基于核心素養(yǎng)的探究教學(xué)的構(gòu)建

陳佩絲

摘 要：科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)定義為：學(xué)生在接受科學(xué)教育過程中逐步形成的適應(yīng)個人終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有科學(xué)學(xué)科特性的品質(zhì)，是科學(xué)學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)。科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)包括科學(xué)觀念及應(yīng)用、科學(xué)思維與創(chuàng)新、科學(xué)探究與交流、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任四個要素，基于核心素養(yǎng)的科學(xué)教學(xué)體現(xiàn)了新課程改革科學(xué)學(xué)科價值的內(nèi)在要求，而科學(xué)探究的過程，是一種學(xué)習(xí)和科學(xué)研究的方式，是一種學(xué)習(xí)科學(xué)觀念、發(fā)展科學(xué)思維、形成科學(xué)態(tài)度和責(zé)任的手段和途徑，同時也是一種綜合能力。以“光合作用”教學(xué)設(shè)計為例，闡述了課程教學(xué)當(dāng)中如何通過探究教學(xué)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；探究教學(xué)；光合作用；教學(xué)設(shè)計

發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)已成為新課程改革的重要任務(wù)，初中科學(xué)的教學(xué)應(yīng)重視培養(yǎng)和提升學(xué)生的科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。這就要求教師要充分利用課堂教學(xué)，深入挖掘教材所蘊含的核心理念幫助學(xué)生塑造科學(xué)的基本技能和認(rèn)知，理解科學(xué)本質(zhì)。

科學(xué)探究是人們探索和了解自然、獲得科學(xué)知識的主要方法，是提出科學(xué)問題，建立猜想和假設(shè)，收集和處理信息，基于證據(jù)得出結(jié)論并作出解釋，以及對科學(xué)探究過程和結(jié)果進(jìn)行交流、評估、反思的能力?？茖W(xué)探究主要包括六個步驟：（1）提出問題；（2）提出猜想與假設(shè)；（3）制定探究方案；（4）獲取事實與證據(jù)；（5）解釋、檢驗與評價；（6）表達(dá)與交流。在這一過程當(dāng)中，學(xué)生掌握科學(xué)基礎(chǔ)知識的同時，能了解怎樣的過程是真正的科學(xué)研究過程，認(rèn)知科學(xué)研究者的認(rèn)知過程，提升科學(xué)核心素養(yǎng)。

科學(xué)探究按探究的問題來分，可分為釋疑性探究和驗證性探究，本文以《光合作用》一節(jié)的教學(xué)設(shè)計為例，闡述如何有效地在課堂當(dāng)中構(gòu)建驗證性探究教學(xué)。

一、教材分析

《光合作用》選自浙江教育出版社出版的八年級下冊教材第三章第六節(jié)的內(nèi)容，本教材首先告知了光合作用的原理，給出光合作用的反應(yīng)式，并予以一定程度的理論解釋，在此基礎(chǔ)上，通過實驗逐一驗證光合作用的條件、產(chǎn)物等，在探究光合作用的條件、產(chǎn)物的過程當(dāng)中，學(xué)生能夠親身體驗科學(xué)探究過程，故認(rèn)為《光合作用》這節(jié)課適合利用探究式教學(xué)。本節(jié)課以光合作用的經(jīng)典實驗——綠色植物在光下產(chǎn)生有機物為載體，旨在引導(dǎo)學(xué)生對實驗的探究，建立光合作用的模型，掌握控制實驗條件、設(shè)置對照、選擇實驗材料等規(guī)則，進(jìn)而能創(chuàng)造性地設(shè)計實驗進(jìn)行科學(xué)探究，領(lǐng)悟科學(xué)精神，提高科學(xué)素養(yǎng)。在進(jìn)行驗證性探究之前，教材已經(jīng)為大家提出了問題——“怎樣才能知道植物進(jìn)行了光合作用呢？我們可用怎樣的實驗來證明光合作用需要陽光和葉綠體呢？”基于此，我們可將問題分解為“光合作用真的會產(chǎn)生淀粉嗎？”“光合作用真的需要陽光嗎？”“光合作用真的需要葉綠體嗎？”三個驗證性問題，從而開展驗證性科學(xué)探究教學(xué)。

