当带领学生进行反思与总结。首先，教师需要引导学生针对实验出现的现象、实验方案存在的问题及实验过程当中存在的失误等进行交流与讨论，在学生得出正确实验结论时给予肯定与鼓励，延续学生对科学实验的兴趣。其次，带领学生进行小组式的交流与讨论，分析影响实验结果不准确的各项原因，如观察不仔细、记录不规范等，帮助学生了解问题与不足，便于在下次实验活动中进行优化，这有助于提升学生的科学探究素养和能力。最后，带学生进行课堂练习，实现对所学知识的迁移和应用。

结束语

总之，高中生物教学要以培养学科核心素养为中心，明确科学探究能力在生物学科核心素养当中的重要地位。从教师转变教学观念，创新教学模式；利用生活素材，培养学生提出问题能力；创设问题情境，点燃科学探究之火；学习生物科学史，感悟科学探究精神，领悟科学探究方法；借助实验活动强化学生的科学探究能力几方面入手，加强对学生的科学探究能力的培养。

参考文献

[1]陈蓉芳.浅谈核心素养目标下高中生物课如何培养学生科学探究能力[J].教育界，2020（47）：37-38.

[2]李燕萍.高三生物复习课中科学探究能力培养的策略研究[J].高考，2021（22）：65-66.

[3]蒋蕊.核心素养下高中生物课堂教学的策略[J].下一代，2022（5）：85-86.

[4]金威.巧借高中生物课本实验培养学生生物核心素养[J].新教育时代电子杂志（教师版），2019（29）：78.