将探究做到实处渗透生物学学科核心素养

段中红

摘要：以“探究种子萌发的环境条件”教学为例，探讨在实验教学中将探究做到实处的方法，以引导学生在循序渐进的探究过程中获取知识，体验探究的乐趣与意义，渗透生物学科核心素养。

關键词：科学探究;实验;生物学学科核心素养

中图分类号：G633.91 文献标志码：B

1引言

《义务教育生物学课程标准（2011年版）》（以下简称《课程标准》）提出：倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，帮助学生领悟科学的本质，培养学生的创新精神和实践能力。生物学的发展和提高是“实践一理论一再实践一再理论”的循环过程，实验教学是学生获取知识和方法、提升能力的有效途径，是渗透生物学学科核心素养——科学思维、科学探究等的重要载体。

“教为主导，学为主体”的教学理念要求教师创设以学生为中心的课堂环境，要发挥学生的主观能动性，引导学生按照“发现问题——提出问题——作出假设——制定计划——实施计划——得出结论——表达交流”的探究过程，完成实验。这样的实验课堂避免了将探究性实验做成验证性实验，将探究实验做到实处，培养了学生的生物学学科核心素养。

在教学实践中，笔者发现虽然实验教学过程中学生的主体作用很重要，但教师的主导作用不能忽视;教师要在实验前精心设计准备，实验中适时引导和大胆放手，针对实验后产生的生成性问题要引导学生二次探究。下面以“探究种子萌发的环境条件”实验教学为例，谈一谈如何在实验中启发学生的科学思维，进行“真”探究。

2精心设计实验，将科学探究做到实处，避免“伪”探究

核心素养是学生在学习过程中逐渐形成和发展起来的，它的形成是循序渐进的。科学思维和科学探究是核心素养的重要内容。科学思维几乎贯穿于初中生物学实验教学的始终，而科学探究只是体现在初中生物学的一部分实验教学中。教师要充分利用这些实验，来培养学生的科学思维。

科学探究侧重于学生获取知识的过程，但是初中生物学实验教学中，由于课堂时间的限制，很多学生就是根据书上的实验步骤，一步一步进行实验，从而得到实验结果。这是种“伪”探究，不能体现科学探究对于学生科学思维的发展，也失去了科学探究的意义。教师要遵循学生的认知规律，按照学生发现问题一自主设计探究实验一从实验结果中发现新问题一进一步探究的顺序来组织实验教学，引导学生“跳起来摘到果实”。在学生思维的最近发展区内进行实验探究，学生才会有探究的兴趣和信心。

探究性学习需要教师在教学中以探究活动为载体，创设有效的问题情境，引导学生提出迫不及待想要探究的问题，师生共同交流，在有限的课堂时间里，教师要引导学生先探讨一些具有思维价值的问题。

在实施七年级上册“探究种子萌发的环境条件”实验时，学生由于知识、经验等限制，设计探究实验方案的能力还是很薄弱的。如果学生一开始就从影响种子萌发的多个条件一起着手设计，必然会有很大的困难，无从下手。本节实验探究课就是以《课程标准》为依据，基于学生的认知水平，引导学生在循序渐进中探究，进而获取知识，激发其科学探究的兴趣，体验到探究的乐趣与意义。

2.1问题情境导入，使学生从感性认识上升到理性思考

在探究“种子萌发的环境条件”时，教师首先让学生从生活经验和已有的知识出发，诵读姚鼐的《山行》：“布谷飞飞劝早耕，舂锄扑扑趁初晴。千层石树通行路，一带山田放水声。”教师由古诗情境导入，使学生感受春耕的喜悦热闹、新生命开始的希望。教师提出问题：“一年之计在于春”，春天是大多数作物的播种季节。为什么种子在春天播下去容易长出幼苗？将学生从感性认识带到理性思考后，追问“种子的萌发需要哪些环境条件？学生根据生活经验和教师提供的资料，尝试回答。教师继续追问：如何证明自己的答案是正确的呢？引导学生进入了深度思考，请学生提出自己想要去探究的问题，然后引导学生分小组设计对照实验，请学生交流小组的设计方案。

