【课改论文】生物教学中实施探究性学习的策略

　　生物教学中实施探究性学习的策略

　　摘要 本文通过对有关探究性学习知识的学习，提出中学生物课堂教学实施探究性学习的策略：生物学史是实施探究性学习的素材；学生自主活动是实施探究性学习的前提；生物实验是实施探究性学习的有效途径；追求多元答案和鼓励为主是实施探究性学习的动力；多元评价是爱护学生探究性学习积极性的策略。

　　关键词 探究性学习 生物学史 自主活动 生物实验 多元答案 多元评价

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　　新一轮理科课程改革强调：“面向全体学生，提高生物科学素养，倡导探究性学习。”探究性学习是学生在一种好奇心驱使下，以问题为导向，通过类似于科学家探究性活动的方式获取科学知识，并在此过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式，形成科学观点、树立科学精神的一种十分丰富的学习活动。国内外许多研究资料表明，引导并组织学生进行探究性学习是中学生学习生命科学的一种十分有效的方式，也是真正“推进素质教育，培养创新人才”的重要途径。下面笔者结合自己的教学实际谈谈对人教版生物新教材教学中实施探究性学习的几点做法。

　　1.??? 对探究性学习的认识

　　1.1 历史

　　最早提出在科学教育中要用探究方法的是杜威。在1909年前，大多数教育者认为科学教育的方法主要是通过直接教学让学生学习大量科学知识、概念和原理。1909年杜威在美国科学进步联合会的发言中第一次对这种方法提出批评。他说，科学教育过于强调信息的积累，而对科学作为一种思考的方式和态度没有予以足够的重视。杜威认为科学教育不仅仅是要让学生学习大量的知识，更重要的是要学习科学研究的过程和方法。从1950年到1960年，探究作为一种教学方法的合理性变得越来越明确了。教育家施瓦布指出“如果要学生学习科学的方法，那么有什么学习比通过积极地投入到探究的过程中去更好呢？”这句话对科学教育中的探究性学习产生了深远的影响。施瓦布认为教师应该用探究的方式展现科学的知识，学生应该用探究的方式学习科学内容。

　　施瓦布、杜威等人的研究，包括布鲁纳和皮亚杰在五十年代和六十年代的研究，影响了从五十年代直至七十年代早期的课程教材。俄罗斯1957年发射了人造地球卫星激发了新课程新教材的开发，许多课程教材的编制得到了美国国家科学基金会和其他联邦机构以及私立基金会的资助。这些教学材料的一个共同点是使学生参与到做中去，而不仅仅是被动地听讲或只是阅读有关的科学材料，对学习科学的进程比掌握科学知识给予了更多的重视。五十年代到七十年代的改革使发展学生的探究能力以及把科学理解为探究的过程这种观点得到广泛的传播。

　　九十年代以后，一些国家相继指定了面向21世纪的科学课程标准（或教学大纲），再次将科学探究作为科学课程的基本要求，把科学探究能力作为构成学生科学素养的一个重要方面。在国内，近几年来有关创新精神和创新能力培养的问题引起了教育界和全社会的广泛关注，并成为当前基础教育改革的一个热点。探究性学习作为一种能够有效培养学生素养的教学方法，受到极大重视，成为新一轮理科课程改革中转变学生学习方式的一个突破点。我国第8次课程改革，借鉴了世界各国科学课程标准及教学改革的实践经验，在生物课程标准制定的过程中，提出了“倡导探究性学习”的理念，以期待将我国生物学课程改革推向深入。

