科学探究

第1篇：科学探究

科学素养 科学本质 科学探究

研读《义务段化学课程标准(2011版)》(下文简称《修订稿》)，较之《义务段化学课程标准(实验稿)》(下文简称《实验稿》)，清晰可见本次义务段课程标准的修订取向：一方面充分肯定了十年课改的方向，汲取了十年课改的实践经验和理论研究成果;另一方面实事求是、与时俱进地回应了实践问题。《修订稿》的坚持与变化需要我们加强理论与实践的双向研究，领会修订立意，缩短文本与实践之间的距离，以使文本能尽快落实到教学实践中去。

一、义务教育化学课程标准的立意解读

《修订稿》结合十年来课堂教学中存在的主要问题，将《实验稿》中的7条建议整合为4条，突出了重点，增强了建议的针对性。其一，在课程性质的描述上作了修改，着眼整体提高学生科学素养，彰显学科性质，便于教师理解把握。其二，《修订稿》“目标要求”的水平划分、操作性、层次性等问题得到进一步明确，关注到知识的系统性和阶段间衔接，具体界定化学实验技能和实验内容的要求，确定了学生必做的化学实验，重写了“教学情景”素材、增加了11个教学案例;“活动与探究建议”中某些活动任务的设计考虑各地的实验资源，在操作性上得到加强，较好地回应了化学教学实践中的突出问题，提出的实施建议更有针对性。其三，增删了某些知识点，适当调整某些核心知识的学习水平层次等，落实减负精神。

对于我们一线教学实践工作者而言，推进《修订稿》的实施，需要在关注具体变化内容、强化评价改革的同时，更多地发掘《修订稿》变化内容背后的立意。统观变化，《修订稿》在“立足科学素养、彰显学科性质、突出科学探究”三个方面的立意十分明显。

二、义务教育化学课程标准的教学期待

“立足科学素养、彰显学科性质、突出科学探究”这三个方面内涵的理解与把握，需要我们作深入的理论与实践研究，才有望把顶层设计思想转变为实践层面的改进。

(一)立足科学素养：需要基于课标的教学

研读《修订稿》，不论是从前言部分的课程性质到课程设计思路的修订，从主体部分的课程目标到课程内容的微调，还是实施建议部分大刀阔斧的重写与不惜笔墨的铺陈，都立足于对科学素养内涵的把握，追求科学素养目标的全面达成。立足科学素养的课堂教学，需要我们一线教师加深对科学素养内涵的理解。在英文中，科学素养(scientific literacy)通常和另一说法“公众理解科学”(public understanding of science)同义。它强调的是一种长期积淀下来的习惯、素养，是一种内在品质，其重点在于对科学的态度，观察和思考问题的科学性以及批判精神，应当是指非专业人员对科学的理解程度，强调方法、观念和态度(Maienschein et al.， 1999)，而不仅仅指一种短期的实用技能、解决实际问题的具体知识和办法这样的“科学专业素养”。

《修订稿》强调的是立足科学素养，把它落实到义务段化学教学实践中去，笔者以为应强化以下三个教学观念：一是淡化学科界限，提倡学科内及学科间的综合化。二是增强化学教学与社会的联系，贴近学生的生活实际，即化学课程的生活化，在操作策略上提倡创设丰富多样的基于学科观念的教学情景等。三是加强科学与人文的融合，注重科学的人文化，具体通过改变学生的学习方式，如加强化学史、化学哲学与化学社会学对化学学科教学的指导作用，加强基于化学实验的、有助于理解科学本质的科学探究内容和学习方式。因为，立足科学素养意味着要让学生不仅知道知识的应用，而且了解知识“可能产生的影响”;不仅“知道科学技术在生活、生产中的应用”，还理解科学“在社会发展中的应用”，更加关注科学技术与社会的关系。在能力要求方面，更加强调“科学探究过程的一般方法”，分析“科学探究”的内涵，强调收集、整理、分析和运用信息的能力等。强调开展实验研究，在实验过程中提出发展交流、合作，使学科能力要求进一步具体化和结构化。在情意方面，更加强调质疑与创新、谦虚与合作精神等等。

以上分析可见，以“立足科学素养”统摄修改内容的《修订稿》的实施，其实是新一轮初中化学课程改革征程的开始，它再一次要求我们在学习研究《修订稿》的同时，一定要推进基于课程标准的初中化学教学实践。要求我们以“用课标教”来取代“用教材教”和“为考而教”的教学习惯，初中化学教学与评价皆要遵从于标准，确保学生提高科学素养，促进在拓展质量内涵基础上的达标，促进学生自由全面发展。与西方国家的具体实践相比，基于标准的评价、问责方面的研究与实践还未全面展开，有待拓展和深化。要使《修订稿》由文本转为教学实践，教师在教学设计中应该始终基于标准，坚持以提高学生的科学素养为主旨设计教学方案，从制订学期总体的教学方案到每一课时的教学设计，教师必须一以贯之地思考如何落实科学素养的目标，特别要注意挖掘化学知识所蕴含的科学方法以及价值观目标要素，在实践中能结合具体的学习内容将三维目标融为一体。

(二)彰显学科性质：提倡基于观念的教学

《修订稿》“前言”部分明确提出“义务教育阶段的化学教育，要激发学生学习化学的好奇心，引导学生认识物质世界的变化规律，形成化学的基本观念”;“教材编写建议”部分明确要求“在编选概念原理知识内容时，应重视以化学基本观念为线索，将化学基本观念渗透在教材内容中，通过具体化学知识和概念的学习，促进学生化学学科思想和基本观念的形成”。《修订稿》对学科观念的浓墨渲染，情有可原——一门学科对学生发展的价值，除了学科领域的知识以外，从更深的层次看，确实更应该给予学生认识世界提供独特的视角、思维的方法和特有的逻辑。

基础教育必须为学生的终身发展打下基础。随着课程改革的不断深入，人们对基础的认识也发生了很大的变化，那种注重学科知识的记忆和积累，认为知识越多越好的传统“双基”观念己不适应学生终身学习的需要。新时代的基础知识，不能再局限于化学学科知识，相比之下，化学基本观念的形成和发展显得尤为重要。宋心琦教授在《对中学化学的主要任务和教材改革的看法》中提出：“学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标。”背诵和记忆某些具体的化学事实知识，当然是有价值的，但是更重要的价值在于他们的化学观念及作为某些观念的载体。[1]初中化学教学应紧密联系生活实际，参考《修订稿》提供的大量丰富的教学情景素材，根据不同的知识内容创设基于学科观念的情景，既能帮助学生有效地理解知识，又能增强学生看待问题的化学意识，由此建构化学观念。

基于基本观念的课程目标更关注化学学科知识类的基本观念、化学学习方法类的基本观念以及化学情意类的基本观念这三类基本观念均衡发展，课程内容要选择最具有基本观念形成价值的内容。根据H. Lynn Erickson教授在其著作中的阐述，“观念为本的教学”设计程序和方法主要有以下几步：(1)在确定课程单元后，审视课程单元内容，识别一个关键性概念或原理或方法等作为基本观念，为思维过程指明方向;(2)把基本观念转化成一些基本理解，这是期望学生在学习中逐渐形成的;(3)把基本理解以“基本问题”的形式表达，以问题驱动教学和学习，促进学生的基本理解;(4)根据基本问题设计教学活动、学习活动和评价活动，从而使学生参与基本问题讨论和过程学习，这些活动和过程应有助于学生达到基本理解，最终完成知识建构，形成基本观念。在整个过程中，教师都要反复思考这样的问题：通过这个课程单元，我最终希望学生知道什么、理解什么和能够做什么?

教学实践要比课程标准文本的修订复杂百万倍，在彰显学科性质、加强学科观念教学的同时，在教学研究与实践中我们也要作进一步的思考。比如，初中理科各学科性质肯定各不相同，在突出和加强了学科各自性质的同时，又如何确保学科之间的融通化和综合化，如何共同作用于初中学生整体科学素养的提高?笔者以为，各自然学科的教学理论仍必须在科学教育哲学、科学教育社会学和科学教育心理学的共同指导下，起码应当在一个共同认可的科学本质的基础上去理解和把握各学科的性质，并推进各学科观念之间相互关系的研究与实践。

科学本质究竟是什么?国际理科教育界早已对科学的本质及科学本质的教育进行了讨论，很多人认为，科学的本质是科学史、科学哲学、科学社会学及科学心理学的共同基础。应该由科学本质的构成成分来决定学校理科课程中基本的、中心的内容。下表是包含在八个国际理科教育标准中明确一致的科学本质内容。[2]

表中内容指出：观察和推论之间存在着区别，从观察到推论的认识过程不是一个连续的认识序列;科学定律和科学理论是科学认识的两种形式，它们各自的产生范式是不同的。科学定律的产生范式是归纳式，科学理论的产生范式是建构式;特别强调：科学认识的结果不是纯粹客观的，以往普遍认为的科学过程方法是按“定义问题”、“收集信息”、“形成假设”、“相关的观察”、“测试假设”、“形成结论”、“报告结果”的程序进行，以及“实验”是获得科学知识的核心途径，“科学模型是对现实的呈现”、“科学和技术是合法的”、“科学是个人的追求”等等都是关于科学的“神话”。其实所谓的这个科学过程方法只是教育对科学过程的猜想，实际上科学结论极大地包含有人的想象性和创造性。并非仔细观察、收集证据就能获得正确的知识。因为在认识的成分中，不完全是客观的，其中含有人的主观性，所以科学认识是相对合理的，不是绝对正确的，有时甚至是错误的，所以科学知识具有暂定性本质。科学新知识的接受也不是直线渐近的。[3]化学作为一门以实验为基础的自然科学，在教学中应当力求祛除这些神话，以使学生领悟现代科学本质。

(三)突出科学探究：加强基于实验的教学

科学的历史是人类对生命现象不断探究的、充满错误和艰辛的历程。通过各学科探究活动使学生真正理解了科学的历史，才可增进对科学的理解，科学探究的经历方能内化为学科的科学素养。[4]因此，知识形成过程要突出科学探究，“‘认识什么’和‘怎么认识’，是科学过程的两个方面，忽略了科学的‘过程和方法’，一方面不可能达到对科学本质的认识，另一方面也滤掉了过程和方法对学生发展的教育价值。”知识获得的过程比知识的结果更重要，很多观念正是在获得知识的探究过程中形成的。学生将知识素材结构化为认知结构后，学生在反思和评价己形成的认知结构时，会产生一些基本问题，学生通过解决基本问题，便产生对化学知识乃至化学科学本身的一些基本认识。这是中学化学基本观念的孕育阶段，这些基本认识就是中学化学基本观念的胚胎。[5]

《修订稿》变化之大首先体现在对必做化学实验的明确规定，更加强调以实验为基础的“科学探究”。研究与实践都让我们有理由相信，标准“规定性”的增加一定能提高《修订稿》对教学实践的影响力。《修订稿》课程性质中，增加了一条：“化学是一门以实验为基础的学科，在教学中创设以实验为主的科学探究活动，有助于激发学生对科学的兴趣，引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识，提高学生的科学探究能力。”“课程内容”部分提出化学实验是进行科学探究的重要方式，学生具备基本的化学实验技能是学习化学和进行探究活动的基础和保证。同时，《修订稿》调整了“科学探究”的内容要求。增加了一些基础实验内容，强化实验安全和实验中的环境保护意识;从学科性质出发，突出基于实验的科学探究教学。另外，为落实减负精神，对科学探究内容进行了梳理;降低了核心知识对应标准条目的水平要求;修改或删减了“探究与活动建议”，删去了一些操作难度较大的实验，降低了一些实验活动的要求，以保证所有地区都能正常开出;也只有减少知识内容、降低知识要求，才可能解决教学实践中课时紧张的问题，使化学教学能够更加重视实验、重视基于实验的科学探究。