2.2学生设计引导实验，循序渐进地探究，潜移默化地提高学生的科学思维

学生分小组设计对照实验，有的小组把所有条件一起探究，分不清实验组和对照组。笔者要求每个小组设计围绕一个变量的对照实验，分小组讨论交流。为了达到实验的高效，教师可以引导学生同时探究几个条件，其中先设计一个适合种子萌发的这一组作为对照组，再分别设计某一个欠缺的环境条件作为变量来研究的这一组为实验组，由浅入深。这样既降低了学生探究的难度，也符合学生的认知规律。

学生分小组设计实验方案时，还有几个难点需要突破，如实验材料的处理选择，围绕空气这个变量的实验设计。其中对于如何设置缺氧的环境这个难点，很多学生提出，将瓶盖拧紧或用真空泵将瓶子的空气抽尽。第一种方法不合理，第二种方法操作起来不容易，教师联系学生游泳的生活经验来启发学生的思维，引导学生得出选择使用浸没种子的方法来营造缺氧的环境，突破了这个难点。再如，教师引导学生思考实验过程中：一个实验组中的培养皿放冰箱里，另外三个放橱柜里而不是桌上的目的是什么？学生通过小组讨论，得出：这样设计既营造了无光的环境，也保证了冰箱里的实验组和2号对照组的变量只有一个。教师要强调实验设计中每一步的设计实施，都要严谨，以此保证变量的唯一性。

如果探究的问题一开始难度太大，学生自然会退缩，不敢尝试。这种循序渐进的引导可以突破难点，既激发了学生科学探究的欲望，也为终身学习奠定基础。

3注重实验教学的引申拓展，培养学生科学思维的发展

探究性实验教学符合“实践——认识——再实践——再认识”的认识规律。教师在课前要准备充分，预设些“意外”的结果。如果只根据教科书的资料启示开展实验，就只需要探究种子萌发的三个环境条件：一定的水分、适宜的温度、充足的空气。这节教材中实验材料也只需要大豆、红豆、绿豆等对光不敏感的种子。但是，影响种子萌发的条件不仅仅是这三个，为了给学生的探究学习提供更多的锻炼机会，笔者特意准备了莴苣种子这种对光敏感的植物种子。教师把这个“意外”的种子带到实验中，学生观察了实验结果后，会进一步产生疑问，为什么莴苣种子没萌发？这样就激发他们产生进一步去探究光对植物种子萌发的影响。学生对探究有了进一步的认识，并产生继续设计对照实验进行探究的兴趣。由于一节课无法观察到二次探究的结果，兴趣小组的学生提前探究，再在课堂上向其他同学展示了实验的结果。这样学生能够轻松得出光对大豆、红豆、绿豆种子的萌发无影响，但是对莴苣种子的萌发有影响，从而进一步得出：光不是某些植物种子萌发的必要条件。

通过这样既充分又有意外的准备，能让学生真正理解探究实验的意义，激发他们学习生物学的兴趣。探究性实验教学提高了学生对现象的观察、问题的探究、概念的形成，使知识的理解、结论的检验、思维的发展融为一体，非常有利于学生掌握科学的逻辑思维方法和提高解决问题的能力。

4创设新情境，鼓励学生提出新问题，课外渗透科学素养的培养

传统的教学是把问题在课堂上弄懂，走出课堂就没有问题了，这是片面的教学观。现代的教学理论认为，问题的解决不是最终目的，而是在解决问题以后，鼓励学生提出新的问题，带着新问题走出课堂，才有利于进一步提升学生科学思维的发展。

学生在第一次探究“种子萌发的环境条件”时，在“意外”莴苣种子的设计情境下，发现了新的问题，并产生进一步探究的欲望。经过二次探究，学生对种子萌发的环境条件这部分知识把握的更加全面、科学，培养了逻辑严密的思维。种子有千千万万，如果要把每一种种子萌发的环境条件都证实，是很困难的，但是要证实哪种环境不适合种子的萌发还是很容易的。教师要引导学生意识到“证实”很难做到，但“证伪”是可以做到的。学生继续探究在实验中发现的新问题，是真正实现以生为本的体现。

伽利略曾说过：“科学的真理不应该在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。”在初中阶段，通过生物学实验，尤其是探究实验，更能帮助学生形成科学的思维，培养严谨的科学态度，渗透生物学学科核心素养。教师备课时，精心设计每个环节，引导学生探究有思维价值的问题，使学生体会到科学探究是解决问题的主要途径，体验到每次探究的喜悦。