高中生物核心素养中科学探究能力培养与提升对策探究

孙金豪 王海鹤

摘 要：新课程标准明确指出，提升学生的学科核心素养是高中生物教学的宗旨。而科学探究是生物核心素养的主要内容，这种能力对学生解决生物学问题、参与生物相关的社会生活实践具有重要意义。因此，在高中生物教学中，教师要根据学生各方面的特点和需求改进教学策略，加强对学生科学探究能力的培养，从而提高学生的生物综合水平。

关键词：高中生物;核心素养;科学探究;教学策略

作为高中生物教师，要立足于核心素养，通过有效的手段构建自由、民主、开放的课堂情境，以加强对学生科学探究能力的培养和锻炼，从而更好地实现高中生物课程的育人价值。

一、课堂巧妙设疑，发现生物问题

一直以来，各学科教学只注重锻炼学生的解题能力，但实际上，能够发现并提出问题也是非常宝贵的品质，它说明学生经历了思考和质疑的过程，具有一定的观察能力和逻辑思维能力，同时具有求知和探索的精神。能够从现实生活中发现生物学问题，是形成科学探究素养的重要前提。但通常情况下，问题往往由教师提出，这在一定程度上剥夺了学生思考和探索的机会。为了避免这一情况发生，在高中生物课堂上，教师要巧妙设疑，也就是通过适当停顿、设疑或创设情境，给学生留下思考的空间，引导学生发现并提出生物学问题，从而提升课堂活力，培养学生科学探究的能力。

例如：在教学“细胞的增殖”一课时，笔者先展示一头大象和一只老鼠的图片，并提问道：“象与鼠在体型上有什么区别？它们相应器官和组织的细胞在体积上有什么差异？”这一设疑引起了学生的兴趣，在讨论过程中，学生给出不同的猜测，有的认为大象器官和组织的细胞更大，有的认为二者细胞大小不会有明显区别。由于意见出现分歧，所以学生在互相辩驳中提出新的问题：“大象体型大于老鼠的根本原因是什么？生物体长大，是靠细胞数量的增多还是靠细胞体积的增大？”学生暂时无法解决这个问题，于是笔者展示显微镜下动物细胞的图片，并通过设疑的形式进行设疑：“细胞为什么都这样微小？它能否无限长大？”这时有学生提出猜想：“细胞不能无限长大，所以细胞的数量决定生物体器官的大小。”也有学生提出新的问题：“细胞为什么不能无限长大？细胞体积大小受到什么因素的限制？”于是，笔者鼓励学生通过实验来解决问题。通过以上方式，可以培养学生独立思考的意识和能力，为提高学生的科学探究素养奠定基础。

二、加强任务驱动，独立设计实验

生物是一门以实验为基础的学科，我们需要通过实验来验证生物学理论，同样也需要通过实验的手段来解决新的生物学问题。而且，对于学生来说，深度参与实验过程，是形成科学探究素养的有效途径。但是，高中生物难度较深、范围较广，实验难度系数相应较高，而很多教师急于求成，习惯将详细的实验过程直接分享给学生，让学生按照既定的步骤进行实验操作。实际上，在这样的实验中，学生并没有真正思考和探究，甚至不懂实验的真正目的，其能力并没有得到应有的锻炼和提升。因此，为了避免这一问题发生，在高中生物实验教学中，教师要适当放手，加强任务驱动，引导学生独立设计实验，从而保证学生深度参与探究过程，提高学生的科学探究素养。

例如，在进行“观察DNA和RNA在細胞中的分布”这一实验时，笔者先提出问题：“DNA和RNA在细胞中是怎样分布的？”使学生明确实验探究的目的，然后让学生自己制定实验计划。在这一过程中，学生先根据已有知识经验提出假设，然后笔者分享拓展资料，提示“甲基绿使DNA呈现绿色，吡罗红使RNA呈现红色”。学生得到这一提示，便能找到实验思路，顺利制定实验方法和步骤。有学生将整个实验过程分为取材、水解、冲洗涂片、染色、观察这五个步骤，并对每个步骤进行详细规划。比如针对“取材”这一步，学生对准备载玻片、从口腔内侧刮取碎屑以及烘干载玻片等过程都做了清晰描述。当然，学生学习经验有限，在方案设计中难免有所疏漏，所以笔者鼓励学生互相交流、分享，目的是查缺补漏，提高学生实验设计和科学探究的能力。