　　1.2 特征

　　探究性学习通常具备五个基本特征：1）提出问题：在课堂上提出对学生有意义的有针对性的问题能够丰富学生的探究活动，但是问题不能是深不可测的，而必须能够通过学生的观察和从可靠的渠道获得科学知识来解决。2）收集证据：在探究性学习中，学生要广泛收集证据作出对现象科学的解释。学生可以通过各种途径获取证据，如观察、记录、实验以及网络，使其探究活动能够进行下去。3）形成解释：学生在学习新知识过程中，将自然或实验室观察的结果与已有的知识联系起来，形成超越已有知识和当前观察结果的新的理解。4）评价结果：即学生们通过参与对话比较各自的研究结果，或把他们的结果与教师或教材提出的结果相比较来评价各种可能的解释。5）检验结果：科学家通过重复他人的实验来验证其结果，而学生则是相互交流结果，从而引发新问题，进一步确定其探究结果的科学性。

　　探究性学习应当充分体现这五个基本特征，尽量使学生投入到自己发现问题或深化探究问题的活动中去。当然所有这些特征不是一成不变的，只要基于探究问题的、使学生投入到思考中去的、适应特定的学习目标要求的，也可以认为是探究性学习。

　　2.????? 实施策略

　　倡导探究性学习，旨在提高学生的生物科学素养。生物科学素养不可能单纯依靠知识的传承、讲授、灌输来形成，必须改变教学的策略和方法，改变学生的学习方式，也就是要变学生被动的听讲为动手、动脑的主动参与活动。在教学过程中培养学生的独立性、自主性，引导学生在质疑、调查、实验、收集、分析和解读数据、推理判断和反思等探究活动中，既发展收集和处理科学信息的能力、获取知识能力、分析解决问题的能力、交流与合作的能力，又培养创新精神和实践能力。

　　2.1 “——恭贺你，你具有科学家的天才”

　　“生物学史”是进行探究性学习的素材

　　从科学发展史我们可以看出，自然科学发展的历史就是一部科学探究的历史。在生物学史上，高中生物新教材有许多诸如酶的发现、光合作用的发现、生长素的发现和遗传定律的发现等经典的科学探究实例，其中蕴涵着活生生的科学探究过程和对待科学的态度与奉献精神，这为课堂实施探究性学习提供了大量的素材。下面以孟德尔遗传定律德发现过程为例，将探究要素与过程展示如下表。

　　探究要素

　　孟德尔的探究过程

　　基本要求

　　发现问题

　　↓

　　提出假设

　　↓

　　查找证据

　　↓

　　总结规律

　　↓

　　构建理论

　　进行了豌豆等植物的杂交实验，在注意不同豌豆之间相对性状的基础上分析并发现其杂交一代均为显性形状，子二代形状分离比接近于3:1

　　养成观察、思考的的习惯，发现并提出问题

　　认为生物形状是遗传因子（后称基因）控制的，在体细胞中成对存在的，形成配子时彼此分离，进入不同配子，受精作用中随机地传给后代

　　分析现象、提出假设

　　设计测交实验，预测实验结果

　　设计实验、验证假设

　　在杂合体的体细胞中的等位基因，具有一定的独立性，形成配子时分离并独立传给后代——基因的分离定律

　　归纳总结，完成理论的表达

　　此刻，学生们在被其科学家的科学探究精神所折服的同时，又提出很多疑问：难道孟德尔的遗传定律能适用所有高等动、植物吗？所有高等动、植物体内的所有基因吗？难道一条染色体上只有一个基因吗？……于是我大声告诉学生，若将来有一天，你们发现其有瑕疵之处，你们不也能成为科学家吗？“—恭贺你，你具有科学家的天才。”—

　　2.2 “——忠告：放慢读书速度，不要把书全部看完！掩卷深思”

　　把时间还给学生，“自主活动”是探究性学习的前提。

　　“自主学习”是建构主义学习的基本特征。建构主义认为，学生学习并非是一个被动接受的过程，而是一个主动建构和重建知识经验的过程。学生在学习新知识时，把已有的知识、信念、个性、情感等都在不同程度上参与其中，而不是在一片空白的基础上或相同的背景经验上进行的。学生的“自主学习”不仅是个体的活动，而且也是在与其他同学相互交流中实现的，是一种群体活动。