确实，《实验稿》实施十年，中学化学教学最为突出的问题之一就是轻视了实验，教学中变做实验为讲实验或观看实验录像的现象比比皆是，学生的基本实验技能较之大纲时代不升反降。因此，《修订稿》特别强调实验教学。化学实验作为科学探究的重要形式，必须受到高度重视。要精心设计和实施基于实验的科学探究活动，教师必须认识到化学实验是进行科学探究的重要内容和方式，充分发挥以实验为主的科学探究活动的教学价值。化学实验集中体现科学精神和态度，具有非常丰富的教育价值和内容。在实验教学中，从实验目的、实验内容、实验步骤、实验现象的观察和分析、实验结果的解释，到实验结论的得出和评价，都可以使学生得到科学精神的陶冶，同时，在实验过程中培养了科学的态度，加深了对科学本身的理解。只有将科学精神和科学态度的培养落实到每节实验课，通过教师的率先垂范、严格要求，通过学生注意、领悟、模仿和体会，点点滴滴、潜移默化，才能形成他们受益终身的科学精神、科学态度和科学的行为习惯。化学教学，只有重视以实验为基础的探究教学，才可能培养学生观察、测定数据、分类、交流、推论、预测、分析和解释数据、控制变量和条件、操作性定义、建立假说和模型、实验方案设计、仪器和药品的选择、实验步骤的优化、实验证据的获得、误差分析等多方面科学探究过程技能。以实验为基础的科学探究既是真实的科学研究方式，也是提高学生科学专业素养的必要过程。

三、对初中化学教师的两点建议

(一)加强学习消化

课标的学习，为老师们更新观念、全面提升教学水准提供了契机，也为继续推进课改提供了动力。新课标篇幅不长，涉及面宽，凡课程性质、理念、总目标与学段目标、教学内容、方法、评价、考试、教材编写等等，都说到了，但多是一些很精练的原则性的表述，需要认真学习、体会和探讨。最好能结合自己的教学实践，对照课标的要求，看哪些符合标准，哪些还有差距，或者哪些一时很难做到，有没有办法逐步达到要求。课标学习不能只注重教学技巧、模式的模仿，应侧重在教学理念、目标上的思考、对照与研究，发掘变化背后的立意，研究如何落实于教学实践。即学习不能只关注显性的变化内容，更不能将学习的重点仅仅放在知识点的增删上，要把课标作为完整的文件来学，领会其修订精神和隐性追求。

(二)扩大交流研讨

《修订搞》是基于对10年改革存在问题反思的精致化研究成果，对改革中一些模糊的概念、模糊的提法、模糊的政策与措施作出了进一步明确规范。学习《修订稿》的过程，也是教师们对改革的目标重新进行再认识的过程。从课程标准制定者到走上讲台的化学教师，投入到化学课程改革的各级相关人员都有自己的独特认识、经验和体会，都有自己想要表达的思想和感悟，都有自己的一份收获，都有自己对化学科学的理解、对教育的感悟、对化学教育规律的信仰和坚持。这一切同时也决定着本次修订变化的内容和立意会受到教师原有知识、信仰、态度、抱负、职业理性和价值观的挑战，需要通过研讨和对话来逐步消解;教育变革的观念从理论形态到制度形态的转变，再从制度形态到社会心理心态的转变，需要在不断的研讨、实践、再研讨、再实践中逐步完成，必须凝结、沉淀在化学课堂中，才能真正得到落实;教育和课程的意义不仅固化在课程文本中，更体现在课堂教学中，而教学实践的复杂性决定了必须要扩大交流和研讨，以取长补短;教育系统的复杂性决定了参与基础教育化学课程改革的各方人员，有自身的优势也有自身的局限，需要通过交流和研讨来逐步克服。

参考文献：

[1]杜明成.关于中学化学基本观念的初步研究[D].山东师范大学，2006.

[2]W. F. McComas. The Role And Character of The Nature of Science in Science Education[A]. The Nature of Science in Science Education， Rationales and Strategies[C]. Netherlands： Kluwer Academic Publishers， 1998. 6—7.

[3]W. F. McComas (ed.). The Principal Elements of The Nature of Science： Dispelling The Myths[A]. The Nature of Science in Science Eduation， Rationales and Strategies[C]. Netherlands： Kluwer Academic Publishers ， 1998. 53—70.

[4]F. Abd—EL—Khalick.and N. G. Lederman， Improving Science Teachers' Conceptions of the Nature of Science： A Critical Review of the Literature[J]. International Journal of Science Education， 2000. 22(7). 665—701.

[5]倪娟.理科课程标准之适切性[M].南京：南京师范大学出版社，2010.3.

(倪娟，江苏省教育科学研究院，博士，研究员，210013)

作者：倪娟

第2篇：科学探究在小学科学教学中的运用探究

摘要：新课标提出后，小学科学教学地位提升，对教师的专业水平提出了更高要求，以实现教学效果事半功倍。科学学科内容较为抽象，小学生的思维与理解能力局限，培养学生科学探究等学科核心素养，还需加强开放性教学环境营造与自然生活的亲近，为实践与创新能力培养提供条件，以此快速实现情感与知识技能等教学目标，促使学生学以致用。

关键词：科学探究;小学科学;教学;运用

现代教育观念要求将科学研究贯穿小学科学教学全程，切实提高学生主体地位，促使学生理论实践的融会贯通，掌握生活常识与技能，以此养成独立自主的良好习惯，做社会主义现代化建设的合格接班人。科学探究更利于学生科学价值观念养成，是学习化学与物理等学科知识的重要基础素质，以此加强小学科学教学改革意义重大。

一、科学探究教学概述

科学探究教学目的，是让学生对陌生现象展开科学研究，分析现象原因与原理，同时掌握科学研究运用到的正确术语与技能。小学生的好奇心强，这种自发倾向，能够促使学生对陌生现象尽力挖掘内在原因。对此，教师应当尊重与保护学生个体差异，做好学生问题点拨与思维引导等工作，教会学生如何收集资料，以此掌握发现事物变化规律的思维方式。除此之外，传授科学思维策略，促使学生养成善于听取意见建议与随时发现新事物的习惯[1]。

二、科学探究教学对策

1.提高学生探究兴趣

兴趣是学生坚持自主学习的关键要素，培养学生发现解决问题的能力，提高科学教学成效，前提是让学生发现学习乐趣，以此参与到教学活动中来。教学在教学中，应当注重学生认知规律与理解程度等特征，鼓励学生通过亲近自然与动手实践，发现生活与学科知识的联系，以此激发学习乐趣，满足学生好奇心。如在《动物》教学中，在寻访小动物教学环节，可带领学生展开室外教学，让学生与大自然亲密接触，收集蚂蚁与蜗牛等小动物，通过近距离观察，加深探究欲望与大自然认知，从而在发现中深入了解文章内容。利用小故事或动作模仿等教学方法，加强知识延伸，集中学生注意力，丰富知识结构体系，以此对小动物的习性等有着全方位了解，切实感受到大自然的美好，减少厌学情绪，转变机械化学习局面。

2.创设问题情境

科学教学应当实现结果过程并重，教学过程中，注重学生发散思维培养，达到强化科学探究能力的教學目的。面对学生学习过程中的认知冲突，应当鼓励学生大胆猜测与验证，以此培养学生质疑精神，让学生积极应对学习中的新问题与新情况，以此强化学习效果。如在《我们周围的材料》教学中，出示眼镜与尺子等教具，提问“你知道它是由什么材料做成的吗”等问题，带动学生思维自然过渡。让学生从身上找物品，并说出物品制成的材料。同时指任意物品，向学生提问“是否可以用前提材料代替”等问题，引導学生发现物品材料特征，让学生通过研究获得理想答案。同时提问应当以开放性问题为主，从生活中的物品观察为起点，让学生思考生活物品的材质。同时也是为了让学生认识更多的材料，实现思维升华，通过“由什么材料做成”的提问，让学生对材料组成进行罗列，同时通过“是否可以用其他材料代替”等问题，让学生认识材料的韧性与沉浮等特征，以此实现教学过程巩固，帮助学生吸收消化所学知识，最终实现学以致用，从而确保探究式教学成效[2]。

3.加强实验验证

在实验教学中，鼓励学生提出假设，有计划性的展开实验操作，规范展开实验步骤。除此之外，在实验中应当加强各环节的观察记录，最终概括性分析实验结果，得出结论验证假设，实现学习质量的持续改进，与科学研究能力的不断提升。在学习成效与教学效果等方面，都是传统模仿式实验教学模式不能比拟的，更利于科学探究价值观的养成。如在“物体在水中是沉还是浮”的实验中，实验前让学生预测物体在水中的沉浮状态，让学生自由发表言论，抓住学生不完整表述以及错误概念，引起认知冲突，激发学生参与实验的兴趣。让学生在教师指导下规范展开实验操作，让学生通过木块与砖块在水槽中的沉浮状态，判断沉浮标准。在其基础上，让学生预测更多物体在水中的沉浮状态，如泡沫块与橡皮等物体，让学生根据实验结果，比较预测假设，以此整理预测理由，加深对沉浮与因素关系的思考，从而深入理解实验内容与原理。

总结

科学探究能够帮助学生丰富知识结构体系，构建探究教学认知，提高学科核心素养。同时使得教学方法更加灵活，突显了探究式教学方法的价值，以此提高科学教学成效。教师作为学生获取书本知识的重要媒介，加强职责理念与教学观念转变的同时，更应当注重学生主人翁意识的提升，通过互动探究实现“教”、“学”有机结合，以此推动教学改革。

参考文献

[1] 鲁明骞， 冯雪松， 李书国， 等. 科学研究结合PBL教学模式在医学教学中的应用探讨[J]. 成都中医药大学学报：教育科学版， 2017.

[2] 李秀芳， 林青， 淤泽溥， 等. 药理学教学中运用学习记忆神经科学机制的探讨[J]. 中国医药导报， 2018， v.15;No.468(10)：145-147.

作者：郭陆章

第3篇：科学探究在小学科学教学中的运用探究

摘 要：新课标提出后，小学科学教学地位提升，对教师的专业水平提出了更高要求，以实现教学效果事半功倍。科学学科内容较为抽象，小学生的思维与理解能力局限，培养学生科学探究等学科核心素养，还需加强开放性教学环境营造与自然生活的亲近，为实践与创新能力培养提供条件，以此快速实现情感与知识技能等教学目标，促使学生学以致用。

关键词：科学探究;小学科学;教学;运用

现代教育观念要求将科学研究贯穿小学科学教学全程，切实提高学生主体地位，促使学生理论实践的融会贯通，掌握生活常识与技能，以此养成独立自主的良好习惯，做社会主义现代化建设的合格接班人。科学探究更利于学生科学价值观念养成，是学习化学与物理等学科知识的重要基础素质，以此加强小学科学教学改革意义重大。

一、科学探究教学概述

科学探究教学目的，是让学生对陌生现象展开科学研究，分析现象原因与原理，同时掌握科学研究运用到的正确术语与技能。小学生的好奇心强，这种自发倾向，能够促使学生对陌生现象尽力挖掘内在原因。对此，教师应当尊重与保护学生个体差异，做好学生问题点拨与思维引导等工作，教会学生如何收集资料，以此掌握发现事物变化规律的思维方式。除此之外，传授科学思维策略，促使学生养成善于听取意见建议与随时发现新事物的习惯[1]。

二、科学探究教学对策

1.提高学生探究兴趣

兴趣是学生坚持自主学习的关键要素，培养学生发现解决问题的能力，提高科学教学成效，前提是让学生发现学习乐趣，以此参与到教学活动中来。教学在教学中，应当注重学生认知规律与理解程度等特征，鼓励学生通过亲近自然与动手实践，发现生活与学科知识的联系，以此激发学习乐趣，满足学生好奇心。如在《动物》教学中，在寻访小动物教学环节，可带领学生展开室外教学，让学生与大自然亲密接触，收集蚂蚁与蜗牛等小动物，通过近距离观察，加深探究欲望与大自然认知，从而在发现中深入了解文章内容。利用小故事或动作模仿等教学方法，加强知识延伸，集中学生注意力，丰富知识结构体系，以此对小动物的习性等有着全方位了解，切实感受到大自然的美好，减少厌学情绪，转变机械化学习局面。

2.创设问题情境

科学教学应当实现结果过程并重，教学过程中，注重学生发散思维培养，达到强化科学探究能力的教学目的。面对学生学习过程中的认知冲突，应当鼓励学生大胆猜测与验证，以此培养学生质疑精神，让学生积极应对学习中的新问题与新情况，以此强化学习效果。如在《我们周围的材料》教学中，出示眼镜与尺子等教具，提问“你知道它是由什么材料做成的吗”等问题，带动学生思维自然过渡。让学生从身上找物品，并说出物品制成的材料。同时指任意物品，向学生提问“是否可以用前提材料代替”等问题，引导学生发现物品材料特征，让学生通过研究获得理想答案。同时提问应当以开放性问题为主，从生活中的物品观察为起点，让学生思考生活物品的材质。同时也是为了让学生认识更多的材料，实现思维升华，通过“由什么材料做成”的提问，让学生对材料组成进行罗列，同时通过“是否可以用其他材料代替”等问题，让学生认识材料的韧性与沉浮等特征，以此实现教学过程巩固，帮助学生吸收消化所学知识，最终实现学以致用，从而确保探究式教学成效[2]。