《光合作用》是學(xué)生學(xué)習(xí)了植物的呼吸作用之后的內(nèi)容，學(xué)生已經(jīng)知道驗證有機物的方法之后，可以用該方法來檢驗光合作用產(chǎn)物，光合作用是生物圈中有機物的來源之本，通過光合作用的學(xué)習(xí)，可以使學(xué)生從理論上認(rèn)識到綠色植物光合作用的重要性。為培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)綠色植物的情感打下理性知識的基礎(chǔ)。

二、教學(xué)過程

1.結(jié)合生活，激趣引入

提問：同學(xué)們早餐都吃了什么，這些食物的主要成分是什么，引入主題——光合作用。

設(shè)計意圖：一堂課的開始，可以通過與生活息息相關(guān)的問題引入課堂，使學(xué)生切身感受到科學(xué)就在身邊，感受到科學(xué)源于生活，營造輕松的課堂氛圍，積極調(diào)動班上的每一個學(xué)生，做到“面向全體學(xué)生”。

2.瀏覽書本，自主學(xué)習(xí)

對光合作用有哪些了解呢？快速瀏覽書本內(nèi)容，獲取新的知識。

設(shè)計意圖：教師在課堂上要運用各種教學(xué)手段，提供一個充分民主自由的環(huán)境，為學(xué)生提供自主學(xué)習(xí)的平臺，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，避免學(xué)生養(yǎng)成拿來主義思想。在自主學(xué)習(xí)當(dāng)中，教師可配合導(dǎo)學(xué)案的使用，設(shè)計一些簡單的題目，檢驗學(xué)生自主學(xué)習(xí)的成果。這樣生本對話的設(shè)計，有利于學(xué)生自主獲取信息，能夠有效地培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)的能力、獲取信息的能力等，提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

3.科學(xué)探究，驗證理論

這個是書本告訴我們的，它真的是正確的嗎？只有我們親自驗證了才能肯定。今天我們就當(dāng)一名鑒定員，一起來驗證書本內(nèi)容的真?zhèn)巍?/p>

（1）驗證一：植物光合作用真的能產(chǎn)生淀粉嗎？

思考1：我們可以用什么試劑來檢驗淀粉的存在？會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？

學(xué)生預(yù)答：碘液，淀粉遇碘變藍(lán)色。教師實驗演示：米湯中加碘液。

每個小組桌上事先都已經(jīng)準(zhǔn)備好了從陽光充足的地方采摘來的三葉草、一小杯碘液，讓學(xué)生將碘液滴在葉片上，觀察結(jié)果，檢驗葉片中是否存在淀粉。若未變藍(lán)，是否就說明葉片中不含有淀粉呢？猜想可能是什么原因?qū)е碌?，并對實驗進(jìn)行改進(jìn)。

設(shè)計意圖：通過米湯中加碘液的實驗，學(xué)生能夠直觀地看到淀粉遇碘的確會變藍(lán)色，使學(xué)生對后續(xù)的實驗結(jié)果有一個比較的標(biāo)準(zhǔn)。讓學(xué)生進(jìn)行直接將碘液滴在葉片上、改進(jìn)之后再滴碘液的實驗，目的在于試錯，通過試錯實驗，使學(xué)生體驗到科學(xué)家們在探究過程中也會遭遇挫敗，我們現(xiàn)在已知的科學(xué)真相，是當(dāng)時的科學(xué)家們一點一點地從錯誤和失敗的經(jīng)驗中探索出來的。這樣的設(shè)計有利于豐富學(xué)生的科學(xué)情感，培養(yǎng)學(xué)生遇挫不折、勇于承受失敗的心理能力，這樣的心理素質(zhì)是學(xué)生今后發(fā)展至關(guān)重要的品格，這也是科學(xué)核心素養(yǎng)的體現(xiàn)。

學(xué)生發(fā)現(xiàn)即使將三葉草碾碎，再滴碘液，結(jié)果也未變藍(lán)色，此時，展示事先查閱好的資料，獲取幫助，通過資料發(fā)現(xiàn)，葉綠素的綠色會干擾藍(lán)色的顯色。教師演示淀粉、葉綠素、碘液混合的實驗，發(fā)現(xiàn)的確不變藍(lán)色。

