论文部分内容阅读
摘要 通过对人教版新教材《必修1·分子与细胞》进行统计分析得出“科学探究”学科核心素养与不同水平层次的相应数据。且科学地依据此数据，就探究性教学方式提出相应的教学改进思考。
关键词 生物学学科核心素养 科学探究 教材分析 教学方式
中图分类号 G633.91
文献标志码 B
科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。
NRC指出，科学探究包括观察、提出问题、查阅书籍、设计观察方案、根据实验证据修正已有信息、使用工具收集分析和解释数据、提出答案、与他人交流等。科学探究被普遍认为是培养学生科学素养的有效策略。科学探究对于学生掌握科学概念、参与科学实践、理解科学本质，成为独立思考者和学习者都有重要作用。
1生物学核心素养“科学探究”内容统计及分析
教材中编入了一定量的体现“科学探究”素材是非常必要的。下面以人教社2019年出版的新教材《必修1·分子与细胞》为研究对象，对教材中出现的所有体现“科学探究”核心素养方面的素材进行全面梳理、深度挖掘（表1、表2）。
2结果分析
从表1数据可解读出：《必修1·分子与细胞》中的“科学研究”核心素养类别均有所体现，共出现了44个频度;主要侧重在制定方案能力（13，29.54%）和表达交流能力（14，31.81%），两者占比超6成。不同素养主次分明，充分体现了教材编者的用心，五大能力都是科学探究素养的很好表现。尤其制定方案能力和表达交流能力，是学生未来奠定发展基础必须具备的素养。
从表2进一步分析出：《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《新课标》）中要求的“科学探究”水平共有4个层次，该本教材中，水平（15，11.62%），水平2（21，48.83%），水平3（12，27.90%），水平4（5，11.62%），每个层次都有相应的要求。4个水平呈正态分布状，最容易的水平1和最高要求的水平4占比科学，中间程度要求的水平2和水平3占比超7成以上。这符合绝大部分学生的发展需求，具有一定的层次感与科学选拨性。
3教学方式的思考
生物学是一门科学，在高中阶段的学科学习中，除了要求学生对科学知识的掌握之外，学生更要学会科学的思维和方法。科学探究是科学实践的重要部分，科学探究的教学也不是既定的步骤，应是一个非线性的过程。课堂上，教师鼓励学生善于观察，敢于提问，对实验等问题制定方案，善于获取数据且去表达交流。建议教师在备课的过程中结合《新课标》中的核心素养，利用教材中的素材，细化教学目标，运用不同的教学策略，改变教学环节、教学思路，最终实现提升学生的科学探究这一核心素养的目标。具体改进思考如下。
（1）创设环境，培养学生的生物学科学探究素养。教师要创设探究环境，包括创设开放的选题环境。多样的选材环境和可在探究活动中检验交流实验设计方案的环境。例如，光合作用的探究历程这节课涉及多个经典实验，是培养学生进行科学探究的很好课例。为此，笔者将之划分为“过去、现在、未来”跨越300多年的三个階段，学生自由选择不同阶段，自由选题，如过去阶段的亚里士多德实验、范海尔蒙特实验、普利斯特利实验。学生可以自由选材，自由设计可行方案，自由探讨方案可行性，自由评价方案结果结论。教师在这一系列探究过程中，慢慢渗透科学探究的精神本质。
（2）组织以活动为核心的教学活动。
教师可组织以活动为核心的教学活动，营造一个能促进学生参与探究的课堂氛围，使学生以小组或角色扮演活动，进行科学探究活动。例如，关于光合作用历程中的梅耶和英格豪斯两位科学家的实验，可采取角色扮演方式，既提高课堂参与兴趣，又可以锻炼学生的团队合作、组织分工与交流表达能力。萨克斯实验则以科学家小组的活动方式让学生自行提出相应问题：暗处理过程是否可省略？为什么？本实验可改进的地方是哪里？实验结论是什么？如此，可以促进学生在小组学习中主动合作，推进探究方案或工程实践实施。
（3）加强探究式教学。
科学探究作为主要的学习方式和教学方式，是学生习得生物学重要概念、形成生命观念、提升科学思维等的重要途径。因此，为加强科学探究式教学，教材中的思考讨论、探究实践和问题探讨栏目，教师都可以充分去利用，去精心设计并且科学组织相应教学活动，进行有趣的探究式教学，从而使学生形成独立研究的良好习惯，为核心素养形成奠定基础。
生物学科探究式教学方式可分为完全探究、部分探究、指导型探究、开放式探究。例如，“影响酶活性条件”“酵母菌细胞呼吸方式的探究”“绿叶中色素的提取和分离”等课例可以进行完全探究或部分探究;“使用高倍显微镜观察几种细胞”“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”可进行指导型探究;“探究植物细胞吸水与失水”“比较过氧化氢在不同条件下的分解”“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”可进行开放型探究。不过，目前因受到观念、课时等诸多因素的限制，大部分教师选择部分探究和指导型探究较多，也有的通过演示实验、调查、科学史、研究文献、研究小报告等形式进行简单的探究。
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）[S].北京：人民教育出版社，2018.
[2]杨铭刘恩山.生物学核心素养视角下的科学探究[J].生物学通报，2017，（9）：11-14.
[3]李佳莹.创设环境培养学生的生物学科核心素养——以“酶的特性”为例谈科学探究的培养[J].中学生物教学，2019，（3）：75-76.
[4]邓过房.生物学核心素养导向的课堂教学——以“光合作用研究的过去、现在、未来”为例[J].中学生物学，2017，（3）：3-5.
[5]田树青王新.基于核心素养的生物学教学方式的思考[J].生物学通报，2018，（3）：26-29.