3.加强实验验证

在实验教学中，鼓励学生提出假设，有计划性的展开实验操作，规范展开实验步骤。除此之外，在实验中应当加强各环节的观察记录，最终概括性分析实验结果，得出结论验证假设，实现学习质量的持续改进，与科学研究能力的不断提升。在学习成效与教学效果等方面，都是传统模仿式实验教学模式不能比拟的，更利于科学探究价值观的养成。如在“物体在水中是沉还是浮”的实验中，实验前让学生预测

物体在水中的沉浮状态，让学生自由发表言论，抓住学生不完整表述以及错误概念，引起认知冲突，激发学生参与实验的兴趣。让学生在教师指导下规范展开实验操作，让学生通过木块与砖块在水槽中的沉浮狀态，判断沉浮标准。在其基础上，让学生预测更多物体在水中的沉浮状态，如泡沫块与橡皮等物体，让学生根据实验结果，比较预测假设，以此整理预测理由，加深对沉浮与因素关系的思考，从而深入理解实验内容与原理。

总结

科学探究能够帮助学生丰富知识结构体系，构建探究教学认知，提高学科核心素养。同时使得教学方法更加灵活，突显了探究式教学方法的价值，以此提高科学教学成效。教师作为学生获取书本知识的重要媒介，加强职责理念与教学观念转变的同时，更应当注重学生主人翁意识的提升，通过互动探究实现“教”、“学”有机结合，以此推动教学改革。

参考文献：

[1] 鲁明骞， 冯雪松， 李书国， 等. 科学研究结合PBL教学模式在医学教学中的应用探讨[J]. 成都中医药大学学报：教育科学版， 2017.

[2] 李秀芳， 林青， 淤泽溥， 等. 药理学教学中运用学习记忆神经科学机制的探讨[J]. 中国医药导报， 2018， v.15;No.468(10)：145-147.

(作者单位：湖南省永州市宁远县天堂镇大阳洞完全小学)

作者：匡朝红

第4篇：科学探究 = 科学思维 ?

从二十世纪九十年代末开始，为增进学生对科学本质的理解，提高学生的科学技能，世界各国纷纷把科学探究作为一种重要的教学策略纳入课程改革纲要，科学探究成为了人们期望的让学生领悟科学本质的教学方式。我国的《科学课程标准》也指出“科学学习要以探究为核心”，这个理念正被广大教师努力的付诸教学实践，课堂中活动和实验逐渐替代了教师的讲解，学生有了更多的机会参与学习活动。虽然我们的本意是通过科学探究促进学生对科学本质的理解，培养学生的科学思维，然而静思课堂，是否学生经历了完整的科学过程，就一定能内化为科学的思维方式?

一、科学探究的方向来自于学生吗?

案例：《预测》

预测是苏教版教材五年级上册的内容，教材对预测的定义是根据现有证据和已有的经验，对事物和现象的未来变化作出推测。教师据此安排的教学环节为：

教学环节一：教师出示一个装有100ml水的透明玻璃杯、4颗玻璃球，请学生预测将玻璃球放入水中，水位会有变化吗?然后将玻璃球放入水中，验证自己的猜测是否正确。

教学环节二：教师出示一个装有100ml水的透明玻璃杯、5克盐，请学生预测将盐放入水中，水位会有变化吗?然后将盐放入水中，搅拌溶解后验证自己的猜测是否正确。

这个教学案例，从教师的设计上看，尊重学生的主体地位，让学生根据材料提出预测，然后实验操作验证自己的预测是否正确，教学的流程也符合科学探究的主流形式。学生在整个活动中兴趣盎然，课堂气氛很活跃，但是拨开热闹的面纱，呈现的是什么呢?如果站在学生的角度，我要问：为什么要做这两个实验?实验结论对学生今后的科学思维有帮助吗?第一个教学环节，玻璃球放入水中，水位会上升，这是低年级的孩子都知道的浅显的日常现象，作为5年级的学生还需要走预测、验证的流程吗?第二个教学环节，学生有由玻璃球到盐的主体实验材料变化的需求吗?从教学中我们看到，学生之所以由研究玻璃球跨越到研究盐，不是因为生活现象引发的思维碰撞，而是因为教师提供的材料和主体引导问题发生了变化。其实不管是玻璃球还是盐的研究，这个主要的探究方向是教师用材料暗示给出的，离开了课堂，学生可能仍然不知道为什么要研究这两样物质，不知道研究这两样物质放入水中的变化在以后的生活中有何帮助。也许有教师会认为，根据教材对预测的定义，教师用这两个教学环节已经很好的解决了此知识点。可是离开了无生命的纯科学概念，学生能通过本节课的学习具备一定的科学思维，知道自己在什么样的情况下需要科学预测、如何预测吗?能理解科学预测的必要性吗?长此以往会给学生什么样的暗示呢?学生也许会认为，自己想什么不重要，需要做什么也不重要，只要按照老师提供的材料动手玩一玩就可以了。那这样的课堂，这样的探究行为，对学生的科学思维的形成、科学素养的提高是有百害而无一益的。因而，我觉得，教师在喧闹的课堂背后要客观、冷静的反思自己的课堂，通过反思，逐步尝试用心观察学生的言行，真正的从孩子的身上发掘课堂的生成点，避免出现为探究而探究的现象。

二、科学观察的能力我们重视了吗?

案例：《怎样加速溶解》

《怎样加速溶解》是教科版四年级上册的教学内容，主要教学目标是让学生能观察比较出不同方法是否影响物质的溶解速度。师生讨论后达成一致的猜测共识，加热、搅拌和捣碎的方法可以加快溶解，然后运用探究实验分别去验证猜测是否正确。我们以搅拌环节为例，师生讨论定量为：两个同等大小的透明烧杯、等量的水、等大的肥皂块，同时将肥皂块放入水中。变量为：一个烧杯搅拌、一个烧杯不搅拌。实验观察汇报如下：生：我们看见越搅拌肥皂越小。师:那么说明说明?生：搅拌的溶解的快!师：大家都看到搅拌的那杯肥皂块溶解小下去了，那我们可以得到结论?生：搅拌可以加快溶解的速度。

观察能力是一项很基本但却很重要的科学研究能力，苏教版教材三年级下册专门安排了《观察与测量》单元，意在让学生在科学之旅起始之初就认识到观察手段的多样性、科学观察的必要性。教材用一系列逐层推进的活动让学生体会到科学观察不等同于感官的观察，科学观察不是简单的看一看，是需要对被观察对象有准确的说明、精确的描述、客观真实的记录等等，因而，借助科学仪器的帮助是必不可少的。可是在实际的教学过程中，教师也许没有意识到科学观察本身就是科学探究的一部分，这种观察的主动性应该是贯穿3年的科学学习之中，并逐渐成为一种能力。实际教学过程中，教师虽然在课堂上强调探究实验时要仔细观察，可多数时候那只是一种口号，对学生提出的也仅是浅层的观察要求，用肉眼看一看而已，使得学生总在观察，而没有学会科学观察，更谈不上科学的思维了。如本案例片段，学生的确在观察比较肥皂的大小变化，不论是搅拌的方法还是其他的方法，教师关注了变量和定量意识的渗透，也提醒学生要仔细观察，但是，从师生实验前的讨论看，从学生实验后的汇报看，师生都没有将科学观察作为实验的必要环节，没有学生提出要测量一下实验肥皂块的重量，没有学生提出要对溶解的时间分别计时。而在加热与溶解速度关系的实验中，也没有学生提出要测量两杯水的不同温度究竟是多少。教师也没有提供相关观察、测量材料，学生没有提出要使用，在“这个比较快，那个比较慢”的笼统、模糊的汇报中推理出所谓的科学结论，没有了科学观察的数据作为理性支撑，学生又用一个热热闹闹的探究实验来验证生活常识，这样的科学探究实验对学生有意义吗?学生不会科学观察，没有这样的意识，总停留于事物的表面现象，那科学思维从何而来?科学素养何来提高?

三、实验结论的数据支撑来自全体吗?

案例：《摆》

本课是苏教版教材四年级下册《物体的运动》单元的内容，着重研究摆的快慢与什么条件有关。在研究“摆锤的重量与摆的快慢是否有关”的实验中，师生讨论的定量为：摆线的长度为10厘米、摆角不变和每次计时15秒。变量是：摆锤的重量，每次增加一个钩码。实验后数据汇报组的摆的次数是完全一样的。教师根据数据汇报问：“你们发现什么规律了吗?”学生说：“摆的次数与摆锤的重量无关。”这时，有一个组的孩子说：“好像不是的。”教师问：“为什么?”学生出示了他们组的数据：

摆锤重量

摆的次数第一次第二次第三次最后结果

一个钩码19191919

二个钩码18191818

三个钩码17171717

教师问其他的学生：“你们同意他们的观点吗?”学生说：“不同意。”然后教师说：“你们都觉得摆的次数与摆锤的重量无关，是吗?”大家答：“是。”于是教师对这组的孩子说：“那我们先看其他组的数据，下课再做一次看看，好不好?”

学生无奈的坐下，教师接着开始下面的教学流程。

这样的场景在日常的教学实践中我想是很常见的，每当出现有的组和教学所需结论数据不符时，教师常以“课后我们再讨论”“你们有时间再试试”等语言来搪塞孩子，然后以符合要求的完美数据进行分析得到探究实验的所谓结论，有的教师不仅认同这样的做法，甚至觉得这还是有教学机智的表现。其实案例中数据的偏差真的要等到课后解决吗?也不尽然，我看到，该组的钩码是一个连一个悬挂的，而不是并列挂置的，这样就不仅改变了摆重，而且改变了摆长，因而出现了数据的误差。如此简单的现象，教师为何不敢走下讲台看一看呢?不去实质分析一下偏差的原因，首选搪塞敷衍呢?普遍的原因是，我们的老师结论指向性太强烈，担心这样的另类数据会扰乱课堂节奏;同时教师的底蕴不足，只重视实验结果而忽视过程，淡化数据分析，不愿去分析另类数据，更不敢去探寻另类背后的故事。这样的不愿、不敢，虽然表面上课堂教学很顺利，学生也充分动手了，实验结论符合教材要求，但是却给了学生这样一个潜意识：教师的结论是毋庸置疑的，做实验只不过是走过场，是个形式，如果实验得到的数据是和老师需要的结论要符合的就是正确的，如果不相符合就是自己的实验出了问题，就要听老师的或者看其他组的数据。这样的暗示长此以往让学生忽视了科学探究的严肃和严谨性，为了迎合教师而瞎编数据、挑选合适的数据填写以及产生缺乏批判精神的从众心理。这真的是我们费力引导孩子去做探究实验而期待的结果吗?这种思维模式下的孩子能逐渐样成科学思维能力吗?

