高三生物复习课中科学探究能力培养的策略研究

李燕萍

摘 要：科学探究素养的考查在高考中占据重要位置，在课堂教学中提升学生的科学探究能力是高三复习课的重要任务。在教学过程中教师要重视核心概念的教学，引导学生构建思维导图，重视知识间联系，为科学探究能力的培养打下一定的基础;此外，教师在平时的课堂上可以改进教学方法，例如在问题情景创设方面进行创新以激发学生进行探究的积极性，并注重利用小组合作来指引学生进行实验的探究和改进。

关键词：科学探究;思维导图;问题情境;生物实验;小组合作

随着国家对教育越来越重视，高中的课程任务与方向开始逐渐趋向于学生的素质教育，课堂不仅要作为学生汲取知识的地方，还要培养其核心素养[1]。生物是高中的一门必修课程，科学探究是这门课程核心素养的重要组成部分，《普通高中生物学课程标准（2017年版）》倡导探究性学习，但在傳统的复习模式中，很多教师都会认为核心素养的培养，特别是科学探究能力的培养应该在基础年级中进行，高三时间紧任务重，只需要进行全方位的知识梳理，但这样并没有从根本上去提升核心素养以适应社会对人才的需求。现今社会需要知识和能力相结合的人才，高三学生对知识的掌握更加系统和全面，对能力的提升更具条件，而教师作为一个引导人的角色，在教学过程中要不断地创新，保证教学过程新颖有效，以激发学生对科学探究的主动性和积极性，从而在一定程度上提高课堂质量。

一、重视思维导图的构建，奠定科学探究的坚实基础

近几年的全国高考理综试题中，科学探究素养是试卷中重要的考查部分，但该素养考察的内容往往是大部分学生较难掌握的，因此，若要学生在该素养考察的题目中占据主动位置，就必须要重视引导学生理解相关的核心概念，构建好思维导图，明确知识间的联系，为更好地应对该素养的考察奠定良好的基础。例如：遗传部分的知识点一直以来在高考中都是必考的，该部分知识的考察大多属于实验分析考题，是生物考题中的能力考查点，且关联的知识点较多，若考生要在此类题型的解答中占据主动地位，就必须要熟练掌握相关的核心概念以及明确概念间的联系。因此，在该部分内容的复习中，教师应提出具体问题，明确学生的学习任务。教学过程中，注重先让学生根据相关题目对自身情况进行分析，认清自身不足，然后在同学和老师的帮助下构建好思维导图后，进而再逐个突破核心概念并进行知识间的联系，为后面的素养提升做好准备。具体做法如下：

（一）真题呈现（如下图所示）

（二）分析题中涉及的知识点

学生个人自行分析：大部分同学分析涉及的知识点不全，大多只分析得出的知识点有：相对性状、纯合子、杂合子、伴性遗传和常染色体遗传方式的特点。

学生间进行交流：经过交流，挖出的知识点，如性状分离、基因的自由组合定律、等位基因等。

（三）指引学生构建与遗传规律和伴性遗传相关内容的思维导图

本人所教学生大部分基础较为薄弱，要构建完整的思维导图必须要进行小组讨论，为了能尽快完成，本人会建议基础较好和基础较差的学生进行“结对子”，让基础较好的同学在教别人时帮助自身提升，让基础较差的同学在向别人学习过程中认清自身不足，大家在原有的基础上都有所进步。

在高考中，《遗传规律和伴性遗传》知识点在核心素养考查中多呈现在科学探究方面，在高三的复习中若能较好地引导学生对相关知识点逐个突破，并构建好思维导图，明确知识间的联系，并做好对点训练，定能较好地应对相关题型，为科学探究能力的提升打下坚实的基础。

二、重视问题情境的创设，激发科学探究的强烈欲望

高三的复习课在激发学生科学探究欲望方面会稍难于基础年级的新授课，但若能创设丰富多彩的问题情境，帮助学生利用已有的知识来解决身边的问题，就可以激发学生进行科学探究的欲望，并体会知识在解决实际生活问题中的作用以及应用知识带来的乐趣。例如：在病毒相关知识的复习过程中，教师可以根据病毒的相关知识来设置多样的问题情境，让学生在复习过程中由被动变主动，并体验科学探究的过程。教师以各类病毒引发疾病的防控和治疗为基础进行问题情境的创设：“核酸检测”是什么？病毒的结构组成有何特点？若要确定其核酸类型，该如何设置实验？通过一系列问题情境的创设，首先激发学生主动回忆病毒的相关知识，经小组讨论后可由学生代表回答病毒的结构、生活方式、传播方式和预防方法等知识;其次，现如今多媒体教学成为一种新颖的授课方式，教师可以适当地加以利用，通过一些生动的视频将知识变得具象化，吸引学生注意力的同时，还能够激发其探索的欲望。因此，笔者通过播放核酸检测的相关视频，在拓宽学生的知识面的同时，也可以激发学生继续探究的欲望;最后，学生先自行设计实验探究病毒的核酸组成，再引导学生提出问题：疫苗是什么？注射了病毒引发的疾病的相关疫苗就可以终身免疫吗？从而引领学生的思维从疾病治疗继而过渡到与免疫、变异等方面知识的联系，这样不但能引导学生进行知识的归纳，让学生自己独立探究，加深对所获取的知识的理解，从而提高课堂质量。

