提高科学探究能力，培养生物科学素养

张伟国

摘要：提高学生的科学探究能力，培养学生的生物科学素养应做到：深入钻研新课标、教材、明确教学目的与任务，从学生及教材实际出发，提出有研究价值的问题是提高科学探究能力的前提；学生按照教师的引导、设计探究方案，进行探究活动，填写探究报告，通过对比、分析、归纳并得出初步结论，是探究教学的核心；教学反馈不仅能判断学生对知识的了解掌握程度，更是对知识的迁移和应用，是课堂教学追求的最高层次，是培养学生科学素养的关键。

关键词：科学探究；科学素养；探究性学习

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2014）08-0065

生物新课标（修订稿）明确指出：“生物学课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。科学探究通常涉及：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。将科学探究引入义务教育阶段生物学课程的内容标准，是为了促进学生学习方式的改变，使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。”在日常生物教学中，如何提高学生的科学探究能力，培养学生的生物科学素养就成为教学中的重要任务。现就笔者在教学中的实践经验做一浅要探讨：

一、提出有研究价值的问题，明确科学探究目标

这是提高学生科学探究能力、培养学生生物科学素养的前提。我们必须深入钻研新课标、教材、明确教学目标与任务，了解学生，从学生及教材实际出发，提出有研究价值的问题是提高科学探究有效性的前提。

教师根据教学的目标、任务，结合学生的已有知识、基础，引导设计出具有科学性、可探索性和趣味性的问题，该问题最好达到能力较强的学生较快解决，能力较差的学生经过提示、讨论、诱导也能达到解决的程度，即符合维果茨基的“最近发展区”理论。探究的问题应以一个主题为宜（并不排斥一个主题的分层次展开），否则在正常的教学时间内将会出现探究头绪繁多，无法有效控制；没有核心问题，针对性不强；学生所学知识缺乏条理性、系统性等而使教学活动无法有序地进行的后果。如在《探究影响种子萌发的环境条件》中，学生提出了“种子萌发需要水分”；“种子萌发需要空气”；“种子萌发需要土壤”；“种子萌发需要阳光”；“种子萌发需要适宜的温度”；“种子萌发需要阳光”等六个问题，但这六个问题都是围绕影响种子萌发的条件而进行的，可以参考教材，引导学生进行系统探究。虽然探究的问题较多，但这些问题都属于“种子萌发的环境条件”的主题，学生可以任选其一进行探究，也可以根据教材的提示设计多组实验进行探究，提高探究效果。

二、教为主导，学为主体

这是提高学生科学探究能力、培养学生生物科学素养的核心。教师的主导作用必须以激发挥学生积极探究的欲望为原则，不能向学生灌输知识以及代替学生思考、探索。如在《探究光照对鼠妇生活的影响》的探究活动中，教师应在带领学生采集鼠妇的时候，提示学生仔细观察鼠妇的生活环境以及鼠妇的生活习性，激发学生的探究欲望。教师的主导作用还体现在依据《生物课程标准》（修订稿）的要求和教材的知识内容确定并提出探究的目标，组织学生小组合作，积极地进行探索实验、思考，逐步做到从感性认识到理性认识的认识过程，实现知识的飞跃和迁移，从本质上完成知识的创造过程，使学生在质疑、释惑中感受到探究的乐趣和知识的魅力。如在《探究光对鼠妇生活的影响》时，教师应引导学生如何设计对照实验，以便排除假设以外的其他因素的影响。

引导学生探究，而不是教师代替探究，这是探究教学的核心，其任务在于通过学生一系列活动，使学生对某一知识不断深化、拓展，不但知其然，更知其所以然，达到培养学生思维能力以及创造能力的目的。如在探究《采集和测量空气中的尘埃粒子》时，教师引导学生根据课文中的提示，先自己设计探究方案，根据各小组的探究方案先进行交流，让学生谈谈具体的实施方法，其他小组提出自己不明白的问题，使探究方案能够得以实施。在各小组进行探究的过程中，教师还要及时关注各小组的探究活动的进展情况，以便使学生感受到教师在关注每一个学生，达到激励学生进一步探究和完善自己探究计划的目的，使学生在探究活动中不断总结，不断提高。如在探究《测算空气中的尘埃粒子》的活动中，缺少载玻片，学生就用玻璃代替，但由于玻璃较厚，在显微镜下检测时不容易看到所划的小格子，难以准确地检测出尘埃粒子数，这时学生就把凡士林涂抹在有透明胶带的一面，取得了很好的效果。