科学探究，作为一种引领学生亲历自然及科学世界的活动方式，我们需要的不是其虚假的、空洞的活动外壳，而是期待着我们学生在一次次的探究活动中真正获得科学思维的能力，让科学思维方式引导自己的生活、学习。

【作者单位：镇江市润州区教研室江苏212002】

作者：周丹妮

第5篇：强化科学思维，重视科学探究

高考命题的基本原则为以下几点：优化考试内容，着力提高试题质量，提升《考试大纲》的科学性和公平性;依据高校人才选拔要求和国家课程标准，科学设计考试内容，增强基础性、综合性、应用性和创新性;提前谋篇布局，体现素养导向，做好与新课程标准理念的衔接，在高考考核目标中适当体现核心素养的要求，梳理“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”的层次与关系。重视弘扬优秀的传统文化，强化育人的积极导向，关注学科特点和核心素養的综合，提升学科素养，实现育人价值。重视形成生命观点、承担社会责任，尤其是高度重视强化科学思维和重视科学探究(强化思维框架)的命题理念。现就相关核心概念在2018年高考理科综合生物试题全国卷命题方向及相应的应对策略做一探讨。

NO.1 何谓生命

核心概念1：细胞

【具体内容】细胞的分子组成、细胞结构与功能、生命系统的层次(细胞构成生物体);细胞的生活需要物质与能量、细胞的分裂、分化、衰老与凋亡。

【命题方向】这部分内容涉及的知识点较多，一般是对多个章节内容的综合考查，往往以选择题的形式呈现，综合考查与生命活动密切相关的物质的元素组成、结构、分布和鉴定及这些物质与细胞结构或细胞代谢之间的关系;利用神经递质、激素、抗体等考查细胞膜的识别功能，利用物质的跨膜运输考查细胞膜的运输功能，借助光合作用和呼吸作用考查叶绿体与线粒体的结构与功能，以及利用遗传信息的表达考查细胞核核膜与核孔的运输功能;以生物学最新成果与人类健康密切相关的热点问题，结合细胞分裂与基因的表达考查细胞的分化，结合细胞的分子组成、结构、代谢及免疫考查细胞的癌变、衰老与凋亡。

【例1】生物体复杂的结构和生命活动的奥秘，归根结底是物质的存在形式和运动变化。下列关于细胞内化合物的说法正确的是( )

A.细胞膜上的糖类可与蛋白质结合，不与脂质结合

B.细胞中的脂质均由内质网合成

C.生物大分子及其单体都是以碳链作为基本骨架

D.DNA可以储存遗传信息，而RNA不能储存

【答案】C

【解析】在细胞膜的表面，有一层由细胞膜上的蛋白质与糖类结合形成的糖蛋白，细胞膜表面还有糖类和脂质分子结合成的糖脂。内质网是脂质合成的“车间”，细胞内的脂质除细胞本身制造外，还可以从外界吸收。碳元素参与生物体内有机化合物的组成，生物体内的生物大分子都是以碳链为骨架的，每一个单体都是以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，由许多单体连接成多聚体。核酸是遗传信息的携带者，DNA通过转录形成RNA，遗传信息流向RNA，RNA就携带并储存遗传信息。

【启示】这部分内容较为基础，涉及的知识点较多，是细胞代谢、遗传变异与生命活动调节的基础，试题难度较小，多以信息题和综合分析选择题的形式呈现，结合学科内其他知识点进行试题命制。高考试题侧重考查以下几个方面：有机物分子的成分、结构、功能及相互关系，有机物的检测和实验探究，结合动植物细胞的亚显微结构模式图及代谢知识考查细胞器及细胞膜的结构与功能。

【例2】K+对生物体内多种酶具有活化作用，而Na+浓度过高会破坏酶的结构。因此，正常情况下，抗盐生物细胞中能保持一个高的K+/Na+比值。下列相关叙述不正确的是( )

A.细胞对离子的吸收过程不一定消耗能量

B.膜蛋白对K+和Na+的转运体现了细胞膜选择透过性的功能

C.K+的高积累量保证了细胞正常生命活动的需要

D.细胞内K+和Na+积累量的差异取决于其遗传特性

【答案】B

【解析】细胞吸收离子的方式有协助扩散、主动运输等，协助扩散不消耗能量。细胞膜的功能有将细胞与外界环境分隔开、控制物质出入细胞、进行细胞间的信息交流，控制物质出入细胞这一功能体现了选择透过性，选择透过性是细胞膜的功能特性而不是功能。K+对生物体内多种酶具有活化作用，K+的高积累量是细胞正常生命活动的需要。不同生物细胞内K+和Na+积累量的差异是由遗传物质决定的，取决于其遗传特性。

【启示】近年高考试题的选择题已不是简单知识的再现，而是要求考生能够在试题所给予的相对简单的情境中识别和使用相关知识。试题一般会提供相对简单的试题情境，重点考查考生的生命观点、科学思维和科学探究能力等。

【例3】生物都要经历出生、生长、成熟、繁殖、衰老直至最后死亡的生命历程，细胞也是一样。下列对细胞生命历程的相关叙述不正确的是( )

A.用X射线处理培养中的动物细胞，会因细胞膜的破坏加快细胞凋亡

B.细胞在癌变过程中，细胞膜上可能有甲胎蛋白和癌胚抗原等物质

C.部分高度分化的细胞依然具有细胞分裂能力，衰老的细胞内多种酶的活性降低

D.细胞分裂、分化、凋亡的过程都是细胞基因选择性表达的结果

【答案】A

【解析】细胞凋亡受到严格的由遗传机制决定的程序性调控，是一种自然的生理过程，用X射线处理细胞造成细胞膜的破坏属于不利因素影响造成的细胞坏死。细胞在癌变的过程中，细胞膜的成分发生改变，有的产生甲胎蛋白(AFP)、癌胚抗原(CEA)等物质。部分高度分化的细胞可以进行细胞分裂，如记忆细胞在接受抗原刺激时，可以进行分裂、分化;细胞衰老的过程中，细胞内多种酶的活性降低，如黑色素细胞衰老，细胞中的酪氨酸酶活性降低，黑色素合成减少，所以老年人的头发会变白。细胞分裂、细胞分化和细胞凋亡都是在基因控制下进行的，都有特异性组织蛋白的产生，都是基因选择性表达的过程。

【启示】细胞增殖、分化、凋亡、坏死和癌变之间既有区别也有联系，高考通常会结合社会科技热点和生命健康等具体的情境综合考查考生对生物学概念的理解程度，体现生物学的生命观点和理性思维等核心素养。笔者预测与有丝分裂、精子和卵细胞的形成过程有关的图像仍将是2018年高考的重要考点，该部分知识以选择题的形式考查的可能性较大。此外，2018年高考对细胞的分化、衰老、凋亡、癌变的考查将会以基本概念、基本原理为主，结合生物学最新成果及与人类健康密切相关的热点问题，以选择题的形式进行综合考查。

NO.2 生命活动的基本原理

核心概念2：新陈代谢

【具体内容】新陈代谢的过程及其能量转换与物质变化。

【命题方向】这部分内容是高考高频考点，难度较大，赋分较高，主要以非选择题的形式呈现。高考往往以选择题的形式考查物质出入细胞的方式、ATP、光合作用的色素及渗透作用等知识;以选择题或非选择题的形式考查酶的本质、特性及其影响因素等相关知識;非选择题中会以图像图表的形式考查光合作用与呼吸作用之间的关系及环境因素对光合作用和呼吸作用的影响，强调对考生实验分析能力和实验探究能力的考查。

【例4】某科研小组观测不同光照条件下生长的泸溪椪柑，结果见下表。请回答下列问题：

(1)在弱光下，椪柑通过__________和________来吸收更多的光能，以适应弱光环境。

(2)与强光相比，弱光下椪柑平均每片叶的气孔总数________________________(填“多”或“少”)。

(3)测出各组真正的光合速率，每组均需再设置一组实验，处理方法是________________。

(4)在中光照强度下，椪柑叶肉细胞的净光合速率为4.17 μmol CO2·m-2·s-1时，该植物的生长情况是________________。

(5)将椪柑从中光照强度突然移至强光照强度的环境中，某种含碳化合物(C3或C5)减少，原因是________________________________。

【答案】(1)增加叶面积 提高叶绿素含量 (2)多 (3)对叶片进行遮光(黑暗状态)处理，其他条件相同且适宜 (4)无法确定 (正常生长或负生长或维持原状，答全给分) (5)当光照强度突然增强时，C3的合成速率不变，而消耗速率却加快，导致C3化合物减少

【解析】(1)结合图表分析，随光照强度的减弱，叶色加深，平均叶面积增大。为适应弱光环境，椪柑通过增加叶面积和提高叶绿素含量来吸收更多的光能。(2)椪柑平均每片叶的气孔总数=平均叶面积×气孔密度，用表中数据可计算出弱光下椪柑平均每片叶的气孔总数多于强光下的。(3)植物真正光合速率是净光合速率与呼吸速率之和，表中给出的是净光合速率，要测出各组真正的光合速率，还需在其他条件相同的前提下，对叶片进行遮光(黑暗状态)处理，测出相应的呼吸速率。(4)整株植物的净光合速率大于0才能正常生长，题干信息仅给出叶肉细胞的净光合速率，不能分析出整株植物的净光合速率情况，因此在中光照强度下该植物的生长情况不能确定。(5)将椪柑从中光照强度突然移至强光照强度的环境中，C3的合成速率不变，而消耗速率却加快，导致C3化合物减少。

【启示】预计2018年高考仍然会借助图形或实例，以选择题的形式考查物质出入细胞的方式;以选择题或非选择题的形式考查温度(或pH)对酶活性的影响;多以非选择题形式，借助图表考查影响光合作用的因素，试题实验化或以实验数据的形式提供素材仍将是命题的重点，重在考查考生的实验探究能力、综合分析能力;光合作用和细胞呼吸作用的过程、场所，其在生产实践中的应用及两者之间的联系与综合计算等仍然是高考考查的热点。复习时，考生应加强对经典真题的研究，学会在开放性、真实性的问题情境中规范答题(规范书写、按试题要求作答、遵循学科规范)，确保答案的准确性、科学性、完整性和简洁性，尤其要加强对析因类试题的训练。

核心概念3：稳态调节

【具体内容】稳态是生命系统的基本特征，维持稳态是维持健康的基本条件，稳态通过调节实现。

【命题方向】这部分内容是高考必考点，试题难度较大，常以选择题和非选择题的形式呈现。高考往往会结合图表以选择题的形式考查植物激素合成、运输和作用及相关实验的分析;以曲线表格和实验操作等新情境为背景，以非选择题的形式考查学生的实验设计能力、实验分析能力及综合运用能力;以选择题的形式考查反射与反射弧的相关知识;联系生活实际，以非选择题的形式综合考查兴奋的传导与传递及动物激素的调节，并重视对实验的设计和实验分析能力的考查;以选择题的形式考查内环境、细胞与内环境的物质交换、内环境各组分间的相互关系和免疫过程;借助生活实际，以非选择题的形式综合考查免疫调节、血糖调节、体温调节和水盐平衡调节;承担社会责任，关注艾滋病的流行与预防。

【例5】给正常家兔静脉注射20%葡萄糖溶液10 ml，尿量在短时间内将显著增多，其原因最可能是( )

A.肾小管中液体渗透压增高

B.肾小管对水的重吸收速率增加

C.胰岛素分泌增加

D.抗利尿激素分泌减少

【答案】A

【解析】给正常家兔静脉注射20%葡萄糖溶液后会使血浆渗透压升高，经过滤形成的肾小管中的液体渗透压升高，导致肾小管对水的重吸收速率减小，尿量增加。血浆渗透压升高会刺激下丘脑渗透压感受器，进而会促进垂体释放抗利尿激素，抗利尿激素的分泌会增多。血浆葡萄糖含量增多会引起机体分泌较多的胰岛素，但是和尿量增加没有直接关系。

【启示】复习时，考生要关注涉及生物学的社会议题，参与讨论并做出理性解释，辨别迷信和伪科学;主动宣传健康生活、关爱生命和保护环境等相关知识;结合本地资源开展科学实践，尝试解决现实生活中与生物学相关的问题。

【例6】某课题组为了研究赤霉素(GA3)和生长素(IAA)对植物生长的影响，切取菟丝子茎顶端2.5 cm长的部分(茎芽)，置于培养液中无菌培养。实验分为A、B两组，分别培养至第1天和第8天，再用适宜浓度的激素处理30天，测量茎芽长度，结果如图1。当加入某种药物完全抑制茎芽细胞的DNA复制后，GA3诱导的茎芽伸长生长被抑制了54%。下列叙述不正确的是( )

A.用激素处理时，应用IAA处理茎芽尖端而不是加在培养液中，原因是在幼嫩组织中，生长素进行极性运输

B.GA3和IAA对离体茎芽的伸长生长都表现出促进作用，B组中起这种作用最为显著的处理是IAA+GA3

C.GA3单独处理的两组中，A组效果更为明显的原因可能是离体时间短的茎芽中自身的IAA含量较高

D.从细胞角度分析，GA3只能通过促进细胞伸长影响茎芽的伸长生长

【答案】D

【解析】激素是细胞间进行信息传递的信息分子，由于在幼嫩组织中，生长素进行极性运输，故应用IAA处理茎芽尖端而不是加在培养液中。分析图1可知，与空白对照相比，GA3和IAA的离体茎芽生长较快，说明二者均能促进生长。分析图中的B可知，与空白对照组相比，两种激素联合处理对茎芽伸长生长的促进作用是13.0，GA3单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是6.5，IAA单独处理对茎芽伸长生长的促进作用是4.5，由此可以推测GA3和IAA在对茎芽伸长生长的作用上存在协同关系，两种激素共同处理时，这种作用更为显著。GA3单独处理的两组中，A组的效果更为明显，原因可能是离体时间短的茎芽中自身的IAA含量较高。DNA分子的复制发生在细胞分裂过程中，当加入药物完全抑制茎芽细胞的DNA复制后，GA3促进茎芽伸长生长的作用被抑制了54%，从细胞角度分析，说明赤霉素促进茎芽生长的方式是促进细胞伸长和细胞分裂。