　　例如在学习“植物对水分的吸收和利用”一节，可采用下列探究性学习：

　　（1）??? 复习“高等植物细胞的亚显微结构”（目的是位后面的探究教学提供参考）

　　（2）??? 创设问题情景：出示《1998年抗洪救灾现场》图片

　　（3）??? 引导学生观察思考：为什么用黄豆、大米堵管涌？

　　（4）??? 在激起学生探究欲望的同时，老师展示数十粒黄豆和一个培养数十条根尖的紫色洋葱，鼓励学生讨论质疑：未成熟的植物细胞（如干种子细胞、根尖分生区细胞）怎样吸水？成熟的植物细胞（如洋葱表皮细胞、根尖成熟区细胞）怎样吸水

　　（5）??? 请你“像科学家一样”自己动手创设‘怎样使水往高处走’的探究实验：漏斗内的液面为什么会上升？漏斗中的液面是否会无限上升？一个成熟的植物细胞是否具备发生渗透作用的条件？

　　（6）??? 指导学生通过观察植物细胞的质壁分离和质壁分离的复原来验证一个成熟的植物细胞就是一个渗透系统。

　　（7）??? 你能用不同浓度的蔗糖溶液、NH4NO3溶液、甘油、酒精等做质壁分离与质壁分离复原实验，其结果是否会一样？

　　（8）??? 你能否设计一个实验来测定某植物细胞的细胞液浓度？

　　（9）??? 你能否设计一个实验来探究植物细胞吸水力的大小？

　　（10）联系生产实际，农作物为什么要合理灌溉，如何合理灌溉？

　　通过上述的自主性探究活动，使学生体验到自己像科学家一样探究事物的现象与本质之间的内在联系，主动完成了对新知的建构过程，培养了品德，同时也渗透了探究事物奥秘的思维和方法。

　　由此忠告：“——放慢读书速度，不要把书全部看完！”在教师创设的情景中“掩卷深思”，由学生自己去发现与众不同的东西在与原有知识结构的矛盾冲突中，通过个人对问题的操作、交流、反省主动建构新知。从而经历了知识再创造过程，体会到探究性学习的兴趣所在、真谛所在，人生的品德和价值所在。

　　2.3 “——请尝试做一下实验，当一回科学家。”

　　“生物实验”是实施探究性学习的有效途径

　　实验是一种探究性学习的载体。实验教学应该为学生创造积极探究的条件，让学生敢于实验，乐于探究，调动学生主动探究的积极性。教学过程中应当与学生积极互动，共同发展，新华社学生在观察探究实验中应在老师的指导下主动地、富有个性地学习。

　　例如：探究“种子的萌发的环境条件”时，我提前让学生在课外进行实验，然后根据他们自己的实验体会进行讨论：“在怎样的环境的条件下种子才能萌发？”阳光、水分、空气、温度都是种子萌发的必要条件吗？讨论时学生都充分发表自己的见解，课堂气氛十分活跃。有的学生坚持光也是影响种子萌发的环境条件，我就因势利导，布置他们继续做光是否影响种子萌发的探究实验，同时展示03年春考第21题——探究光的有无对种子萌发的影响（题略）。把探究活动引入了新的境界。这种宽松、和谐、民主的学习氛围，激发了学生的探究热情。又如在进行“探究叶绿素的合成是否与光有关”的实验中。我创设了这样的问题情境：我们吃的蒜苗是绿色的；而蒜黄是黄色的，它们是怎样培养出来的？你想知道吗？那就请你们亲自种植探究吧。这激起了学生探究的兴趣和愿望，然后引导学生设计实验方案，选择材料进行培养，进行对比实验，结果证实是叶绿素的合成条件。“——请尝试做一下实验，当一回科学家”！学生通过亲自体验，主动获取了知识，提高了探究能力。

　　2.4 “——思维是力，加把劲！你能找出多个不同答案”

