许 明 （江苏省丹阳市实验学校 江苏丹阳 212300）

“科学探究”是中学生在生物学科的学习中应形成的核心素养之一。在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中指出，“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，以及结果分析与表达［1］。因此，在教学中，教师可从观察与提出问题、方案设计与实施、结果分析与表达等关键能力的培养入手，培养学生的科学探究素养。而这些关键能力的培养需通过一个章节、 一个系列的教学有规划地进行设计。本文结合笔者的教学实践，以“鸡卵”系列教学为例，阐述如何在课堂教学中培养学生的科学探究素养。

1 观察与提出问题能力的培养

1.1 观察能力的培养 科学观察是人们有目的、有计划感知和描述客观事物的一种科学认知方法，是一种基本的认知活动，它是记忆与思维、分析与想象的基础，贯穿于整个科学探究过程中。观察能力不是固定不变的，经过教学活动可得到进一步提升。在“鸡卵”系列教学中，可通过下列活动培养学生的科学观察能力。

案例1：学会科学地进行观察。

“观察鸟卵的结构”是苏科版《生物学》（8年级上册）“动物的生殖”一节的内容。为了让学生体会系统观察的重要性，掌握观察方法，可将这部分内容扩展为一节课。其环节为：

环节1：学生4 人一组，用自己的方法观察鸡卵，画出鸡卵的内部结构图（在给定的白板上），根据自己的生活经验标注各部分名称。

环节2：选取有代表性的几组作品，展示在黑板上。

环节3：组织学生讨论各组作品，完善鸡卵的结构，找出各部分科学的名称。

环节4：各小组反思哪部分没有观察到，原因是什么？

环节5：选出观察成功的小组介绍观察经验，师生共同总结得出观察鸡卵较为科学的方法：由外到内，由钝端到尖端。

环节6：重新发放一枚鸡卵，各小组用科学的方法进行科学细致的观察。

环节7： 根据生活经验讨论分析各部分结构的功能及其与陆地生活相适应的特点。

许多学生观察事物时杂乱无章，往往顾此失彼，遗漏许多需观察的内容，这就需要用科学的方法进行观察。例如案例1 中使用的便是系统观察法：由表及里、由远到近、由整体到局部、由外表到本质、由上到下、由宏观到微观等，按顺序系统地进行观察。先让学生用自己方法进行观察，再用科学的方法进行第2 次观察。前、后使用的方法不同，结果也不同。虽然是一枚小小的鸡卵，方法稍微不同，观察结果迥异，这样的实践让学生深刻体会到系统观察法对生物学研究的重要性。

1.2 提出问题能力的培养 探究是一种建立在“质疑”的基础上，通过学生的自主活动构建知识的学习方式。“提出问题”是科学探究的精神所在，是科学探究素养的重要组成部分。在“鸡卵”系列教学中，可这样培养学生提出问题的能力。

案例2： 引领学生学会问题。

在“鸟类生殖与发育”的教学中，可采用这样的方式培养学生提出问题的能力。

环节1：教学前，笔者安排学生观察鸡卵，并提出自己的问题。

第1 组：①鸡卵是由哪些结构组成的？ ②什么结构发育成小鸡？

第2 组：①哪些结构对鸡卵有保护作用？②孵化中的鸡卵是怎样获取氧气的？

第3 组：①鸡蛋中为人们提供营养的是什么结构？ 主要提供什么营养？ ②鸡卵发育成小鸡的过程是怎样的？

第4 组： ①鸡卵发育成小鸡过程中各部分结构发生了怎样的变化？②爱迪生孵小鸡，能孵出小鸡吗？ 由鸡卵孵化成小鸡需要哪些条件？

……

环节2： 引导学生对自己提出的问题进行分类，如表1。

表1 问题分类表

案例中环节1 引导学生观察鸡卵并提出自己的问题，其中包含了发散设问的方法，对问题进行多维度思考，从不同角度对所学知识进行思考、分析，进而提出有价值的问题。环节2 师生共同将提出的问题进行分类。在分类实践活动中，让学生逐渐认识到提问的不同种类。在教学中，可通过一次次这样的实践活动让学生学会区别提问的种类，培养学生的问题意识，提高学生提出问题的能力。

2 方案设计与实施能力的培养

科学探究过程中，设计实验方案关乎实验的成败，没有切实有效的实验方案，再有价值的问题，再有新意的假设也都是纸上谈兵，进入不了实质性的探究阶段，方案的实施要在方案设计的基础上进行。在具体的教学中，教师可这样培养学生的方案设计与实施能力。