【启示】预测2018年高考仍会趋向于对植物激素相关实验设计、分析与应用进行考查，难度中等。备考时，考生要以教材实验为依托，注重实验分析;同时要理解生长素的作用，并识记其他植物激素的作用，重点关注多种植物激素在植物生长发育过程中的协同作用或拮抗作用，注重对知识的应用。《考试大纲》指出：运用所学知识和观点，通过比较、分析和综合等方法对某些生物学问题进行解释、推理，做出合理的判断或得出正确的结论。《考试大纲》和《考试说明》规定的考试目标、范围和考查的方向不是知识点的基本面貌特征，而是转换了对文字图表及数学模型的考查角度，弱化了对数学模型的直观描述，重视对实验数据模型、图表和表现形式因果逻辑关系的推理。

【例7】在反射活动中，神经中枢既有兴奋活动又有抑制活动，这是反射的协调功能所必需的。通常突触前神经元微弱兴奋，并不足以触发突触后神经元兴奋或抑制。神经中枢抑制产生机制可分为如图2所示三种模式。分析回答下列问题：

(1)模式1中，神经细胞①兴奋，导致神经细胞②兴奋，此时，可能引起神经细胞④的____________(填“Na+”“Cl-”或“K+”)通道打开而内流。神经递质一般为小分子物质，通常通过胞吐方式释放，其原因可能是__________________。

(2)模式2體现了神经调节中典型的__________________调节机制。

(3)模式3中：若⑤兴奋会导致⑦兴奋;若⑥兴奋后⑤再兴奋，⑦却不产生兴奋。分析其可能的机理是__________________。

【答案】(1) Cl- 突触前神经元在短时间内释放大量的递质，确保突触后神经元产生兴奋或抑制

(2)(负)反馈 (3)⑥兴奋后会抑制⑤释放递质(或⑥兴奋后会促进⑤释放抑制性递质)

【解析】(1)模式1中，抑制性中间神经元释放抑制性递质作用于突触后膜上的受体后，使突触后膜上氯离子内流，从而加大神经细胞④的电位差，使神经细胞④更不容易兴奋，达到抑制效果。要引起神经冲动需要一定量的神经递质来进行刺激，大于某一值才可引起神经冲动，反之与未接受神经递质一样不产生神经冲动。而受体接受递质后立即将递质分解或转运，如果不在同一时间内大量接触递质是不能引起神经冲动的，用胞吐的方式可一次性释放大量的神经递质，提高传递效率。(2)模式2中兴奋性神经元释放神经递质使抑制性神经元兴奋，释放抑制性神经递质，抑制性神经递质反过来抑制兴奋性神经元的活动，体现了神经调节的负反馈调节机制。(3)模式3中⑥兴奋后⑤再兴奋，⑥兴奋后会抑制⑤释放递质，或⑥兴奋后会促进⑤释放抑制性递质，因而⑦不能产生兴奋。

【启示】该部分知识年年必考，考查形式多种多样，在选择题和非选择题均有出现，充分体现了该内容在高考中的核心地位。命题主要集中在以下几个方面：人体的内环境与稳态常以人体健康以及与实际生产生活关系密切的热点问题(如肾炎、肝炎等引起的内环境的变化等)为情境，以生活实例或图表为载体，考查考生在新情境下分析、判断和归纳问题的能力以及对相关概念内涵、外延的理解应用及分析的能力;免疫调节常以生活实例中的病例为载体，考查细胞免疫和体液免疫的过程及各种免疫细胞的作用，与生活实践联系紧密，主要考查考生运用生物学知识解决实际问题的能力;水盐调节、体温调节和血糖调节常结合生活实例，以图表、实验为主要形式综合考查各种动物激素的功能、调节机制及相关的实验设计、分析和评价，且往往将神经调节和免疫调节内容综合在一起，主要考查考生的综合运用能力。复习时，要崇尚并形成科学思维习惯：能够运用归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性思维等方法探讨生命现象及规律，审视或论证生物学社会议题。

核心概念4：生态系统

【具体内容】种群的动态变化、群落的演替、生态系统的运转;生物离不开环境，并与环境相互作用，生物与环境组成生态系统。

【命题方向】这部分内容是高考必考点，试题难度适中，常以选择题和非选择题的形式呈现。试题往往以图表的形式考查种群特征、种群数量变化、种群密度的调查方法、种间关系及群落演替等知识的理解和运用，重视对考生语言表达能力的考查;以食物链和食物网、生态农业、环境问题为背景侧重考查生态系统的结构、物质循环、能量流动的特点及对生态系统稳定性的判断，注重能量流动的相关计算，重视对能量流动图解的分析。

【例8】运用生态学的相关原理，可以更好地服务于生产实践。下列叙述不正确的是( )

A.可利用性引诱剂扰乱害虫的交配，以减少对农作物的破坏

B.合理配置群落的空间结构，有利于提高生物群落整体对自然资源的充分利用

C.通过增加食物链提高人工生态系统的稳定性，以减少病虫害

D.栖息地破碎化造成小种群，有利于维持生物多样性

【答案】D

【解析】利用人工合成的性引诱剂扰乱害虫的雌雄交配，使种群的繁殖力下降，从而减少害虫对农作物的破坏。运用群落的空间结构原理合理配置群落的空间结构，可以充分利用空间和资源。生态系统中的成分越多，食物网越复杂，其自动调节能力就越强，抵抗力稳定性也就越高，所以人工生态系统可以通过合理增加食物链提高其稳定性，减少病虫害。栖息地破碎化造成小种群，会减小个体间交配繁殖的机会，导致物种有灭绝的可能，生物多样性减小。

【启示】试卷中生态学方面的试题向考生和社会传达了在对待地球资源的问题上，人类不能只求索取，无原则地索取最终受到损失的还是人类自身，为了全人类的自身利益，人类要树立可持续发展观，要具有保护地球环境的使命感和责任感。

【例9】“稻花鱼”是在水稻田中养殖的鲤鱼，稻田里的杂草、害虫褐飞虱等是鱼的主要“粮食”，鱼的粪便又成了稻田的肥料。水稻与鱼的“稻鱼共生系统” 实现了自我平衡。回答下列问题：

(l)稻田中，褐飞虱与鱼的种间关系是_________，鲤鱼是_________营养级，若褐飞虱与鱼之间能通过彼此产生的化学物质等来避敌或捕食，这说明信息能够_______________，以维持生态系统的稳定。

(2)流入褐飞虱的总能量远小于水稻固定的总能量，是因为水稻固定的总能量除流向褐飞虱外，还有流向分解者的和未被利用的，以及___________________________、___________________________。

(3)在生态系统中，氮元素可在__________________与无机环境之间不断循环，但还需要往稻田中不断地施加氮肥，原因是__________________。

【答案】(1)捕食 第二和第三 调节生物的种间关系 (2)自身呼吸作用散失 流向第二营养级的其他生物(两空可以颠倒顺序) (3)生物群落 稻田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，及稻田中的农产品不断地输出使一部分氮元素不能返回农田

【解析】(1)鱼以杂草、褐飞虱等为食物，说明褐飞虱与鱼是捕食关系，鱼是第二和第三营养级;生态系统的信息传递能够调节生物的种间关系，以维持生态系统的稳定。(2)输入某一营养级的能量，一部分在该营养级生物的呼吸作用中以热能的形式散失了，一部分流向下一營养级的生物，另有部分流向分解者和未被利用。(3)稻田是人工生态系统，是以提高农作物的产量和效益，使能量更多地流向人类，满足人类的需要为目的的。稻田土壤中氮的含量往往不足以使作物高产，加之农产品源源不断地自农田生态系统输出，其中的氮元素并不能都归还土壤，所以需要施加氮肥。

【启示】近5年高考新课标全国卷对本专题的考查难度不大，考点主要为：种群的特征及种群密度的调查方法;群落的结构和演替类型;生态系统的结构、物质循环和能量流动的特点;生态系统稳定性的类型和高低的判断等。高考中多以曲线或表格为载体考查种群密度和年龄结构等，结合实例考查群落结构和演替时，注重对语言表达能力的考查。此外，题目常借助简洁的文字材料或者结合具体的食物链、食物网考查生态系统的结构及三大功能，非选择题的填空内容注重对教材中的相关科学名词及结论性语句进行考查。

核心概念5：遗传变异

【具体内容】减数分裂，遗传与变异，生殖与发育;与环境相互作用是直接原因。

【命题方向】这部分内容是高考必考点，试题难度大，赋分较高，以选择题和非选择题的形式呈现。试题往往以选择题的形式考查遗传物质发现的科学史及相关实验，核酸的元素组成、结构与功能，基因的表达及基因对性状的控制等，重视考查实验的设计和实验的分析能力;以非选择题的形式考查基因型和表现型的推断、实验思路的设计与分析及简单概率计算;以非选择题的形式结合细胞分裂等知识考查分离定律、自由组合定律及遗传的本质;以非选择题的形式借助新情境，结合基因与性状之间关系考查遗传的基本规律及生物变异知识。

【例10】兔子具有黄色、白色和黑色三种毛色。基因M1(黄色)、M2(白色)、M3(黑色)的显隐性关系为M1对M2、M3显性，M2对M3显性，且黄色基因纯合致死。下列有关叙述不正确的是( )

A.黄色兔子一定是杂合子，黑色兔子一定是纯合子

B.两只黄色兔子交配，子代中黄色兔子概率为2/3

C.多年前兔子的毛色基因可能是由M1突变为M2或M3

D.两只兔子杂交的子代可能有三种毛色

【答案】C

【解析】黄色基因纯合致死，黄色兔子的基因型是M1M2或M1M3，都是杂合子;黑色兔子的基因型是M3 M3，一定是纯合子。两只黄色兔子交配产生的子代，不会有基因型为M1 M1的个体，所以子代中黄色兔子概率为2/3。因为黄色基因纯合致死，所以多年前兔子的毛色基因可能是M2M2或M3M3的个体，因此C项是错误的。基因型M1M3的个体与基因型M2M3的个体杂交，后代的基因型可能有M1M2 、M1M3 、M2M3 、M3M3，毛色可能有三种。

【启示】利用基因分离定律和自由组合定律判断显隐性、推断基因型和表现型、计算概率，基因分离定律的实质及其拓展在相关实验结果分析上的运用，胚子致死、致死基因等引起的特殊分离比相关分析，基因定位的杂交实验方案设计与分析，伴性遗传的特点及相关基因型、表现型的推导和相关概率的计算是高考命题的重点。

【例11】某二倍体植物(染色体数是2n)是严格自花传粉的植物，花顶生是野生型，花腋生是突变型。某研究小组就花位置性状的显隐性关系和控制花位置基因在染色体上的定位，进行了以下实验。请分析回答(不考虑交叉互换)：

(1)在甲地的种群中，该植物出现一株花腋生突变。让该植株自交，若后代__________________，则说明该突变型为纯合体。

(2)在乙地的种群中，该植物也出现了一株花腋生突变且和甲地的花腋生突变同为隐性突变。将甲、乙两地的花腋生突变型植株进行杂交，子一代表现型为花顶生植株，产生该结果的原因是__________________;若子二代中表现型及比例为花顶生植株∶花腋生植株=1∶1时，则说明___________________________。

(3)现有由一对隐性突变基因控制的花腋生突变植株和该种植物缺体(2n-1)系，请设计实验方案确定该突变基因所处的位置，并阐明实验的结果与结论。

【答案】(1)不发生性状分离(全为花腋生植株)

(2)两地的花腋生突变由不同的等位基因控制 控制花腋生突变的2对等位基因位于同一对同源染色体上 (3)实验方案：让该隐性突变植株与该种植物缺体(2n-1)系中的全部缺体分别杂交，留种并单独种植 实验的结果与结论：如果“与某种缺体杂交子代的花顶生植株∶花腋生植株=1∶1”，则说明花腋生突变基因定位于该缺体所缺少的染色体上。