思考2：如何排除淀粉檢驗過程中的顏色干擾？

根據(jù)資料當(dāng)中提供的方法，利用酒精將葉綠素溶解掉。

思考3：如何加快葉綠素的溶解？

學(xué)生預(yù)答：加熱。

教師提示：酒精易燃，不可直接加熱，應(yīng)采用水浴加熱的方法，并介紹水浴加熱法：把裝有酒精和三葉草的小燒杯放進(jìn)盛有熱水的大燒杯中，再將大燒杯放在石棉網(wǎng)上，用酒精燈加熱。等葉片褪成黃白色之后，然后將葉片取出，放清水中漂洗，之后再放在玻璃皿上滴上碘液，觀察。

思考4：觀察到什么現(xiàn)象能夠證明植物光合作用產(chǎn)生了淀粉？

當(dāng)觀察到黃白色的葉片滴上碘液變成藍(lán)色時，至此，書本上光合作用的其中的一種產(chǎn)物得到了驗證。

在實驗步驟得到完善之后，要求學(xué)生以學(xué)習(xí)小組的形式動手實驗，并展示實驗結(jié)果，進(jìn)而得出實驗結(jié)論，并對實驗結(jié)果進(jìn)行交流和評價。

設(shè)計意圖：教師演示綠色干擾藍(lán)色顯色的實驗，讓學(xué)生直觀地感受資料當(dāng)中顯示的內(nèi)容，證實資料的可信度，也為接下來的實驗提供思考方向。每一步一提問，為學(xué)生的探究活動指引方向。在探究過程中，教師不僅要當(dāng)好“導(dǎo)演”，有時還要演好“配角”，將自己也當(dāng)作成一名學(xué)生，與學(xué)生一起從學(xué)生的角度去參與各種討論、學(xué)習(xí)。教師應(yīng)充分把握教學(xué)過程中的“雙邊性”原則，即教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體的“雙主”原則，幫助學(xué)生通過自己的探索主動地獲取知識，成為知識的主人。查閱資料是利用現(xiàn)代信息技術(shù)獲取幫助的一種非常便捷的手段，在探究過程中，教師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生，在探究遇到困難時，可借助身邊的一切力量來尋求解決方法，培養(yǎng)學(xué)生多渠道獲取信息的科學(xué)素養(yǎng)。在探究活動中的合作學(xué)習(xí)的方式，能夠培養(yǎng)學(xué)生相互合作、交流與評價的核心素養(yǎng)，這在學(xué)生的發(fā)展過程中尤為重要。

（2）驗證二：光合作用真的需要光照嗎？

大膽放手，讓學(xué)生從宏觀上提出總體思路，設(shè)計總體方案，再通過讓學(xué)生思考“實驗的變量是什么、如何控制變量、怎樣知道植物進(jìn)行了光合作用、如何排除葉片中原有淀粉對實驗的干擾”這些問題，逐步細(xì)化“光合作用需要光照”的探究活動。

設(shè)計意圖：學(xué)生是課堂的主體，在科學(xué)教學(xué)過程當(dāng)中，教師應(yīng)謹(jǐn)記要將課堂還給學(xué)生，驗證“光合作用能產(chǎn)生淀粉”的實驗中，學(xué)生已經(jīng)初步了解探究的過程，驗證二——“光合作用真的需要光照嗎？”旨在培養(yǎng)學(xué)生實驗設(shè)計的能力。因此，在課堂中為學(xué)生創(chuàng)設(shè)輕松、民主的發(fā)言環(huán)境尤為重要。“光合作用需要光照”這一探究活動完全可以先讓學(xué)生表達(dá)，然后師生共同具化細(xì)節(jié)，“如何排除葉片中原有淀粉對實驗的干擾”，要結(jié)合前面學(xué)習(xí)的呼吸作用，在此教師扮演好“梯子”角色，若學(xué)生未能回答出來，則在學(xué)生需要的時候及時提供援助，這樣可以使學(xué)生的知識活化、重制，形成相互聯(lián)系的知識結(jié)構(gòu)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鍛煉學(xué)生的表達(dá)能力，提高學(xué)生的科學(xué)核心素養(yǎng)。

