■戴小祥
学生科学精神培育的探索
——以“绿色植物与生物圈的水循环”一课教学为例
■戴小祥
生物学是自然科学的分支学科之一，需培育学生的科学精神，学生除对生物学知识与技能要掌握外，还要学会科学的思维与方法，通过对模型建构、科学发现史等内容的学习，了解科学家发现、分析、解决问题的过程。此外，学生还要积极主动地体验科学探究的过程，在探究过程中掌握其基本技能，体会其艰辛历程，从而涵养自身的科学情怀。那么如何让科学精神的培育真正走进生物课堂，笔者以“绿色植物与生物圈的水循环”一课的教学为例，谈几点心得。
一、选择合适的情境，激发学生探究热度
“绿色植物与生物圈的水循环”这一课题，导入时以中国气象频道《你杯中的一滴水的故事》展开，这滴水或许在阿拉斯加山上的冰晶里闪烁，或许被干渴的沙土喝掉，或许随着大气漂动化作雨滴坠入山中，随着小溪进入小河又奔向大海，又或许会变成巨鲸喷出的水柱……极具科学性又富有诗意的旁白，将学生带入到“生物圈的水循环”中，难易适中，学生有一定的科学知识储备，问题“绿色植物有没有参与生物圈的水循环”由此导出，学生可能提出许多种探究方法，但真正实践时，会出现许多在理想状态下没有遇见过的问题，而且可能涉及多门学科的综合，此时学生的思维才会真正被调动起来。“桂花树枝条、锥形瓶、带孔橡皮塞、清水、食用油、塑料袋、捆扎绳、记号笔”等材料在实验台桌面上的一一呈现，给了学生们探究的舞台，这才是我们要选择的。
因此，问题情境的选择要合适，能让学生提出问题并做出假设，激发起学生探究的热度，让学生通过自身的努力解决问题，培育学生的创新精神与实践能力。
二、做出合理的假设，拓宽学生理性思维
“绿色植物参与生物圈的水循环”这一假设的提出，是此次科学探究活动的核心步骤，也是科学预见能力的集中表现。科学预见能力是个人多元智力中极为重要的能力之一，在平日学习与生活中，要探究事物的信息量还不是很充分时，往往要靠推测来探索深入研究的途径或解决问题的策略。“取两枝粗细相近的桂花树枝条，一枝将叶片去掉，一枝保留叶片，分别插入到两个相同的锥形瓶中，尽量接近瓶底”，学生对单一变量的把控理性务实，对对照实验的设计思路清晰。
面对问题“散失水分到底是叶片的上表皮还是下表皮的作用呢”，凡士林（一种在石油中提炼出来的副产品，有着很强的隔绝水分的作用，不让水分蒸发）的介入，使探究有了进一步的可能。“起作用的是上表皮”“起作用的是下表皮”，面对层层深入的新情境，学生们大胆做出多种假设，合理预期结果。在实验设计时碰撞出了新的火花，有学生提出可以四组实验同时进行：A组植物枝条不作处理，B组用凡士林涂抹叶片上表皮，C组用凡士林涂抹叶片下表皮，D组用凡士林涂抹叶片上下表皮。如此这般，不直接提供实验的结论，而是给学生充分思考的机会，让学生们大胆地做出假设，依据各自的实验原理，提出合理化的预期，然后亲自动手操作，检验自己的假设，得出具有现实意义的实验结果与结论。
三、构建学习型小组，主动开展科学合作
在开展“观察植物叶片表皮”活动时，每个学习小组有4名成员，组间同质、组内异质、责任明确、任务驱动。每个学习小组的目标是明确的，制作蚕豆叶、青菜叶、菠菜叶的表皮临时装片，并进行显微观察，每位组员都有任务，有选用蚕豆叶，也有选用青菜叶或菠菜叶，有观察下表皮，也有观察上表皮，全员参与。四人组合，既避免了人太少、思想过于单一而实验不好完成，又防止人太多，想法太多，组内难以统一而又有人闲着没事干。
因此，在小组探究活动中，绝不可忽视学生的分工合作。组间综合实力相差无几，为小组间开展公平而有序的竞争提供可能。各个小组内都有各个不同水准的成员，这样，水准低的能跟着水准高的同学学习，能力强的又可以带动能力较弱的，组内就可碰撞出思维的火花，同学之间通过相互帮助而提高认知水平、发现思维盲区，同时还可获得心理满足感、积淀浓浓同学情。
四、开展互动式交流，实现平等思维对话
在教育教学中，我们强调互动，主要指师生之间的思维对话，此类对话中教师的思维起着主导作用，未必是完全平等的，现实中学生与学生之间平等的思维交流，常常被教育者忽视。事实上，因为学生的思维是平等的，也就更容易碰撞出绚烂的火花。
开展“观察植物叶片表皮”活动时，依据书本制取蚕豆叶下表皮的临时装片，通过低倍镜观察，有学生快速地寻找到了“气孔”，实证了蚕豆叶下表皮进行蒸腾作用的关键结构；也有学生通过青菜叶与菠菜叶的下表皮临时装片，得出类似的结论：叶片下表皮有气孔，可由此散失水分。似乎蒸腾作用与叶片上表皮关系不大。但也有组员在科学合作的过程中观察的是叶片的上表皮，在实践的基础上他们提出了不同的见解，蚕豆叶、青菜叶、菠菜叶的上表皮上也有气孔，只是单位面积上气孔的数量不如下表皮多。如此这般，让学生互动交流，开展平等的思维对话，从而体验科学探究的一般过程，这一过程原本就不是一帆风顺的，可能要经历许多次“假说——实证——假说——再实证”的反复过程，才能得出正确的结论，这样，严谨求实的科学态度和百折不挠的探索精神得以提炼。
在课堂教学中，我们要允许学生提出他们的见解与想法，允许学生们犯错误，有错误的观点提出，才有修正与改进的机会，这个过程完全可以让学生自己来完成，在科学与真理面前形成人人平等的意识。
五、适时评价与小结，把握学习终极目标
开展“观察植物叶片表皮”活动时，当小组代表汇报时，可以把学生的探究成果用实物投影仪呈现，也可用手机抓拍显微图像，让其他小组的同学补充、完善。教师对于学生的汇报情况要给予积极正面的评价，至少在学习态度、习惯等方面是有鼓励和支持作用的。最后，全班各个小组讨论完毕，教师对植物气孔可以给一总结：在植物叶片表皮上，气孔是普遍存在的。通过课外研究性学习小组的成果展示，还会发现：一般陆生植物，单位面积上，下表皮的气孔数量会多于上表皮。
而对睡莲这一水生植物的跟进研究，学生们也认识到：睡莲下表皮没有气孔，而上表皮有气孔。因此，在科学探究过程中，经常会出现与预期不相符的状况，或者可能还会有一些新生成的问题。这时，教师应当指导学生分析：为什么会出现不同于预期的现象？影响其发生的内外因素又各是什么？通过交流与讨论，学生的收获远远不止这一节课，能力也会得到较大程度的提高，价值标准也会潜移默化地发生很大的改变。
总之，在核心素养下培育学生的科学精神，我们要的是让学生真真切切地崇尚真知、理性思维、平等合作、勇于探究。
（作者为江苏省苏州市吴江区北厍中学教师）