【解析】纯合子自交后代性状不分离，让该突变株自交，若后代全为花腋生植株，不发生性状分离，则说明该突变型为纯合体。(2)已知甲、乙两地的突变均为隐性突变，将甲、乙两地的花腋生突变型植株进行杂交，子一代表现型为花顶生植株，说明两地的花腋生突变由不同的等位基因控制，子一代为双杂合的个体，这两对等位基因与染色体的位置关系有两种可能：一是位于两对同源染色体上，此种情况下若子一代自交，子二代中表现型及比例为“花顶生植株∶花腋生植株=9∶7”;二是位于一对同源染色体上，此种情况下若子一代自交，子二代中表现型及比例为“花顶生植株∶花腋生植株=1∶1”。(3)该严格自花传粉的二倍体植物有2n条染色体，该种植物缺体(2n-1)系有n种，花腋生由一对隐性突变基因控制，该基因所在染色体的缺体与突变株杂交，后代表现型是花顶生植株∶花腋生植株= 1∶1;若突变株与其他缺体杂交，后代全为花顶生植株。

【启示】高考试题选填空大幅减少，致使长空(要求回答原因、目的、实验操作思路、实验设计方案、理由、预期实验结果及结论等)大大增加，提高了素养要求容量。此类试题重视从已学过的实验原理、方法和操作步骤出发，考查考生设计实验或对实验方案做补充的实验探究能力;倡导和捍卫简约性原则，以实验设计思路替代完整的生物学实验方案，既适当减少了文字的表达量，强化了对考生归纳概括能力的考查，又彰显了生物学科与教育测量学的本色，必然成为今后高考的命题方向。2018年遗传试题的设问角度发生变化。前几年往往通过现象提出问题，由现象到本质(难度较高)，强调假说演绎。2018年的遗传试题，重视由已知基因(本质)推测子代，强调演绎推理(就是从一般性的前提出发，通过推导即“演绎”，得出具体陈述或个别结论的过程。强调从一般到特殊的推理，是前提蕴含结论的推理，是前提和结论之间具有必然联系的推理，也是前提与结论之间具有充分条件或充分必要条件联系的必然性推理)，推理难度相对变小。因此，考生一定要高度关注诸如假说演绎、演绎推理和类比推理等科学方法的研究和复习。备考时必须做到：密切关注近年来《考试大纲》的变化(考试内容和考试要求);主动表达，提高语言表达能力;抓落实，重视开放性试题、原因类试题和实验探究类试题(实验目的、实验的设计思路、实验方案、实验原理、实验结果与预期等)的答题训练;养成由宏观到微观、再由微观到宏观的思维习惯。

NO.3 生命发展的根由

核心概念6：生物进化

【具体内容】生物的多样性与适应性是进化的結果，生命现象发生的根本原因是进化。

【命题方向】这部分内容是高考的常考点，试题难度适中，主要以选择题的形式呈现。高考常常在选择题或非选择题中以“育种”或“杂交实验”为情境，结合遗传规律考查三大可遗传的变异;在选择题中以某个特定种群的某些性状为情境，围绕现代生物进化理论的基本观点结合遗传规律考查基因频率的计算。

【例12】雄性蓝孔雀尾屏很大，使其逃避天敌的能力下降。但这一特性对雌孔雀具有吸引力，使大尾屏雄性个体的交配机会增加，并使该特性代代保留。下列叙述中正确的是( )

A.雄性蓝孔雀尾屏很大，难以逃避天敌，属于不利变异，成为淘汰的对象

B.孔雀进化的实质在于种群基因频率的改变

C.雌孔雀对雄孔雀的选择不影响基因频率的改变

D.雌孔雀对雄孔雀的选择属于共同进化

【答案】B

【解析】生物的变异是不定向的，雄性蓝孔雀尾屏很大，难以逃避天敌，属于不利变异，变异的有害和有利是相对的，如大尾屏这一特性对雌孔雀具有吸引力，使大尾屏雄性个体的交配机会增加，并使该特性代代保留。种群是生物进化的基本单位，生物进化的实质在于种群基因频率的改变。雄性蓝孔雀的大尾屏对雌孔雀更具有吸引力，增大了交配机会，会影响种群基因频率的改变。共同进化是指不同物种之间以及生物与无机环境之间相互影响，不断进化和发展，因此，雌孔雀对雄孔雀的选择不属于共同进化。

【启示】该部分内容主要考查生物进化的实质、现代生物进化理论的主要内容、物种形成过程，联系遗传的基本规律综合考查基因频率的计算。复习时，考生要在较好地理解生物学概念性知识的基础上形成生命观念，如系统观(结构与功能、稳态与变化、物质与能量、信息与调控和生殖与发育等)、进化观(遗传与变异、进化与适应、统一与多样等)、生态观(生物与环境、群体与共存)等，并能够用生命观念认识生命世界、解释生命现象，切忌死记硬背。

NO.4 改造生命的科学与技术

核心概念7：生物技术

【具体内容】微生物的培养、传统发酵技术的应用、植物有效成分的提取方法。

【命题方向】这部分内容是高考的选考点，试题难度适中，以非选择题的形式呈现。高考一般以生产生活实际为背景，重点考查微生物的培养、分离计数以及利用微生物的发酵来生产特定的产物和从生物材料中提取特定的成分等知识，强调与必修知识的融合。

【例13】有机化工原料氯苯不易降解，会污染环境，现欲从土壤中分离高效降解氯苯的微生物。回答下列问题：

(1)为了获得能降解氯苯的微生物菌种，可在被氯苯污染的土壤中取样，并应选用以_________为碳源的培养液进行选择培养。除含有碳源外，培养液还应含有__________________、无机盐和蒸馏水等。

(2)将获得的3种待选微生物甲、乙、丙分别接种在1L 含20 mg氯苯的相同培养液中培养(培养液中其他营养物质充裕、条件适宜)，观测从实验开始到微生物停止生长所用的时间，甲、乙、丙分别为33小时、15小时、46小时，则应选择微生物_________(填“甲”“乙”或“丙”)作为菌种进行后续培养。若要测定培养液中选定菌种的菌体数，可选用_________法统计活菌数目，这种方法容易造成误差，原因是_________。

(3)分离纯化该菌种时，首先需要用_________对培养液进行梯度稀释，进行梯度稀释的理由是_________。

【答案】(1)氯苯 氮源 (2)乙 稀释涂布平板 一个菌落可能来自两个或多个细胞 (3)无菌水 培养液中该菌的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落

【解析】在被氯苯污染的土壤中，可能含有能降解氯苯的微生物菌种;在以氯苯为碳源的培养液中，能降解氯苯的微生物可以生长繁殖，不能降解氯苯的微生物的生长受到抑制。培养微生物的培养基一般都含有水、碳源、氮源、无机盐和水等。(2)在相同培养基中，从实验开始到微生物停止生长所用的时间越短，微生物分解氯苯的能力越强，乙种微生物所需时间最短，分解氯苯的能力最强，所以选择乙种微生物继续培养。稀释涂布平板法常用来统计样品中活菌的数目，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有的活菌数。但是当两个或多个细胞连在一起时，平板上观察到的只是一个菌落，所以用稀释涂布平板法统计的菌落数往往比活菌的实际数目低。(3)分离纯化菌种时，培养液中菌种的浓度高，直接培养很难分离得到单菌落，所以首先将菌液用无菌水进行一系列的梯度稀释，然后将不同稀释度的菌液分别涂布培養。在稀释度足够高的菌液中，聚集在一起的微生物将被分散成单个细胞，从而能在培养基表面形成单个的菌落。

【启示】生物技术实践考查的是生物技术的下游技术，注重操作实践，重视微生物培养和有效物质的提取，在知道怎么做的前提下，重点考查为什么这样做。复习备考时，考生可通过关注不同知识点之间的衔接、相关专题之间的联系、选修与必修内容的整合，尝试构建更为完善的知识网络体系，提升自己综合分析问题的能力。看似简单的答案，但难以进行精确的概括和归纳，只有对对照实验的本质有深刻和全面理解才能答出关键点。这种试题和答案的设计思路，既能很好地体现高考服务选拔的核心立场，又能有效地提升考生生物学素养。

核心概念8：生物科技

【具体内容】克服远缘不亲和障碍的技术手段，对早期胚胎和配子的操作，修复重建已经破坏的生态环境。

【命题方向】这部分内容是高考的选考点，试题难度适中，以非选择题的形式呈现。高考一般会以生命科学新进展为背景材料重点考查基因工程(含PCR技术和蛋白质工程)和细胞工程相关知识，兼顾胚胎工程，强调三大工程之间、必修模块知识(有丝分裂、细胞癌变、体液免疫)之间的综合考查。

【例14】干扰素是动物或人体细胞受病毒感染后产生的一种糖蛋白，具有抗病毒、抑制肿瘤细胞及免疫调节等多种生物活性。回答下列问题：

(1)利用基因工程生产干扰素的方法之一：利用_________酶将干扰素基因与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件连接在一起构建基因表达载体，采用_________的方法导入牛的受精卵细胞中，经胚胎早期培养至_________期，移植入母体内发育成熟。移植的胚胎在受体内存活的生理学基础是_________。利用PCR技术扩增目的基因时，需要加入两种引物，原因是__________________。

(2)利用细胞工程也能产生干扰素，其设计思路为：将相应的免疫细胞和瘤细胞利用电激、PEG、_________等诱导融合，再利用选择培养基筛选出杂交瘤细胞，经细胞培养可获得大量干扰素。由于干扰素在体外保存困难，可利用蛋白质工程对干扰素进行改造，基本途径为：预期蛋白质功能→___________________________推测应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列。

【答案】(1)DNA连接 显微注射 桑椹胚或囊胚 受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应 DNA 聚合酶只能从3’端延伸DNA 链，用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增 (2)灭活的病毒 设计预期的蛋白质结构

【解析】(1)用DNA连接酶将干扰素基因与牛乳腺蛋白基因的启动子等调控组件连接在一起，构建基因表达载体，通过显微注射等方法导入牛的受精卵中，经早期胚胎培养至桑椹胚或囊胚时期，再移植到受体母牛中发育成熟。受体对移入子宫的外来胚胎基本上不发生免疫排斥反应，这为胚胎在受体内的存活提供了可能。DNA的两条链是反向平行的，DNA 聚合酶不能从头开始合成DNA，而只能从3’端延伸DNA 链，用两种引物才能确保DNA两条链同时被扩增。(2)诱导动物细胞融合的常用诱导因素有聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。天然蛋白质合成的过程是按照中心法则进行的，而蛋白质工程与之相反，它的基本途径为：预期蛋白质功能→设计预期的蛋白质结构→推测应有的氨基酸序列→找到对应的脱氧核苷酸序列。

【启示】现代生物科技考查的是生物技术的上游技术，注重核心素养，关注现代生物技术，重视原理、技术的整体认识，强调基因工程和细胞工程综合能力的展示，强调综合表达，摒弃死记硬背。

值得说明的是，在生物学史上经历了描述性生物学阶段、实验生物学阶段和分子生物学阶段的发展，得到了前人留下的很多宝贵的生物学科学方法。科学方法是高考的重点，主要包括：科学研究方法(观察法、实验法、调查法和文献法)和科学研究方式(演绎推理——一般到特殊、归纳推理——具体到抽象、类比推理和构建模型)。复习时，要牢固掌握这些方法的适用范围和技术原理，高度重视这些科学方法，尤其是高度重视假说演绎、演绎推理与类比推理在解决遗传学问题中的训练，这是夺取高分的根本保证。

高考命题已实现由基于学科知识点命题向基于学科核心素养命题的转变，注重考查考生的思维品质和关键能力，检测考生是否能运用所学知识分析和解决问题，以及考查考生的语言表达能力、社会责任感等。考生要在掌握所学知识与技能的同时，感悟知识的本质，积累思维和实践的经验，形成和发展核心素养。基于核心素养进行高考命题，充分体现了试题在立德树人、导向教学和服务选拔的功能，这也是未来高考命题方向和原则，我们必须把握与遵循。

