指向核心素養(yǎng)的生命科學(xué)探究能力提升的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

姚乃隼

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式一般都由教師講授、演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)三部分組成，學(xué)生先觀看教師的演示操作，然后嘗試模仿教師的操作過(guò)程。這種教學(xué)過(guò)程可以提升多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能，但是在觀察與發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)與總結(jié)、討論與知識(shí)遷移等方面能力的培養(yǎng)卻有所欠缺。這種教學(xué)模式不利于學(xué)生的思考能力、動(dòng)手能力的鍛煉，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的形象思維和創(chuàng)造性思維能力，也不利于學(xué)生探究能力的發(fā)展。有鑒于此，筆者探索通過(guò)對(duì)生命科學(xué)的傳統(tǒng)教學(xué)模式、教學(xué)理念以及實(shí)驗(yàn)課授課方式進(jìn)行改進(jìn)，如在課堂上創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境、讓學(xué)生自主選擇實(shí)驗(yàn)材料，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等，指導(dǎo)學(xué)生辯證地分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，反思實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，通過(guò)生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，深度體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程。

一、培養(yǎng)學(xué)生興趣與能力

（一）提升學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣

興趣能夠增加學(xué)生對(duì)知識(shí)深入了解和探求的主觀能動(dòng)性。通常情況下實(shí)驗(yàn)教學(xué)的方式比較呆板，學(xué)生無(wú)法發(fā)揮自己的想象力及創(chuàng)造力。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以通過(guò)變革授課方式，讓枯燥無(wú)味的課堂變得生動(dòng)活躍，要充分結(jié)合學(xué)校學(xué)情、學(xué)生特點(diǎn)，豐富學(xué)科內(nèi)容，與學(xué)生日常生活相結(jié)合，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可操作性與嚴(yán)謹(jǐn)性，搭建科學(xué)探究活動(dòng)的平臺(tái)，使教學(xué)氛圍更加融洽、更加輕松。讓學(xué)生能積極主動(dòng)地投入到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中。

（二）提升學(xué)生的觀察能力

觀察是實(shí)驗(yàn)探究的基礎(chǔ)，觀察是一種技能活動(dòng)，學(xué)生通過(guò)觀察可以認(rèn)識(shí)自然、獲取信息、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。教師可以有意識(shí)地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，讓學(xué)生有計(jì)劃、有步驟地去觀察現(xiàn)實(shí)生活情境、實(shí)驗(yàn)標(biāo)本及實(shí)驗(yàn)過(guò)程。良好的觀察習(xí)慣、敏銳的觀察力是做好實(shí)驗(yàn)必備的素質(zhì)。因此，教師在授課過(guò)程中應(yīng)該循序漸進(jìn)、因地制宜地培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。

（三）提升學(xué)生的探究能力

實(shí)驗(yàn)課程是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的上佳載體，這一優(yōu)勢(shì)在日常教學(xué)中往往沒(méi)有得到充分的發(fā)揮。讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程，逐漸掌握科學(xué)探究的一般方法，在多次鞏固訓(xùn)練后，可以引導(dǎo)學(xué)生開展自主探究活動(dòng)。

1.體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程

在教師的指導(dǎo)下，學(xué)生可以體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。例如，“酒精對(duì)水蚤心率的影響”實(shí)驗(yàn)，以學(xué)生日常生活中熟知的酒精作為實(shí)驗(yàn)素材，在學(xué)生掌握的一般常識(shí)即過(guò)量飲酒有害健康的基礎(chǔ)上，通過(guò)精心的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和使用不同的實(shí)驗(yàn)探究法，得出不同酒精濃度對(duì)水蚤心率的影響。并讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，分析歸納出相應(yīng)的結(jié)論。以此認(rèn)識(shí)酒精會(huì)對(duì)人體的血液循環(huán)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生危害。教師組織學(xué)生交流并展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，觀察、指導(dǎo)學(xué)生通過(guò)閱讀教材、瀏覽圖片等方式，了解酒精對(duì)身體的危害。教師將復(fù)雜的書本實(shí)驗(yàn)生活化，通過(guò)引導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)操作、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及歸納分析得出結(jié)論。

2. 培養(yǎng)自主探究能力

教師給學(xué)生搭建一個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情境，學(xué)生可以自主選擇實(shí)驗(yàn)的材料，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。［1］教師引導(dǎo)學(xué)生積極提出問(wèn)題，形成假設(shè)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，思考實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性，讓學(xué)生能在課堂上詳盡體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的完整過(guò)程。

