在模拟实验中提升学生的科学探究能力

姚国虎 谢雯菁

《普通高中生物课程标准》中明确规定：学生通过学习，将“初步学会生物科学探究的一般方法”。学生的科学探究能力是通过日常教学培养的，因此在日常教学中应进行一定的设计来达到这一目的。本文以高中生物课程中《种群的特征》一课为例进行说明。

1.问题驱动

通过提出问题驱动学生进行思考，提升其科学探究能力。本节课我们整合了人民教育出版社与浙江科学出版社两套教材中介绍的两种活动方案，设计了“样方法”和“标志重捕法”两个模拟活动，在此过程中，通过设计问题驱动学生思考。如在从“样方法”到“标志重捕法”的过渡处，设计问题，制造认知冲突。学生最容易想到的是使用“样方法”来测量种群的密度，但是“调查一片森林里灰喜鹊的种群密度”的任务就让学生直观地感受到“样方法”的局限性，矛盾出现，此时再引导学生探讨，最终得出解决方案，即采用“标志重捕法”。同时，“标志重捕法”作为操作難度较大的调查方法，学生在活动中会遇到更多的问题，思考并解决这些问题，能够激发学生的学习热情和潜能，及时地组织讨论和总结，能够深化学生所学的知识，并进一步内化为学生的科学探究能力。

2.预留空白

通过活动设计中预留空白的方式，促使学生进行小组合作讨论，提升科学探究能力。本课中的活动设计，教师并没有给出完善的方案，而是进行了一定的“留白”处理。例如，在模拟“样方法”进行种群数量调查时，教师提供的实验材料包括：塑料托盘（代表一片草地，塑料托盘的长和宽分别是32cm和10cm，比例尺1：100）；托盘中的青豆和黄豆（代表这片草地上生长的小草和蒲公英）；小培养皿（划定样方的工具，半径是3cm）。具体的材料使用方法由学生小组讨论得出。这样的设计，激发了学生动手的热情，因为他们急于检验自己所想出的方法的实效性。

3.实践摸索

实验的过程是一个不断摸索的过程，学生在不断的尝试中体验科学研究的精神，提升科研能力。在标志重捕法的模拟实验过程中，学生遇到了一些操作上的问题，而这些问题，有些是事先预设的，有些则是意料之外的“生成性”问题，但不论预设或生成，都是教师在课堂上应该充分利用和开发的资源，进行摸索性质的尝试。例如，有的学生在捕捉样本时用培养皿“扣”住对象，但发现难以取出计数，于是他们更改了取样方式，用“捞”的方法来捕捉对象。类似这样的问题，单纯的讲授是难以让学生体会到的，只有在不断地摸索尝试中才能感受到。

总而言之，在科学探究的课程中，教师更应该扮演的是“组织者”的角色，设计问题，驱动学生探究；预留空白，指导学生探究；关注生成过程，体验探究的精神。

编辑 李刚刚