作者：田奇林 刘江洲

第6篇：小学科学培养学生科学探究能力的教学指导方法探究

摘 要：探究，即探索、研究，是一种动态的、生成式的发现式学习活动，而之所以要在小学科学教学过程中组织科学探究活动，是要促使科学教育回归科学本质，让学生顺利建构科学知识，优化学生的科学思维意识，让学生顺利实现有效学习。因此，小学科学教师要积极培养学生的科学探究能力，组织丰富动态的探究指导活动，为培养学生的科学素养做准备。文章则将从科学探究氛围的创设、科学探究活動的组织、科学探究的总结与课外拓展应用活动四个环节来分析小学科学教师应该如何组织科学探究活动，切实培养学生的探究能力。

关键词：小学科学;科学探究能力;培养策略

国际性人才竞争主要集中在具备科学素养与创新素养的人才之中，我国小学科学教育的地位正变得越来越突出，肩负着培养科学素养人才的重要使命。但是，常规的小学科学教学活动缺乏探究教学意识，教师虽然会组织学生学习科学知识，却以理论灌输为主，很少会组织学生参与科学实践活动，也不看重学生个人创新素养的生成与发展，导致学生一直无法摸索出有效的科学探究方法。既然科学教育要面向现实、面向未来、面向科技，那么小学科学教师也要积极组织科学探究活动，突出学生的科学探究行为，让学生顺利实现健康成长。

一、 创设优良的科学探究氛围，培养科学思维

在组织科学探究活动时，学生的自主学习行为、心理倾向非常关键。这就需营造宽松自在的科学探究氛围，让学生放松下来，以便让学生进入活跃的思维状态，让学生自主学习科学概念。试想一下，如果小学生的精神过于紧绷，教师也非常严肃，教师问一句，学生才答一句，双方的信息互动很少，就必然会影响小学生的学习状态，难以顺利组织科学探究活动。但是，反过来讲，如果小学生的整体状态是轻松自在的，那么他们也就能顺利展现自身的学习能力、思维品质，而且还有可能分享自己的生活智慧，与其他同学一起去探究科学问题。这样一来，小学生就会自觉进入科学思维状态，主动配合老师，有利于顺利展开科学探究活动，让学生顺利生成科学概念。为此，小学科学教师便要解放师生关系，创设优质的课堂教学氛围，让学生顺利实现有效学习，从而切实优化学生的学习状态。

就如在“寻访小动物”一课教学中，我便在课前与学生一同设计了本轮科学探究活动，告诉学生本节课的认知目标是要总结出不同类型的小动物，即在不同环境下生长着不同的小动物。同时，我也明确要求学生在现实生活中观察各类动物，希望学生可以自主分析动物对环境的依赖特征。于是，我就指导学生确定了生活观察方向，即观察水生动物、陆地动物、两栖动物的生存状态，学生既可自主搜集网络资料，也可在宠物市场中亲眼观察这些动物的生存环境，向专业人士学习，了解各类动物的生长习性，以及每一种动物对环境的具体要求。这就可以很好地改善学生的科学探究状态，有利于促使学生实现自主学习。在科学课上，我就让本班学生自主探究科学概念，使其以“主讲人”的身份整理、分享关于动物类型的科学资料，据此引导学生共享科学结论，希望学生能够有效建构科学概念。由此，学生也就能直接生成主体学习意识，会自觉学习科学概念，将生活观察与教材内容结合起来，从而顺利生成科学知识，使其初步经历科学探究过程。

在创设课堂教学情境的过程中，教师一定要关注学生本身的认知、情感发育状态，因为创设科学探究情境的基本目的是要唤起学生的科学思维意识，让学生自主分析科学问题。因此，如果能够顺利达到启思目的，那么小学科学教师便应该展现出自己的创新能力。上述案例是通过组织生活观察活动去创设生活情境的，学生也确实通过生活观察了解了各种各样的小动物，但是这只是创设科学情境的一种方法。比较常见的情境创设方式还包括角色表演、多媒体资源、人文对话、实验展示与游戏探索等，因为情境是服务于教学目标的，所以并没有固定的创设方式。对于这一点，小学科学教师要根据教学需求去选择多元化的创设情境方式，以便切实优化科学探究效益，让学生真正实现有效学习。

二、 组织开放的科学探究活动，实现自主学习

要想切实培养学生的科学探究能力，教师就必须要让学生经历发现问题、提出问题与解决问题的整个过程，让学生顺利建构科学知识，稳步提升学生的科学探究能力，为学生的科学探究行为做准备。为此，小学科学教师要积极组织以学生为中心的科学探究活动，引导学生自主学习科学概念、解析科学原理，逐步丰富学生的解题能力，为学生的可持续发展做准备。在组织科学探究活动时，教师要科学协调学生的自主学习、合作学习行为，确保学生可以始终保持独立思考、积极进取的心理状态。学生的思维一直是活跃动态的，所以教师一定要坚持以学生为中心，不可轻易打断学生的探究思路、解题行为，而是要客观展现学生的个人机智、集体智慧，使其顺利突破探究任务。

就如在“哪种材料比较硬”一课教学中，我准备了一些硬度不同的材料，如木头、纸张、铁块、铜丝、铝制品等，让学生自主对比这些材料的硬度，使用科学语言去描述各类材料。实际上，本班学生在现实生活中也触碰、观察过各种各样的材料，本身也明白材料的硬度是不同的，而这一生活经验也可帮助学生自主建构科学概念，使其顺利实现科学探究。为此，我还教给了学生测量材料硬度的基本方法，比如折一折、用其他物体砸向这些材料、用剪刀剪一剪这些材料等，据此指导学生观察各类材料的硬度，以便逐步优化学生的科学探究能力，让学生顺利建构科学知识。通过比较与直观操作，本班学生也能根据实验观察结论去排序各类材料，使用硬度、柔韧性、在水中的沉浮作用去描述材料性质，总结出材料的硬度越大，越不容易被别的物体摧毁这一结论。通过本节课的科学探究，本班学生也能形成良好的科学表达能力，部分学生会主动在现实生活中迁移科学探究所得，而这就有利于改善学生的科学探究状态，让学生顺利建构科学概念。另外，在本节课探究活动中，由于小学生的认知经验比较充足，所以首先让学生独立阅读科学教材，使其通过看一看、折一折、敲一敲等活动初步检测各类材料的硬度，有效保证了学生的独立思考行为。然后，让学生以小组为单位进一步探究、检验了各类材料的硬度，使其利用科学的数据信息去表述材料的硬度大小，实现了生生互动，也有效锻炼了学生的科学表达能力。这样一来，就可尽可能地让更多的学生参与到课堂教学活动之中，有利于优化学生的探究心得。

在组织科学探究活动的过程中，小学科学教师要明白一个现实问题，即小学生虽然是实施科学探究活动的主体，但是小学生本身的人生经历与科学认知经验并不充足，很难独立完成科学探究任务。但是，如果教师的讲解行为过多，小学生无法保持独立思考状态，那么同样也无法顺利建构科学概念，难以有效培养学生的科学探究能力。这就需要小学科学教师主动去分析教师、学生在科学探究活动中的角色定位，既要保证学生一直处于活跃的思考状态，也要充分发挥教师的主导作用，让学生顺利实现科学探索。为了做到这一点，小学科学教师就要与学生平等相处，不可强迫学生接受自己的想法，而是要主动去适应学生的科学认知特点，指导学生积极思考、自主分析科学问题。这样一来，学生也必然可以在教师的指导下去分析问题、解决问题，自然而然地参与科学探究活动。这样可以顺利培养学生的自主学习意识，有利于改善学生的探究行为。当然，除了师生互动问题之外，小学科学教师还要客观分析引导学生实现自主探究的其他方法，比如小组合作，有效协调学生的独立思考与合作交流关系，让学生顺利实现有效探究，逐步提升学生的科学思维能力，培养学生的科学素养。

三、 总结真实的科学探究效益，锻炼思维能力

教学总结活动虽然看似可有可无，但是却直接影响小学生的科学认知状态。因为只有当他们形成了完整的、统一的科学认知结构，才能顺利优化自身的科学探究行为，实现有效学习。纵观小学科学教学活动，由于一直在追赶理论知识的教学进度，教师也忽视了课堂总结活动，学生在课下也不会自主总结科学知识，最终导致学生的知识结构是比较零散、碎片的，直接影响学生科学探究能力的发展。对此，小学科学教师要积极组织探究总结活动，引导学生归纳各个知识点的内在关联、科学探究流程、科学探究效益，进一步锻炼学生的思维能力，让学生顺利实现有效学习。如此，也可为下一轮科学探究活动做准备，有利于改善学生的思維品质，让学生渐渐真正学会学习，形成良好的科学精神。

在“哪种材料比较硬”一课教学活动中，由于学生在课堂上充分参与了科学实践操作活动，也总结出了材料硬度知识，所以在课堂总结环节教师指导学生归纳了关于材料性质的相关知识点，即材料的颜色、材料的硬度、材料的柔韧性、材料在水中的浮力等，让学生将多节课知识结合起来，共同阐述材料的物理性质，由此完善了学生的知识结构。另外，让学生总结了科学探究效益，即学生需反思自己是否实现了独立思考、是否有效迁移了生活认知经验，判断独立学习活动效益。接着，学生便要反思自己在小组内部的学习行为，比如与小组分享科学材料的交际行为、与小组共同探究材料硬度的科学表达行为、与同伴总结材料物理性质的知识总结行为等，要求学生真诚作答、自主反思，希望学生可顺利反思科学探究效益，同时也可预设下一轮科学探究活动的学习方案、学习方法。

在总结探究教学效果时，小学科学教师要充分发挥学生的表达权利，因为这一环节是引导学生梳理科学探究过程、归纳科学知识点的重要活动。学生可以在总结与反思过程中去回顾科学探究过程，这样可以真正培养学生的科学表达能力，有利于学生自主建构科学概念。因此，小学科学教师要保障学生的话语权，引导学生使用科学语言去解释、分析现实问题。另外，如果学生在总结时发现自己并未顺利内化某一个科学概念，那么会自然而然地反省自己的学习行为，分析自己是否实现了积极思考、自主探究，所以也能直接培养学生的反思性自主评价能力，有利于进一步优化学生的科学思维，使其正确判断自己的科学探究行为效益。长此以往，小学生就能够逐步掌握参与科学探究的必要原则，总结出有效的科学研究方法，能够直接培养学生的科学探究能力，让学生渐渐学会学科学。所以，小学科学教师必须要重视知识总结与教学反思活动，鼓励学生积极思考，使其顺利实现反思性学习。

四、 设计多元的科学实践活动，挖掘探究潜能

科学探究活动本身就包含着丰富的实践操作活动，因为学生通过探究活动所总结出来的科学道理必须要经过实践检验，才能被证实是正确的、有效的。因此，小学科学教师要积极组织多元化的科学实践活动，进一步拓展科学探究范围，让学生顺利建构科学知识。在此过程中，教师也要主动尝试整合生活素材，既可将教材知识作为跳板，利用生活资源进一步发散学生的科学探究思维，让学生自主思考解决现实问题的科学方法，也可直接围绕学生的科学探究兴趣去组织开放的科学实践活动，让学生利用科学探究方法去证明某个现象、阐述某个规律，由此优化学生的科学思维，提升学生的探究水平。

在“哪种材料比较硬”一课课堂探究活动结束之后，学生也产生了极大的探究兴趣，开始观察现实生活中的各类材料，如黑板擦、粉笔、课桌、橡胶操场，以及各类电器、玩具等，想要检测这些材料的硬度。面对有着高涨探究热情的小学生，教师则组织了课外拓展实践活动，让学生自主选择材料、自主检测材料的硬度，以便有效训练学生的科学探究能力。另外，在“给身边的材料分类”一课教学结束之后，教师就让学生全面整合了关于材料物理性质的知识，让学生按照材料在水中的沉浮情况、硬度、柔韧性等物理性质去区分各类材料，并且让学生在课外参与资料调查活动，利用科学实验去检测各类材料在水中的沉浮情况，以便顺利发展学生的科学思维能力，让学生积极建构科学概念。有时候，小学生也会产生一些发明创造的想法，比如改变玩具的材质，由此改变玩具的功能，或者是将一些硬度较小的物品外铺设一层硬度较大的材料，由此提高物品的承重水平。对此，教师会积极组织课外实践活动，让学生在实践中落实个人科学猜想。在此过程中，小学生的整个探究状态都是非常理想的，他们会自觉将科学知识与现实生活结合起来，自主分析将科学概念应用到现实生活中的方式方法，能够直接改善学生的科学学习态度，是优化学生科学素养的重要活动。而且，在生活实践中，一些有天赋的学生还会自觉展开科学发明，这就有利于培养学生的创新素养，让学生逐步成长为一名具有创新意识、实践能力的优秀人才，从而进一步提升学生的素质水平，真正为学生的长远发展做准备。

总而言之，在小学科学教学过程中组织科学探究活动，逐步提升学生的探究能力非常关键，能够让学生自主建构科学知识，生成科学能力，也能促使学生真正实现长远发展。因此，小学科学教师要主动创设良好的探究氛围，调动学生的科学探究意识，组织开放的探究引导，让学生及时反思、积极总结探究效益，同时还要整合课内外教学活动，引导学生自主参与课外实践应用活动，逐步提升学生的科学探究能力，为发展学生的科学素养做准备。

参考文献：

[1]邱启荣.小学科学教学中如何培养学生自主探究能力[N].江苏科技报，2018(A07).