2.1 明确设计实验方案的原则与要求 要让学生掌握设计实验方案的原则与要求。初中生物学实验设计的原则主要有5 条：科学性原则、简便性原则、设立对照原则、单一变量原则、平行重复原则。实验设计的具体要求如表2。

表2 实验方案设计的要求

2.2 设计与实施实验方案 设计与实施实验方案是学生理解运用实验方法的途径之一。在实践中，可通过实例分析让学生接受方法；通过亲自设计让学生运用方法。

案例3：在实践中设计与实施实验方案。

在“鸡卵的发育”教学中，教师引导学生用多种方法设计与实施实验，学生的方案主要有2 种。

方案1：跟踪实验法观察鸡卵的发育。

课题：观察鸡卵的发育过程。

实验目的：观察鸡卵发育过程中胚盘的变化。

实验原理：在鸡卵发育过程中胚盘发育能发育成雏鸟。

实验假设：在鸡卵发育过程中胚盘会逐渐发育成雏鸟。

实验内容：

1）材料：受过精的鸡卵若干只，培养皿、镊子、孵化箱。

2）步骤：①选取若干只受过精的鸡卵放在孵化箱内孵化。②在孵化的第1 天、 第3 天、 第7天、第14 天、第20 天分别打开一只鸡卵，观察其中的卵黄、卵白、胚盘的变化，拍照并作好记录。③观察未孵化、孵化第3 天、第7 天、第14 天、第20天的鸡卵的照片，比较各阶段卵白、卵黄、胚盘的变化历程，如下页图1。

3）预期：在鸡卵发育过程胚盘会逐渐发育成雏鸡。

4）得出结论：在鸡卵发育过程中胚盘逐渐发育成了雏鸡。

方案2：比较实验法观察鸡卵的发育。

课题：观察鸡卵的发育过程。

实验目的：观察鸡卵发育过程中胚盘的变化。

实验原理：在鸡卵发育过程中胚盘能发育成雏鸟。

实验假设：在鸡卵发育过程中胚盘会逐渐发育成雏鸟。

实验内容：

1）材料：从养殖场挑选孵化第4 天、第7 天、第14 天的鸡卵，培养皿、镊子。

2）步骤：①将孵化第4 天、第7 天、第14 天的鸡卵放在培养皿中，标上标签1 号、2 号、3 号。②用镊子解剖孵化第4 天、第7 天、第14 天的鸡卵，并将胚盘的变化记录在表3中。

表3 鸡卵发育观察记录表

3）预期：在鸡卵发育过程中胚盘会逐渐发育成雏鸡。

4）得出结论：在鸡卵发育过程胚盘逐渐发育成雏鸡。

在本案例中，就同一课题引导学生用不同的方法进行设计，通过对2 种方案的比较，可发现比较法设计实验与跟踪法相比弥补了其中的一些不足。例如跟踪实验法不能破坏材料，否则若不进行继续观察，实验中间环节所出现的实验结果，因为没有横向的比较，有时容易被忽略；而比较法则弥补了其中的不足。

学生通过亲手设计与实施实验，在实践中体会方案设计原理与注意事项； 体验设计的全过程和容易疏忽的关键点，接纳领会，这都有利于学生在今后的探究活动中灵活运用。

3 结果分析与表达能力的培养

在初中生物学教学中，可通过数据分析法对探究结果进行分析，得出结论并科学合理地进行表达与交流。

案例4：数据分析法分析探究结果并表达交流。

在“鸡卵的发育”教学中，测量孵化第3 天、第7 天、第14 天鸡卵的质量，引导学生用各种方法对数据进行分析、表达交流。

分析方法1：表格分析法。

将所有数据进行归类，绘制成表格，通过分析数据得出结论，如表4。

分析方法2：柱形图法。

将数据进行分类汇总，绘制成柱形图，分析图形得出结论，如图2。

分析方法3：折线图法

将数据进行分类汇总，绘制成折线图，分析图形得出结论，如图3。

经分析数据后发现： 鸡卵发育过程中质量会减轻，学生推测鸡卵孵化过程中消耗了鸡卵中的有机物。

在教学中，可尝试让学生采用多种方法对探究得出数据进行整理和分析，得出结论，表达交流。这有利于培养他们结果分析与表达的能力。