[6]王晶莹.中美理科教师对科学探究及其教学的认知[D].上海：华东师范大学，2009.
关键词 生物学学科核心素养 科学探究 教材分析 教学方式
中图分类号 G633.91
文献标志码 B
科学探究是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论的能力。在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。
NRC指出，科学探究包括观察、提出问题、查阅书籍、设计观察方案、根据实验证据修正已有信息、使用工具收集分析和解释数据、提出答案、与他人交流等。科学探究被普遍认为是培养学生科学素养的有效策略。科学探究对于学生掌握科学概念、参与科学实践、理解科学本质，成为独立思考者和学习者都有重要作用。
1生物学核心素养“科学探究”内容统计及分析
教材中编入了一定量的体现“科学探究”素材是非常必要的。下面以人教社2019年出版的新教材《必修1·分子与细胞》为研究对象，对教材中出现的所有体现“科学探究”核心素养方面的素材进行全面梳理、深度挖掘（表1、表2）。
2结果分析
从表1数据可解读出：《必修1·分子与细胞》中的“科学研究”核心素养类别均有所体现，共出现了44个频度;主要侧重在制定方案能力（13，29.54%）和表达交流能力（14，31.81%），两者占比超6成。不同素养主次分明，充分体现了教材编者的用心，五大能力都是科学探究素养的很好表现。尤其制定方案能力和表达交流能力，是学生未来奠定发展基础必须具备的素养。
从表2进一步分析出：《普通高中生物学课程标准（2017年版）》（以下简称《新课标》）中要求的“科学探究”水平共有4个层次，该本教材中，水平（15，11.62%），水平2（21，48.83%），水平3（12，27.90%），水平4（5，11.62%），每个层次都有相应的要求。4个水平呈正态分布状，最容易的水平1和最高要求的水平4占比科学，中间程度要求的水平2和水平3占比超7成以上。这符合绝大部分学生的发展需求，具有一定的层次感与科学选拨性。
3教学方式的思考
生物学是一门科学，在高中阶段的学科学习中，除了要求学生对科学知识的掌握之外，学生更要学会科学的思维和方法。科学探究是科学实践的重要部分，科学探究的教学也不是既定的步骤，应是一个非线性的过程。课堂上，教师鼓励学生善于观察，敢于提问，对实验等问题制定方案，善于获取数据且去表达交流。建议教师在备课的过程中结合《新课标》中的核心素养，利用教材中的素材，细化教学目标，运用不同的教学策略，改变教学环节、教学思路，最终实现提升学生的科学探究这一核心素养的目标。具体改进思考如下。
（1）创设环境，培养学生的生物学科学探究素养。教师要创设探究环境，包括创设开放的选题环境。多样的选材环境和可在探究活动中检验交流实验设计方案的环境。例如，光合作用的探究历程这节课涉及多个经典实验，是培养学生进行科学探究的很好课例。为此，笔者将之划分为“过去、现在、未来”跨越300多年的三个階段，学生自由选择不同阶段，自由选题，如过去阶段的亚里士多德实验、范海尔蒙特实验、普利斯特利实验。学生可以自由选材，自由设计可行方案，自由探讨方案可行性，自由评价方案结果结论。教师在这一系列探究过程中，慢慢渗透科学探究的精神本质。
（2）组织以活动为核心的教学活动。
教师可组织以活动为核心的教学活动，营造一个能促进学生参与探究的课堂氛围，使学生以小组或角色扮演活动，进行科学探究活动。例如，关于光合作用历程中的梅耶和英格豪斯两位科学家的实验，可采取角色扮演方式，既提高课堂参与兴趣，又可以锻炼学生的团队合作、组织分工与交流表达能力。萨克斯实验则以科学家小组的活动方式让学生自行提出相应问题：暗处理过程是否可省略？为什么？本实验可改进的地方是哪里？实验结论是什么？如此，可以促进学生在小组学习中主动合作，推进探究方案或工程实践实施。
（3）加强探究式教学。
科学探究作为主要的学习方式和教学方式，是学生习得生物学重要概念、形成生命观念、提升科学思维等的重要途径。因此，为加强科学探究式教学，教材中的思考讨论、探究实践和问题探讨栏目，教师都可以充分去利用，去精心设计并且科学组织相应教学活动，进行有趣的探究式教学，从而使学生形成独立研究的良好习惯，为核心素养形成奠定基础。
生物学科探究式教学方式可分为完全探究、部分探究、指导型探究、开放式探究。例如，“影响酶活性条件”“酵母菌细胞呼吸方式的探究”“绿叶中色素的提取和分离”等课例可以进行完全探究或部分探究;“使用高倍显微镜观察几种细胞”“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质的流动”可进行指导型探究;“探究植物细胞吸水与失水”“比较过氧化氢在不同条件下的分解”“淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”“观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂”可进行开放型探究。不过，目前因受到观念、课时等诸多因素的限制，大部分教师选择部分探究和指导型探究较多，也有的通过演示实验、调查、科学史、研究文献、研究小报告等形式进行简单的探究。
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）[S].北京：人民教育出版社，2018.
[2]杨铭刘恩山.生物学核心素养视角下的科学探究[J].生物学通报，2017，（9）：11-14.
[3]李佳莹.创设环境培养学生的生物学科核心素养——以“酶的特性”为例谈科学探究的培养[J].中学生物教学，2019，（3）：75-76.
[4]邓过房.生物学核心素养导向的课堂教学——以“光合作用研究的过去、现在、未来”为例[J].中学生物学，2017，（3）：3-5.
[5]田树青王新.基于核心素养的生物学教学方式的思考[J].生物学通报，2018，（3）：26-29.
[6]王晶莹.中美理科教师对科学探究及其教学的认知[D].上海：华东师范大学，2009.