[2]吴逢高，滕海川.STEM教育促进小学科学课堂教学变革实践研究[J].教育科学论坛，2018(32)：78-80.

[3]贾建刚.小学科学教学中“问题式”教学的思考与实践[J].科学大众：科学教育，2018(11)：51.

[4]孙振明.关于小学科学探究式教学科学结论问题的教学反思[J].中国教育技术装备，2018(17)：100-101.

作者简介：张阿育，福建省晋江市，福建省晋江市磁灶镇教委办。

作者：张阿育

第7篇：科学探究

初三化学学期教学计划

一、学生现状分析：

初三年级新开设化学这门课程，对很多同学是一个挑战，更是一个机遇。化学与生活密切联系，很多知识来源于生活，在生活中稍加注意，就会发现所学化学知识在生活中都能找到，这久很容易引起学生的学习兴趣。

二、教学目标

1、让学生学到一些科学探究的基本方法。

2、使学生学习一些基本概念和基本原理;学习几种常见元素和一些重要的化合物的基础知识，学习一些化学实验和化学计算的基本技能;了解在实际中的广泛应用;使学生能初步运用化学知识解释或解决一些简单的化学问题。

3、激发学生学习化学的兴趣;培养学生的科学态度和科学的学习方法;培养学生的学习能力和创新精神，并对学生进行爱国主义的辩证唯物主义教育。

三、教材分析

1、第一单元具有以下特点：①作为起步阶段的化学学习，教材注意创设情境，引发学生学习化学的好奇心和探究欲望，尤其注意从殷实的史实出发，展示化学与人类进步与社会发展的关系，使学生能初步从化学、技术、社会这三者的密切关系中领悟化学学习的价值，培养学生学习化学的兴趣与责任感。②突出化学是一门以实验为基础的科学，强调走进化学实验室的重要意义，以及学习一些最基本的化学实验操作的必要性，引导学生体会化学实验是获取化学知识和学习科学探究方法的重要手段，培养学生严谨的科学态度和尊重客观事实，善于合作等的优良品质。③重视学生的生活经验和亲身感受，注意引导学生主动参与探究活动，并通过探究活动与合作学习，主动地获取知识，注意培养学生从日常生活中发现和提出有探究价值的问题的思路和方法，体验探究活动的过程，方法和成功后的喜悦，从而使学生产生亲近化学，热爱化学并渴望了解化学的情感，树立学好化学的信心。本单元教学重点：化学学习的情感、态度和价值观等方面的教学。本单元教学难点，引导学生主动参与科学探究的过程与方法等方面的教学。

2、第二单元是从社会实际和学生的生活实际出发，在展现水与人类的关系，世界和我国水资源概况，水的污染和防治等问题的同时，以水为载体，将单质、化合物、物质的组成，原子、分子等化学基本概念及沉淀、过滤、蒸馏等化学实验操作技能的学习贯穿其中，力图为学生提供认识和探索周围事物的素材和线

索，以及从身边事物中学习化学知识的意境。因此本单元的特点是将化学的一些基本概念和基本技能穿插于紧密联系社会、联系生活的内容之中。从知识结构上看，本单元的内容分为三块：一是从社会学角度认识水，包括水在自然界的作用，水资源状况及其保持等;二是一些化学基本概念;三是几项化学实验基本操作。其中重点内容是：①人与水的联系，以及人其中的能动作用。②原子、分子的概念。③过滤、蒸馏等基本操作技能。

3、第三单元溶液，从化学的角度认识溶液，认识溶液的组成，这部分内容分两部分，第一部分物质在水中的溶解。第二部分溶液组成的定量表示。重点内容是溶液的组成、性质以及质量分数的计算。

四、具体措施

1、结合化学学科的特点，密切联系实际生产、生活激发学生学习化学的趣。

2、成立化学课外兴趣小组。

3、对学习化学兴趣不高的同学实行个别辅导。

4、对学生进行自己出题自己测试的训练。

5深入备课

a、备学生

⑴帮助学生完成初中化学学习的过渡。我们要切实作好初中化学的教学，在教学进度上不能急于结束课程，提早复习，面向中考追求升学。而要在教学中时刻向学生渗透化学学习的方法和规律，培养学生初步的化学思维能力。

⑵帮助学生养成看教材的好习惯。根据以往初三年级的学生的学习经验来看：很多学生心气浮躁、眼高手低,平时不重视教材中的基础知识，甚至不屑于做课后题，相反，却一心扑在做各种习题册和难题上，结果一些人连最基本的化合价、化学式都写不明白。因此在本学期将注重这方面的指导。

b、备教材

对一些暂时拿不准的问题，要进行广泛的讨论，以期在教学中提高驾驭课堂的能力。

c、备教法

尝试将“研究性”的教学思想渗透到教学中。充分挖掘教材内容，在备课中搜集和参考一些理论联系实际的生动材料，把一些平淡无奇的知识转变为研究性学习的内容，创设活泼的课堂教学氛围，激发学生的学习兴趣。

五、课时安排

第一单元1-4周

第二单元5-11周

第三单元12-15

复习16-19

周 周 威海十三中姜丽娜

第8篇：科学探究活动

【活动目标】

1、探索发现在瓶中吹气球与瓶中空气压力之间的关系。

2、能记录自己的实验结果，并大胆地用语言表述自己的发现。

3、关注身边的科学，体验科学发现的乐趣。

【活动重、难点】

重点：通过动手实验与记录，得出瓶子上有洞就可以将瓶中的气球吹大。

难点：理解在瓶中吹气球与瓶中空气压力之间的关系。

【活动准备】

1、大小不一瓶口套好气球的瓶子若干(包括无洞、少洞和多洞)。

2、幼儿记录纸、记号笔人手一份。

3、课件《瓶中吹气球》(其中包含教师的记录表和原理动画)。

4、气球，底托，差气球工具。

【活动过程】

一、出示气球，帮助幼儿掌握吹气球的正确方法。

1、(出示吹好的气球)师：看看，张老师带来了(气球)，你们都吹过气球的吧!

2、请2名幼儿在集体面前吹气球。

师：说说你是怎么吹的?你看到他是怎么吹的?

3、小结：吹气球时要嘴巴贴住气球口，然后用力，还要连续不断地往气球里吹气，才能把气球吹大。

(分析：兴趣是最好的老师，气球的出现让幼儿有将它吹大的欲望。而且这个环节以这种形式调动起幼儿已知经验，这样幼儿就能更好地掌握吹气球的方法，为下面的活动做好铺垫。)

二、分批投放材料，让幼儿探索得出气球在有洞的瓶子里能吹大。

师：如果把气球套在(瓶子)上，还能吹大吗?(记录下幼儿的猜测)去试一试就知道了。(第一次投放材料：小瓶无洞)

师：谁来说说你的发现?

幼：吹不起来。可能瓶子太小了，瓶口太小了，没有空气等等。

师：我们试下来发现瓶子里的气球都没有吹大。讨论：那为什么气球在这些瓶子里吹不大呢?

师：是不是瓶子不够大呢，张老师也不知道，这样吧，我再给你们些大点的瓶子去试一试。(第二次投放材料：中、大瓶有洞无洞均有)

师：有的气球吹大了，有的还是没有吹大，怎么会这样呢?这里一定有秘密，你们再去比一比、看一看、找一找。

师：秘密是什么?

幼：瓶子底下有洞洞。

小结：原来，瓶中的气球能吹大，秘密就是瓶子上有洞洞。(点出洞洞)

(分析：从“吹气球”到“瓶中吹气球”，难度逐渐加深，激发了幼儿在瓶中吹气球的兴趣，从而投入到探索活动中去。从幼儿的年龄特点出发，预设幼儿的需要，以幼儿为主体，提供大小不一的瓶子，让他们在亲自试验中建构认识：在小瓶子里吹不大气球;能不能在瓶中吹大气球与瓶子的大小没有关系，瓶上有洞洞的气球才能被吹大，解决本次活动的重点。)

三、借助课件，揭示“瓶中吹气球”的科学原理。

1、引导幼儿自由说说其中的原因。

师：为什么有洞洞的瓶子气球能吹大，没有洞洞的瓶子气球吹不大呢?

2、播放课件，总结科学原理。

师：是不是这样呢，我们来听听电脑小博士是怎么说的。

(分析：此环节通过幼儿自由说说原因、“电脑小博士来告诉你”，发挥了信息技术在教学中的有效作用，借助形象生动的课件，帮助幼儿巩固了所学知识，又让幼儿体验了发现的乐趣。能更好地向幼小的幼儿揭示“瓶中吹气球”的科学原理，便于理解和内化。还起到了动静交替的作用，使科学活动不再枯燥。)

四、引导幼儿再次探索，通过比较得出瓶上洞洞的多少与吹气用的力度成反比关系。

师：我给你们每人准备了两个瓶子，一个套红气球，一个套绿气球，哪只颜色的气球吹大更容易些呢?为什么?去试吧!(第三次材料：红绿气球，洞多洞少)

师：谁愿意把你的记录和发现来分享一下!

小结：哦，原来红气球更容易吹大，因为瓶子上的洞洞(多)(点出很多的洞洞)，绿气球的瓶子上洞洞(少)，吹大气球就吃力些。

(分析：第二环节中只有少部分幼儿吹到了有洞洞的瓶子，成功将气球吹大。为了给每一位幼儿成功吹大气球的体验，以此为契机，进一步赋予幼儿探索的空间，给两个大小一样的瓶子进行一次吹气球比赛。通过实验和记录发现红色气球的瓶子吹起来更省力。最后通过观察瓶子身上的秘密来培养幼儿良好的探究习惯。)

五、活动延伸。

师：今天我们小朋友通过做实验发现了瓶上有洞洞可以将瓶中的气球吹得大大的。那还有没有其它的办法也可以可以将瓶中的气球吹大呢?回家后和爸爸妈妈想一想，也去试一试，如果成功了也可以把你们成功的秘密告诉大家哦!

(分析：最后教师抛出的问题：还有没有其它的办法也可以可以将瓶中的气球吹大呢?通过这个问题与活动延伸自然衔接，让此次活动有了很好的扩展。同时又提供了一次亲子之间、家园共育的机会。)

【活动反思】

本活动旨在让幼儿在看看、说说、试试、比比的过程中发现瓶上有洞瓶中的气球就能被吹大，在探索发现中了解瓶中吹气球与瓶中空气压力之间的关系，从而能更加关注起身边的科学，激发幼儿学习科学的兴趣以及学习如何去探究科学奥秘。这次的活动从“吹气球”到“瓶中吹气球”，难度逐渐加深，激发了幼儿在瓶中吹气球的兴趣，积极投入到探索活动中。通过一次又一次的试验、猜想与排除，最终建构了认识：在小瓶子里吹不大气球;能不能在瓶中吹大气球与瓶子的大小没有关系，瓶上有洞洞的气球才能被吹大，解决本次活动的重难点。揭示出来的奥秘不该就这样被搁置停留在原地，所以又增加了瓶中吹气球比赛这一环节，使得每个幼儿都有机会去体验成功，并在此基础上又一次提升了科学认知。在这次的探索活动中教师虽放手但不忘指导，在幼儿遇到瓶颈之处，帮助幼儿纵向探究从而使幼儿的认识得到升华。活动过程中，幼儿在探究之时，由于瓶中吹气球的有趣现象，很容易就转移了幼儿的注意力，所以个别定力不足的幼儿需要教师不断的提醒他完成任务。