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开发课程资源提升学生科学探究能力

发表时间：2020/8/3 来源：《中小学教育》2020年8月2期作者：刘建昌

[导读] 科学探究能力是中学阶段学生必须掌握的关键能力，教学中通过开发实验材料、技术资源、生物科学史、评价工具等资源，可以创造性开展探究实验，提高实验效果，进而提高学生的科学探究能力。

刘建昌江苏省常州市花园中学 213016
【摘要】科学探究能力是中学阶段学生必须掌握的关键能力，教学中通过开发实验材料、技术资源、生物科学史、评价工具等资源，可以创造性开展探究实验，提高实验效果，进而提高学生的科学探究能力。
【关键词】课题资源；探究能力；开发
中图分类号：G652.2 文献标识码：A 文章编号：ISSN1001-2982 （2020）08-029-01

        科学探究是指科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。学校的科学探究活动通常是指学生们用以获得知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。它是有序的活动过程，其一般过程为：提出问题、作出假设、制订研究方案、实施方案、得出结论、表达与交流。课程资源作为课程的来源和构成要素，是课程得以形成和发展的基本前提，课程资源是探究活动得以顺利进行的基本保证之一，因此课程资源开发利用的程度直接影响着探究活动的效果。笔者在教学实践中，不断探索尝试，通过课程资源的开发，提升探究实验的品质，从而提升学生的探究能力。
        一、开发实验材料提升探究能力
        初中生物教材中安排了很多的探究实验，但是很多的探究实验在实际课堂教学中比较难操作，例如在探究非生物因素对生物的影响时，教材中提供的是以鼠妇为实验材料来探究的。鼠妇在现实生活中，让学生去捕捉足够数量的鼠妇比较难，提供适合它生存在环境时也不容易。因此很多教师就把探究实验变成了讲探究实验，学生做实验变成了听老师讲实验，这样严重影响了学生探究能力的提升。教学中我们可以把实验材料“鼠妇”变为黄粉虫，黄粉虫易于饲养，大小相差不大，便于控制变量。当然我们也可以用小金鱼作为实验材料，观察水、温度等对它们生活的影响，这样更容易取材和操作。再如“探究绿叶在光下产生淀粉”的实验中，采用天竺葵效果很好，但是数量难以得到保证，可以选用一些替代品如红花酢浆草、小白菜、秋海棠叶等，这样每个同学都可以单独完成实验，有利于培养学生探究能力。通过开发实验材料，能够保障更多的实验可以顺利开展，可以让演示实验变为分组实验，可以让大组实验变为单人实验，让学生在实验中体悟探究实验的过程和乐趣，有助于学生探究能力的提升。
        二、开发技术资源提升探究能力
        随着信息技术的快速发展，把技术资源应用教学中时代的呼唤和要求。由于技术的应用，很多传统的探究实验或者说一些验证性实验，我们都可以转变为探究性实验。如“探究人体呼出气体中的二氧化碳”，以往实施只能是往澄清石灰水中吹气，看到澄清的石灰水变浑浊，证明呼出气体中含有较多的二氧化碳。这个实验还有一个缺陷，就是缺少变量，还要向澄清的石灰水中吹入相同量的空气，但在课堂的实际操作中却是比较难。对于这样一个实验，我在教学中引入二氧化碳传感器，通过传感器上二氧化碳含量数据的变化，可以测出人体呼出气体中二氧化碳的含量，从而和空气中的二氧化碳进行对比。

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这样就变定性实验为定量实验，让实验变得更加严谨。在这个实验中，我还让学生去思考和实验，如果用氧气传感器来测量呼出的气体中氧气的含量减少，如何来设计实验，学生独立设计实验并进行实验操作，在这样的过程中，学生的探究能力得到了很好的提升。技术资源的利用可以在很多实验上都可以加以利用，再如，探究植物的蒸腾作用时，我们通常用透明塑料袋罩住植物后放在阳光下一段时间，发现塑料袋上有水珠产生，这样可以证明植物的蒸腾作用。在本节内容的教学中我引入湿度传感器，学生开展探究绿色植物充足的地方和没有绿色植物的地方空气中的湿度情况，进行对比，进而得出结论。开发技术资源，可以创造性的开展探究实验，培养学生的探究能力。
        三、开发科学史资源提升探究能力
        科学探究不仅是一种自然科学的学习过程，也是一个人生活中面对复杂环境时将问题迎刃而解的主要能力。教师可以通过在课堂上贯穿科学史的发展历程，深入挖掘科学家的思考过程和方法，引导学生树立探索的信心，最终形成科学探究能力。例如在“光合作用的发现”这节内容中，把光合作用的发现史引入课堂中，跟随科学家的研究路线，分析实验过程和实验方法。在普利斯特莱的实验中，我给学生提供钟罩、蜡烛、绿色植物等实验材料，学生跟着科学家的脚步去开展实验探究，很多学生发现自己的实验结果和普利斯特莱的实验结果不一致，于是开始反思自己的实验，有的学生发现，我们是在教室里做得缺少阳光，当然也有学生对科学家的实验进行质疑。通过对实验过程和实验的严谨性的思考和改进，学生的探究能力明显得到提升。开发科学史资源应用到课堂教学中，让学生感悟科学家严谨、求真、坚持不懈的科学态度和精神；利用科学家不迷信权威、敢于质疑的事例，让学生感受批判质疑精神的启迪；引导学生分析科学家的实验和亲身参与探究活动，从而提升学生得到探究能力。
        四、开发评价工具提升探究能力
        评价是导向，通过评价工具，让学生明白自己的探究能力达到了什么水平，在哪方面还可以进一步提升。针对科学探究的几个步骤开发具体的评价标准。如我在“探究憋气时间长短对呼出气体的影响”实验中针对学生提出问题，设置了ABC三个等级标准，A等级要求学生达到：提出问题是一个问句，提出的问题能反映出憋气时间长短对呼出气体的具体影响（如憋气时间越长呼出气体中的氧气含量越少吗？）。B等级要求学生达到：提出问题是一个问句，提出的问题围绕“憋气时间长短对呼出气体的影响”，但不能反映出憋气时间长短对呼出气体的具体影响。（如憋气时间长短对呼出气体有影响吗？）C等级要求学生达到：不能围绕“憋气时间长短对呼出气体的影响”提出问题或者提出的问题不是问句。除了提出问题环节，针对作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达与交流环节都制定ABC等级评价的具体标准。有了具体的评价标准，然后通过学生自评、互评和教师评价评出相应的等地。学生通过自评、互评和教师的评价，知道了探究能力的薄弱点，找准了改正的方向，进而不断改正，在评价中不知觉得就提升了科学探究能力。
参考文献：
[1]黄增寿.基于科学探究的科学史教学策略研究[J].中学生物学,2019,35(12)：24-26.
[2]戴舒玥.科学探究中“提出问题”环节的“收” 与“放”[J].中学生物学,2017,33(6)：37-38.