（四）提升學(xué)生的思維能力

探究實(shí)驗(yàn)后，教師需要給學(xué)生充足的時(shí)間，引導(dǎo)學(xué)生找出生命科學(xué)的規(guī)律，讓學(xué)生自己構(gòu)建知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，領(lǐng)悟生命觀念。［2］例如，生物的物質(zhì)與能量觀念、結(jié)構(gòu)與功能觀念、穩(wěn)態(tài)與平衡觀念、進(jìn)化與適應(yīng)觀念等。這些觀念并不是通過(guò)一次實(shí)驗(yàn)就能體會(huì)的，而是需要在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)，循序漸進(jìn)地構(gòu)建起自己的知識(shí)體系，通過(guò)思維的碰撞，逐漸理解、感悟這些觀念。

二、遵循科學(xué)教學(xué)規(guī)律，創(chuàng)新教學(xué)方式

生命科學(xué)是一門高度系統(tǒng)化的學(xué)科，結(jié)構(gòu)上具有特有的邏輯特點(diǎn)。在教學(xué)中要尊重學(xué)科、尊重學(xué)生的邏輯性并遵循教學(xué)的原則。

（一）鋪墊式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)之前，教師需要對(duì)實(shí)驗(yàn)所涉及的概念、理論等基本知識(shí)進(jìn)行查看整理，在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)前將之傳授給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)所需知識(shí)有所了解，激發(fā)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，理論與實(shí)踐相結(jié)合，可以促進(jìn)學(xué)生去提出問(wèn)題、思考問(wèn)題。

（二）順序式實(shí)驗(yàn)教學(xué)

生命科學(xué)是一門體現(xiàn)有序、低熵原則的課程，在生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，如對(duì)植物的花、果實(shí)的觀察與解剖實(shí)驗(yàn)，對(duì)常見節(jié)肢動(dòng)物的觀察與解剖實(shí)驗(yàn)，都體現(xiàn)了這門課程的有序性。通過(guò)對(duì)花的觀察及解剖，學(xué)生了解到先整體觀察后局部觀察、由前往后觀察、由上往下觀察的觀察方法，在實(shí)驗(yàn)中會(huì)思考對(duì)實(shí)驗(yàn)標(biāo)本觀察的順序、操作順序等，以此培養(yǎng)科學(xué)有序的實(shí)驗(yàn)態(tài)度。

三、建立完善的實(shí)驗(yàn)考核制度

（一）整體評(píng)價(jià)

從學(xué)生對(duì)問(wèn)題做出假設(shè)，自主選擇實(shí)驗(yàn)材料并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)印證假設(shè)，到讓學(xué)生主動(dòng)收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，嚴(yán)密考核學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、對(duì)結(jié)論和數(shù)據(jù)的分析能力以及科學(xué)思維能力。學(xué)生完整地參與整個(gè)實(shí)驗(yàn)，會(huì)充分體驗(yàn)到科學(xué)探究的全過(guò)程，在此基礎(chǔ)上，教師可以從全局考慮，給出綜合性的整體評(píng)價(jià)。

（二）操作技能評(píng)價(jià)

將實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化，能夠提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)素養(yǎng)、提高操作技能。生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)技能包括生物作圖、動(dòng)植物觀察及解剖、顯微鏡使用、制作裝片等。學(xué)生用規(guī)范的、標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗(yàn)技能進(jìn)行操作，得到的結(jié)果也是最準(zhǔn)確、最科學(xué)的，這樣可以增加實(shí)驗(yàn)成功概率，提高學(xué)生參加生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)的主動(dòng)性、積極性。教師要給學(xué)生操作技能評(píng)分并納入總分，以此鼓勵(lì)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)操作規(guī)范化、系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化。

（三）過(guò)程評(píng)價(jià)

在學(xué)生參與生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)過(guò)程中，要讓學(xué)生有參與感，要激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力，更重要的是讓學(xué)生在操作實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，通過(guò)克服各種難題并完成實(shí)驗(yàn)來(lái)增加自信心。［3］若實(shí)驗(yàn)失敗，學(xué)生可以反思整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，思考哪部分操作不當(dāng)，影響了實(shí)驗(yàn)結(jié)果，讓學(xué)生反思、反推實(shí)驗(yàn)過(guò)程，加深印象；要堅(jiān)持對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)，通過(guò)過(guò)程性評(píng)價(jià)，讓學(xué)生知道實(shí)驗(yàn)過(guò)程往往比結(jié)果更重要，將學(xué)生實(shí)驗(yàn)過(guò)程的評(píng)分納入總分，可以鼓勵(lì)學(xué)生積極主動(dòng)地完成實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)科教學(xué)的實(shí)效性，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

科學(xué)探究能力的養(yǎng)成并不是一蹴而就的，它需要教師在日常教學(xué)中滲透學(xué)科核心素養(yǎng)理念，循序漸進(jìn)，以實(shí)驗(yàn)教學(xué)為載體，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，逐步培養(yǎng)觀察、提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、分析數(shù)據(jù)、歸納結(jié)論、反思總結(jié)等能力，真正落實(shí)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，體現(xiàn)生命科學(xué)學(xué)科育人的價(jià)值。