学生按照教师的引导、设计探究方案，进行探究活动，填写探究报告，通过对比、分析、归纳并得出初步结论，这是探究活动的根本目的所在。

三、反馈迁移，拓展应用

这是提高学生的科学探究能力、培养学生的生物科学素养的关键。教学反馈不仅能判断学生对知识的了解掌握程度，更是对知识的迁移和应用，是课堂教学追求的最高层次，是检验学生是否活学活用、举一反三并将知识升华为能力，尤其是提高科學探究能力有效性的尺码。教师还可以引导学生设计出新的探究实验方案，或将生物知识和社会生产、生活实际相联系解决生产生活中的小问题乃至大问题。另外，要鼓励学生将所思所得写成科技论文，巩固探索成绩，增强探究的意识和兴趣。

例如：在进行《探究种子萌发的环境条件》时，由于学生独立探究的能力还很低，加上现在的学生学习主动性不强，因此，笔者又组织学生一起制定探究计划，然后根据探究计划，及时关注每一个小组的实施情况。

首先，让学生根据课文中的提示，指导学生设计对照实验，要求对照实验要保证种子萌发。提示学生根据家长每年种地前都要做发芽试验，发芽时给种子提供什么样的条件，我们就可以据此设计对照实验。设计对照实验要满足充足的水分、充足的空气、适宜的温度。为了保证验证种子萌发时需要空气的一组对照实验，选择实验容器时，应尽量选择较深些的容器，以保证能把容器中的空气排出来。然后逐一根据不同的假设，制定探究计划。如：探究种子萌发需要水分时，学生很容易就提出在容器中放入干燥的种子就可以了。探究种子萌发需要适宜的温度时，有的学生提出将实验装置放入冰箱中，但有的学生认为这样不容易观察，同时需要学生带回家，不易保证实验的实施。当时正置寒冬季节，有的学生提出把实验装置放入两层玻璃窗之间，这样既能满足实验条件，又便于全组同学观察。验证种子萌发需要充足的空气这一假设时，学生根据上节课录象的情景，很快想到用“水浸法”排出空气，即把种子全部浸没在水中，使种子与空气隔绝。同样，在验证“种子萌发需要土壤、营养、阳光”等假设时，学生很快也都能设计出可行的计划。

其次，要求学生以小组为单位，先根据自己小组讨论的结果，选择假设，写出实验计划，并发挥个小组的聪明才智，完善该实验计划。下课后，组织学生收集饮料瓶、罐头瓶、矿泉水瓶等生活废弃物，做为实验用的容器，同时教育学生学会利用生活中的废弃物来做实验。要求各小组按实验计划，完成各对照组的实验装置，然后每天观察，作好记录，同时鼓励学生多注意观察实验过程中的变化，分析产生变化的原因，小组内的同学要多交流等。

在实验探究的过程中，许多学生不会观察，在解释现象、分析结论时逻辑不严密，这时教师要经常关心各组的探究情况，并经常引导学生进行逻辑分析，强调因果关系。学生通过自我探究后，获得了探究的第一手材料，这样在小组汇报交流时，才有可汇报的内容，学生才会有积极性。在汇报时，学生通过各小组的汇报结果，学生才会有针对性地提出问题，再激励学生反复实验，进一步探究在探究过程中产生的疑惑。

经过教师对各组探究活动的关注和引导，消除了学生的为难情绪，也极大地调动了学生主动参与的积极性。在活动中能不断激发学生提出新问题，积极寻找解决问题的办法。待学生独立完成了一个全程性探究活动后，学生在以后的探究活动中就会增强自信心，能积极、主动地参与探究活动。

通过以上探究活动的开展，笔者意识到：要想开展好探究活动，首先要充分利用学生的生活经验，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。同时，教师要组织好学生的活动，协助各小组长组织好各组的探究计划的制定。计划制定的不要求很严谨、完整，可以让学生在实施计划时自己去体会，遇到问题时，积极想办法解决，这也就是完善计划的过程。另外，要想完成好探究活动，还要有充足的时间做保证，以确保学生有充足的时间进行自我完善，重复实验的时间。这样就使学生体验到成功的喜悦，增强了学生学习生物的兴趣和信心，提高了学生的科学探究能力，培养了学生的生物科学素养。

（作者单位：山东省青州市五里初级中学 262500）