制定探究方案，完善實驗過程。在細(xì)化了實驗過程之后，要求學(xué)生將實驗過程寫在導(dǎo)學(xué)案當(dāng)中。

設(shè)計意圖：寫下實驗步驟的環(huán)節(jié)，是讓學(xué)生將頭腦中的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為文字內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的文字表達(dá)能力。

解釋、檢驗與評價：以銀邊天竺葵為材料，通過動手實驗，分析實驗結(jié)果，對照書本中的理論敘述，對課本內(nèi)容進(jìn)行檢驗和評估，驗證理論的正確性。

設(shè)計意圖：檢驗與評估過程是驗證性探究最后的步驟，根據(jù)實驗事實，驗證理論的正確性。通過總結(jié)和評價，幫助學(xué)生更加深刻地經(jīng)歷科學(xué)家的研究過程與方法。通過這樣的驗證性探究，學(xué)生體驗了科學(xué)家的思考過程和探究過程，學(xué)生在這些過程中得到的經(jīng)驗和智慧，在以后的學(xué)習(xí)中對問題的處理和解決，會有一定的幫助，加深對科學(xué)過程的理解，對科學(xué)結(jié)論是如何獲得的，也有一定的感受，提高評價與交流的科學(xué)素養(yǎng)。

（3）驗證三：光合作用真的需要葉綠體嗎？

仔細(xì)觀察銀邊天竺葵的葉片，除了遮光部分未變藍(lán)外，葉片的邊緣白色部分也沒有變藍(lán)，這說明了什么問題？

設(shè)計意圖：該探究活動是在驗證二——“探究光合作用是否需要光照”的基礎(chǔ)上，觀察葉片原來的綠色部分和銀邊部分滴加碘液后的區(qū)別而發(fā)現(xiàn)的，該結(jié)果的發(fā)現(xiàn)同時也提示學(xué)生要善于觀察，在探究的目的之外可能會伴隨另一項重要的發(fā)現(xiàn)，很多科學(xué)發(fā)現(xiàn)都源于一些偶然觀察到的現(xiàn)象，而這常常是另一項科學(xué)探究的開始，因此要培養(yǎng)學(xué)生善于觀察和發(fā)現(xiàn)的科學(xué)素養(yǎng)。

4.聯(lián)系理論，總結(jié)課堂

正是由于光合作用的存在，物質(zhì)才能從無機物變?yōu)橛袡C物，能量也由光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在葉片中。因此，光合作用被稱為是“地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”。

設(shè)計理念：在探究活動之后，聯(lián)系理論，加深對知識的認(rèn)識和理解。

三、教學(xué)反思

本節(jié)課以提升學(xué)生科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)為設(shè)計理念，重視學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，重視引導(dǎo)學(xué)生對探究內(nèi)容的思考方式，進(jìn)行了驗證性的探究活動。將學(xué)生作為主體，主動構(gòu)建自己的探究過程，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神，以實驗事實為依據(jù)，驗證科學(xué)結(jié)論的正確性，體會科學(xué)家的思維方式和探究過程。

從理論上認(rèn)識光合作用的過程，再到逐一驗證光合作用的原料和條件，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的思考過程，探究活動的設(shè)計、實驗操作過程，觀察實驗結(jié)果、驗證實驗結(jié)論以及評價與交流的過程，在這個過程當(dāng)中，教師切不可包辦學(xué)生探索的問題，學(xué)生能自己表達(dá)的教師盡量不要指導(dǎo)。教師在教學(xué)中要敢于放手，充分發(fā)揮學(xué)生的主體性作用，挖掘?qū)W生的潛力，尊重學(xué)生的意愿和自主權(quán)，科學(xué)地引導(dǎo)學(xué)生自覺地完成探究活動。探究不僅是一種綜合能力，而且是科學(xué)學(xué)習(xí)的主要方式，科學(xué)探究一方面能夠逐漸培養(yǎng)學(xué)生的分析、綜合、比較、抽象、概括、分類、推理、類比等思維方法，另一方面，學(xué)生的學(xué)習(xí)能力、思維能力、實踐能力和創(chuàng)新能力，以及運用科學(xué)語言與他人交流和溝通的能力也能逐漸形成。在課堂當(dāng)中構(gòu)建探究教學(xué)是提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì)和培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)核心素養(yǎng)的一種積極有效的教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

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