三、重视实验的改进，促进科学探究的层次提升

实验教学是生物学课程的特点，也是生物学教学的基本形式之一。新课标鼓励实验设计应该多样化，鼓励学生参与实验设计[2]。在教学过程中若要落实科学探究核心素养，很大一部分是要体现在实验教学上，而且在高考中考察该素养也基本是以实验过程或现象作为题干。若要学生的科学探究能力在经过高三复习后中有所提升，单纯通过纯理论式课本实验过程的回顾是效果不明显的，特别是对于基础较薄弱的学生更是效果甚微。笔者在教学过程中，对于必修课本中的实验是这样处理的：首先，指引学生从观察类、探究类、鉴定类、模拟调查类、同位素标记类、科学方法类进行归类;其次，讲解实验设计的一般流程，明确实验设计中的基本原则;最后，在掌握了基本的方法原理之后，指引学生在原有实验的基础上对实验进行整合和改进，帮助学生打破课本实验思维模式，促进科学探究的层次提升。例如：笔者在教学过程中提供了以下实验材料：马铃薯匀浆、淀粉酶、3%的过氧化氢溶液、试管、烧杯、酒精灯、冰水、温度计、PH试纸、试管架、胶头滴管、盐酸溶液、氢氧化钠溶液。首先，笔者为学生提供实验的探究题目，指明探究方向，降低实验的难度，题目设定为：探究酶的最适宜PH;其次，让学生从以上材料中选取合适的实验材料，并独立进行实验过程的设计;最后，进行实验结果的交流和分析。较多学生在开始是无从下手的，因为他们的思维一直局限于过氧化氢的分解要用肝脏研磨液以及淀粉被淀粉酶的分解的检测应该要用碘液或斐林试剂，但这些在实验材料中都没有。经过同学间的交流以及教师的指引后，部分学生的思维模式不再局限于课本的知识，大部分学生的积极性得到较大提高，在观察到实验现象后，实验结果交流环节学生的参与度很高，科学探究的能力大大提升。

四、重视小组合作的开展，提升科学探究的效率

高三的课堂教学时间紧任务重，不但要进行知识的回顾，更要注重能力的提升。在科学探究的实施过程中，只靠学生独自思考和操作的探究活动效率很多时候没有科学合理地开展小组合作探究的成效高。在有些合作探究活动中，很多时候有些学生参与度不高，因此，教师应制定科学合理的探究计划，并指导学生有效地进行探究。在科学探究的之前，笔者先指引学生进行分组，合理的组员搭配是進行有效探究的保证。在探究活动中，教师应先提供一定的知识指引，特别是对于基础比较薄弱的小组，教师的帮助很重要，可以提升科学探究的效率。例如：（2020年山东高考试卷22题，节选）科研人员在转入光敏蛋白基因的小鼠下丘脑中埋置光纤，通过特定的光刺激下丘脑CRH神经元，在脾神经纤维上记录到相应的电信号，从而发现下丘脑CRH神经元与脾脏之间存在神经联系，即脑-脾神经通路。该脑-脾神经通路可调节体液免疫，调节过程如图1所示，图2为该小鼠CRH神经元细胞膜相关结构示意图。

已知切断脾神经可以破坏脑-脾神经通路，请利用以下实验材料及用具，设计实验验证破坏脑-脾神经通路可降低小鼠的体液免疫能力。简要写出实验设计思路并预期实验结果。

实验材料及用具：生理状态相同的小鼠若干只，N抗原，注射器，抗体定量检测仪器等。

实验设计思路：______________________________________________________。

预期实验结果：_______________________________________________________。

参考答案

实验设计思路为：取若干只相同状态的小鼠并随即分两组，将一组的脾神经切断作为实验组，而另一组不作任何处理;分别给两组小鼠注射相同剂量的N抗原;一段时间后，观察记录两组小鼠抗N抗体的产生量。

预期实验结果：实验组小鼠的抗N抗体产生量低于对照组的产生量。

在学生进行实验设计前，教师应提前进行准备工作，应指引学生明确本实验设计属于验证性实验，并在学生探究前要提出实验要求，以确保实验的顺利进行。首先应该确保学生把握住题目要求，如该实验指出小鼠的体液免疫能力是与脑—脾神经有关，这也就决定了该实验进行的方向，即为对实验组体内的抗体量与对照组进行比较，其结果应该为前者较低。此外，还应指引学生明确实验中的自变量，以确保其他无关变量不会妨碍实验的进行。经过教师的指引，学生的活动才能有方向才能更有效，经过不断的训练，科学探究能力定能逐步提升;最后，是进行结果的交流，为了保证每位组员都能真正参与到活动中，每个学习小组的同学轮流担任组长，采用主动发言和轮流发言的方式进行交流，并看回答的情况全班同学给予打分，定期评选出优秀小组并给予表扬和奖励。

结束语

为了培养学生的科学探究素养，在近年来的高考生物试卷中，对科学探究能力的要求越来越高。因此，在日常的教学过程中，应逐渐趋向于引导学生的探索欲望，以培养学生能够以科学的方式进行独立探索，培养其综合能力使得学生能够追根问底、学有所用。高三的课程十分紧凑，为了学生能够迅速地掌握关键知识，这就需要教师在平时备课时做好充足的准备，设计合理的探究活动，提供充分的探究资源和空间，并在课堂上给予学生足够的指引以帮助其夯实基础，特别是对于基础薄弱的学生，这些都尤为重要。

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]黄艳.基于生物学科核心素养的实验教学—以“探究酶的特性”实验为例[J].生物学教学，2018（6）：70-72.