曾燕

摘  要：以“植物向光性原因”为问题情境，通过问题串和任务，引导学生重演植物生长素的发现过程，并对生物学现象进行观察、提高、设计实验、结果预测与交流，发展学生的科学探究能力和批判性思维。

关键词：重演;任务;植物向光性;科学探究;批判性思维

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、方案实施以及对结果的交流与讨论的能力。学生应在探究过程中，逐步增强对自然现象的好奇心和求知欲，掌握科学探究的基本思路和方法，提高实践能力;在探究中，乐于并善于团队合作，勇于创新。

评判性思维是“为决定相信什么或做什么而进行的合理的、反省的思维”，在真实的生物学情景中发现，发现“矛盾”产生思维冲突，寻找证据，做出判断，是培养批判性思维的有效方法。

近年来，以实验形式考查科学探究能力不论在选择题、还是大题都占有一定的比例，科学史的经典实验的考查更是近年高考题的特色。在传统的课堂教学中，很多老师都忽视了科学史的经典实验的育人价值，例如：在生长素的发现过程中，教师普遍做法是着重分析生长素发现史中几位科学家的实验结果，在此基础上解释植物向光性的原理，却忽视了这几个实验中蕴含的实验原理、方法技术及科学家的思想和精神，学生仅靠课本简单的实验过程和结论并不能拿高分，更不能发展其科学探究能力和批判性思维。因此，笔者认为，若要使学生牢记基础知识的同时，提升其科学探究能力，应让学生重演科学家的探索思路、理解科学的本质和方法，在重演过程提出自己的见解，同时学习科学家为科学的献身精神，这对发展科学探究能力和批判性思维都有着重要的作用。

一、以植物向光性为情景，引导学生学会观察现象、提出问题

《中国高考评价体系》和新课程标准作为新高考的命题依据，而情景则是中国评价体系的载体，它要求考生能用书本知识、概念原理等解决情景中的问题。基于以上内容，笔者认为植物生长素的发现过程可以以植物的向光性作为情景，一景贯穿全文，最后用科学家的思想与方法解释向光性的原因，为了使文章更生动、更符合近年高考趋势，本人以一首小诗作为情景，创设情景：应怜屐齿印苍苔 ，小扣柴扉久不开，满园春色关不住，一支红杏出墙来并展示盆栽植物生长现象，设问：都体现了植物的什么现象？植物向光生长（出墙来）的原因是什么？通过以上问题导入本节的主题，科学家寻找植物向光性原因的探索历程。

二、领悟达尔文父子科学探究思维

笔者认为，提出问题是科学探究的前提，所提出的问题对学生而言具有强烈的兴趣导向。生物学家达尔文父子探索植物向光性的经典实验蕴含的实验原理、基本方法和技术，包含对照原则、自变量、因变量等都是需要学生掌握的，因此，笔者在授课过程中，教师创设以下问题串：①对照组和实验组分别是？②哪些实验组形成对照？分析自变量，因变量、结果和实验结论？③为什么尖端会影响尖端的下面一段生长弯曲，能做出哪些推测？通过层层递进的问题，让学生分析实验变量和结论的基础上，领悟达尔文父子的科学探究思维。同时使教学顺势过渡到其他科学家的实验。

三、结合假说—演绎法设计实验，重演科学家思维，发展科学探究能力

作出假说是解决问题的第一步，针对生物学家达尔文父子经典实验提出了两个推测，笔者在授课中要求学生根据这两个推测：①假说1：胚芽鞘尖端能产生某种影响传递给下部，②假说2：弯曲生长的原因是尖端下部的化学物质分布不均匀引起的。针对假说1：胚芽鞘尖端能产生某种影响传递给下部，教师设问：你能做出怎样的假说？针对学生假说，引导分析变量，教师进一步设问：如何设置实验1验证假说？请根据教师所提供的实验材料设计实验过程，画出示意图，并预测实验结果。提供的材料有：①长势相同的胚芽鞘若干、②单侧光源、③刀片、④云母片（物质不可通过）、⑤透水的琼脂片（物质可通过）。小组为单位，通过讨论、交流设计实验和预测结果，学生代表分享展示。教师对学生设计的方案，从实验变量和遵循原则上引导分析、评价，并给以肯定。

针对假说2：弯曲生长的原因是尖端下部的化学物质分布不均匀引起的，教师先布置课堂作业，课本P95“概念检测2”，学生代表分享展示，教师点评，并创设情景：C组的结果给你们有何感悟？教师总结：尖端下部的化学物质分布不均匀胚芽鞘就会弯曲生长，教师设问：如何验证弯曲生长的原因是尖端下部的化学物质分布不均匀引起的，根据教师所提供的实验材料设计实验2过程，画出示意图，并预测实验结果。提供的材料有：长势相同的胚芽鞘若干、暗箱、单侧光源、刀片。小组为单位，通过讨论、交流设计实验和预测结果，学生代表分享展示。教师对学生设计的方案，从实验变量和遵循原则上引导分析、评价，并给以肯定。

通過两次引导学生自主设计实验、预测实验结果、小组合作交流，重演鲍森.詹森和拜尔科学家思维，发展学生科学探究能力。

四、回归课本，指出科学家实验不足，培养批判性思维

在渗透科学史的课堂上，教师应引导学生辩证地看待事物，善于质疑、善于突破定向思维。例如，在本节课中，笔者提出了以下问题：实验设计1类似哪个科学的探究实验？学生回答后，设问：鲍森.詹森的实验是否科学？你们设计的实验严谨还是鲍森.詹森？通过对比学生自己设计的实验，指出科学家的不足之处，能直接增加学生的成就感和提升学生学习生物的情趣，同时培养了学生敢于质疑和批判性思维。

组织学生以探究和验证的形式进行了主动学习是发展科学探究能力和培养批判性思维的关键。本节课通过引导学生探究、验证、合作交流、思维判断、最后解释植物的向光性的原因。在此过程中，学生站在科学家的高度进行有效的学习，有助于学生掌握科学探究的各要素的思想方法和理解科学家的本质，提升学生的科学探究能力和批判性思维。无论是对近几年高考常考的“实验设计思路”，还是分析“实验结果类”的解题能力都会得到相应提升。

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2020年修订[M].北京：人民教育出版社，2020：1.

[2] 林建春.基于实验设计与模型建构发展科学思维[J].中学生物教学，2021，4：63-66.

[3] 朱雄.重演孟德尔杂交实验，培养批判性和创造性思维能力[J].中学生物教学，2021，9：27-29.