三、鼓励小组合作，提高探究能力

高中生物实验比较复杂，无论是实验设计还是实验操作，学生很难凭借个人力量完成，这体现了小组合作的必要性。并且，学生个人的思维和能力有限，在实验过程中，不能从多个角度看待问题，很容易陷入一些困境，而小组合作却能够促进学生之间的交流互动，也能引发学生之间想法和观点的碰撞，从而引导学生集思广益、互帮互助，共同突破难关。

仍以“观察DNA和RNA在细胞中的分布”这一实验为例，在学生完成方案设计之后，笔者为学生科学分组，保证各组成员结构的合理性。然后，让各组组长综合考虑本组成员的实验方案，选出其中最好的，并对其进行进一步的完善和整理，确定本组的实验计划。之后，学生根据实验方案选择器材，做好实验前的准备，便可以展开实验探究。在这一过程中，笔者加强巡视，根据各组的探究情况适当予以指导。比如，有的小组出现成员参与程度不均衡的情况，有的小组出现制作载玻片不成功的情况，于是笔者建议小组内的每个成员都要取自己的口腔上皮细胞来制作一个装片进行观察，一方面保证每个人都能认真参与实验过程，另一方面提高小组实验的成功率。在各组完成实验探究后，笔者让各组派出代表说明实验现象以及得出的结论，其他小组成员可以指正或补充。通过小组合作的方式，每名学生都能深度参与实验的各个环节，展现自己的能力和发挥自己的价值，从而使自己的科学探究素养得到发展。

四、引入信息技术，优化探究结果

由于时间、空间、仪器、材料等条件的限制，有些实验并不能在课堂上展开，无法由学生亲自操作。对于这一类实验，学生只能通过文字、图片来了解实验过程和结果，对其中的生物学知识很难做到准确和深刻的理解，从而影响了学习效果。而信息技术的引入给教育行业带来新的生机，解决了很多教与学中的问题。因此，在高中生物教学中，针对一些复杂的、无法完成的实验，教师不妨利用信息技术，引入数字资源，借此加强实验演示。一方面让学生对实验过程进行更清楚、直观的观察，另一方面让学生在观察的过程中掌握科学探究的方法，从而优化学生的学习效果。

例如，“培养液中酵母菌数量的动态变化”这一实验耗时较长，且实验过程比较复杂，不能由学生亲自完成，所以在教学中，笔者给学生播放相关的微课视频。该视频中先说明实验目的和实验原理，然后展示实验材料和实验用具，同时详细展示准备实验材料酵母菌菌种和马铃薯培养液的过程，说明注意事项，最后呈现实验操作的过程，并配以详细的解说。该实验的复杂之处在于需要将实验试管置于恒温箱中培养七天，而有了微课演示，学生不必耗费太长的时间，在几分钟内就可以观察到每天试管中酵母菌数量的变化。并且，在实验演示的过程中，学生虽然没有亲自参与，但通过观察，学生能够对实验的整个过程形成更加详尽的理解，并掌握更多实验操作的方法和技巧，从而有效提高科学探究素养。

总之，在高中生物教学中，教师要加强对实验的重视，积极改进教学方法，多给学生提供思考、探究、实践和交流的机会，并充分利用信息技术手段来弥补传统教学的不足，从而有效培养学生的科学探究核心素养，为学生日后在生物领域的学习和发展奠定基础。

参考文献

[1]李瑶.核心素养下高中生物教学策略分析[J].读写算，2019（36）：67.