新课标视角下高中生物教学中科学探究能力的培养研究文献综述

 2023-09-13 09:09

文献综述

研究的现状及发展趋势:国外教育学者一直十分重视对于学生科学探究能力的培养。《美国国家科学教育标准》对科学探究做了如下定义:“科学探究是科学家发现问题,依据探究的方法开展实验研究,并对自然问题作出科学的解释,也指学生构建科学知识、形成科学观念及领悟科学研究方法的各种探究性活动[1]。”探究性活动是科学教育的基础,不仅仅是在美国,在英国、法国、日本、新西兰等国家,其科学课程的核心问题都是科学探究。在英国的《国家科学课程标准》中,对科学探究规定了十级水平达成目标,每一级达成目标又有详细描述,作为对学生科学探究能力评价的参照标准,其中主要包括科学思想、科学证据的本质及重要性以及调查研究的主要技能(如:制定计划、获得和提出证据、思考和评估证据等)[2]。根据课程标准的规定,教学应当保证通过一系列课程内容的学习,培养学生进行科学探究所需要的知识、技能和理解力。在法国,有这样一种学习方式被称作“TPE(Travaux Personnerls Encadreacute;s)”模式,即“有指导的学生个人实践课程”,是指让学生从学习和生活中获取课题,自主进行思考、设计、研究、制作、调控与评价,旨在培养学生发现问题、解决问题的能力,发展学生的学习主动性,使其获得文化知识和科学的研究方法,用多元、开放的思维面对未来社会的挑战。法国的这种TPE学习方式顺应了新的时代潮流,是法国的特色教育课程之一,它始终强调教育以学生为本,要充分尊重学生的主体地位,鼓励学生发展自己的个性和自主学习能力[3]。除此之外,根据学生学习水平的调查(PISA)结果显示日本学生科学素养以及问题解决能力多次位于被调查的国家的首位,而根据理科教育调查(TIMSS)报告显示日本学生的理科成绩稳居于前十名。在日本理科教育的课程标准中,关于探究能力的要求也在改革中不断地由模糊到具体,渐渐地趋于完善。日本的小学科学教育课程的目标是培养学生解决问题的能力;培养学生热爱自然;培养学生通过观察和实验来理解自然现象。初中科学教育课程的培养目标是:培养学生的科学调查能力;通过对问题的调查发展学生的表达交流能力;提高对自然的关心程度;培养科学探索和解决问题的能力[4]。到目前为止,国外已有不少关于探究性教学模式的研究成果,但并不显著。

我国的课程改革是在欧美一些国家之后进行的,所以新课程标准中借鉴国外的东西比较多而研究自己本国特点相对少,对于新课程标准中倡导的科学探究,国内的研究工作尚处于经验积累中[5]。新课标中关于科学探究的内容是指能够发现现实生活中的生物学问题,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,勇于创新[6]。但是目前我国在生物教学中通过科学探究培养学生能力的实践文章多是一线教师的感性认识,主要停留在经验层面,缺乏科学的研究方法和实证数据,在一些对科学探究能力的实证研究中,也仅仅涉及到学生能力的现状分析,没能对学生能力发展进行更深层次的研究,对能力现状的考察也主要依靠调查问卷等方式完成[7]。另一方面,离中生物所涉及到的一些基本原理以及规律都是建立在实验的基础之上,而我国学生的生物实验能力又普遍低于国外,将生物实验能力与科学探究能力相结合的培养方式更是少之又少,在历年的生物高考题中,得分率最低的往往都是一些与实验观察、分析、设计相关的题目,这些题目很大一部分都是在考学生的科学探究能力,而这类题目也是大多学生的软肋[8]。国内有相当一部分教师将生物当成只需要记忆的科目来教,而

相当一部分学生也把生物当成文科的科目来学,再加上许多高中对于生物实验课的开设是少之又少,还有一些是以教师演示为主,学生没有动手的机会,自然也就不会有实验探究的体会,这些都导致了大多学生实验能力与科学探究能力的不足,而科学探究能力的培养又是一个循序渐进的过程,因此即便关于如何培养探究能力的研究虽多,但学生的探究能力却难以得到真正的提高[9]

基于新课程改革,教育更加注重人的全面发展,新的课程理念应运而生:提升生物科学素养、面向全体学生、倡导探究性学习、注重理论联系实际[10]。这也就意味着在生物教学中旨在培养学生探究能力的比重在不断上升,教师如引导学生进行探究式的学习,即:提出问题——做出猜想假设——设计实验方案一-进行实验——实验数据的处理一一分析与论证一一反思与评价,是课堂成功的关键。教育部2017年颁布的新课程标准中倡导探究性学习,让全体学生学会学习,主动探究,在探究性学习中提高创新能力和实践能力,从而形成一定的科学探究能力[11]。在今后的教育中,培养学生的科学探究能力所占的比重会越来越来大,无论是在家庭教育或是学校教育中。但是科学探究能力的培养不是一朝一夕的事,也绝非轻易之事,而且如何客观的评定科学探究能力的强弱也是一个棘手的问题,探究问题的种类多种多样,解决途径更是千变万化,在现在的高中教学当中,学生们很容易形成思维定式,面对一些稍稍开放性的问题便无从下手,甚至焦头烂额,造成这样的一个局面的原因有几个方面,家庭和学校的老师需要负一部分的责任,学生自身也需要负一部分的责任,家庭教育的忽视,部分学校教育的敷衍,以及学生自身的懒惰导致了学生整体科学探究能力的低下[12]。但是随着对科学探究能力培养的重视这样的局面在不久的将来一定会改善,这需要广大教育者与学生自身不断地努力。

本课题研究的意义和价值:一位出色的教师不是授学生以鱼,而是授学生以渔,这就要求老师在平时的教学过程中,引导学生进行科学探究活动,培养学生主动积极学习的兴趣,提升学生探究思考的能力,这样不论是在什么领域对学生来说都是有益的[13]。随着高中生物新课程标准的颁布,其中对高中学生科学探究能力培养这部分的内容有了一些修改与增添,但是与过去相比,重视程度加大是毋庸置疑的,并且这一趋势将会延续下去。所以对这方面的研究是非常必要的,伴随着学生探究能力的提高,学生在学习中的许多其他问题也都会在一定程度上迎刃而解,学生也会从被动学习转变成主动学习[14]

参考文献:

[1]尹涛,张佳艺,朱伟华,朱梅.高中生物教学中学生科学探究能力的培养途径[J].长春师范大学学报,2018,37(10):159-161.

[2]周艳玲. “科学探究”素养渗透高中生物的教学实践研究[D].黄冈师范学院,2018.

[3]赵冬青. 运用生物科学史培养学生科学探究能力的实践研究[D].华中师范大学,2018.

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