　　“多元答案”与“鼓励为主”是实施探究性学习的动力

　　“鼓励为主”是学生探究性学习的外动力。如教师的教学策略、教学语言等都是作用于学生的“外动力”。而追求“多元答案”则是学生探究性学习的内驱力，教师应创设有利情景，激发学生自主追求的动机。——创造力和思考力也是一种“力”，必须通过“加把劲”的锻炼才能发展。

　　例如，在生物学教学中，教材中许多有关育种方面的问题，于是我就引导学生让他们总结有多少种育方法，一下子同学们便搜索思维，逐个逐个地说出正确答案：杂交育种、诱变育种、单倍体育种和多倍体育种。“——思维是力，加把劲！你能找出多个不同答案”。于是我在此基础上又加以点拨：白菜—甘蓝、抗虫棉是如何培育成功的呢？通过努力，学生立即茅塞顿开，还有基因工程育种、细胞工程育种等多种方法。又如我在教学“中心法则”知识点时，课堂上留很多时间让学生自主探究：1）所有生物的遗传物质都是核酸吗？2）是核酸一定是DNA吗？3）RNA不是遗传物质吗？4）蛋白质能成为遗传物质吗？5）有“转录”就有“逆转录”，为什么有“翻译”就没有“逆翻译”，一定没有吗？同学们经过认真思考，联系社会生活实际，诸如“非典”、“禽流感”、“疯牛病”和“病毒性肝炎”等逐个解答问题。我们说，这里没有唯一答案。“多元答案”的探究成为永恒的可能。我们通过探究性学习，要求学生运用创造性思维积极挖掘生物新教材蕴涵的新内容、新方法、新的推理和新的表达方式。虽然某些探究性学习的内容超越了课本，但是我们的目的主要是调动学生自主探究的积极性。

　　2.5“——你真棒！”

　　“多元评价法”是爱护学生探究性学习积极性的策略

　　“这不是标准答案”是对学生探究性学习积极性的损害。

　　加德纳的多元智能理论打破了传统的智商为主流价值的概念，认为几乎所有的孩子都是聪明的。我们在探究性学习的整个过程中，要承认学生的个体差异，要根据学生的智能差异扬其所长。对学生学习要进行多元评价，既要关注学生知识与技能的理解和掌握，更要关注他们情感态度和价值观的形成和发展；既要关注他们学习的结果，更要关注他们在学习过程中的变化和发展。我们要将过程评价与结果评价相结合，定性和定量相结合，充分发挥评价的激励作用。

　　诸如，在我们过去的考试评价中，体现答案的唯一性，而今的某些生物学试题具有开放性，特别是有关实验设计题，只要学生思维清晰、步骤合理，答案不唯一都给分。我们说这样做的目的只有一个，就是对学生进行多元评价。学生的一切学习活动都可以作为评价依据，这样有利于发现和肯定学生所蕴藏的潜能，鼓励和保持学生在探究过程中的积极性、主动性和创造性。当然，教学评价的主渠道还是在平时的自主学习和课堂教学过程之中。对于探究性学习来说，特别要“重视对学生发现问题、解决问题努力的评价。例如尽可能设计一些学生有一定经验、与自然现象、社会现象相联系或与日常生活密切相关的问题，让学生身临其境、融于其中，探究其本质。让问题更具有开放性，答案更具有多元性，评价更具有灵活性。“——你真棒！”是对学生学习过程的肯定和激励，是对他们的情感态度和价值观的评价。

　　无论学生取得怎样的学习效果，只要付出了努力，付出总有回报！“——你真棒！”这句话要经常说，而且要对每一位积极参与学习活动的同学都要说，“——你真棒！”老师的肯定和鼓励是最好的评价和回报。

　　总之，生物新教材从内容上位探究性学习提供了素材保证。我们生物教师要立足新教材，把握新教材，以新课程理念为指导，规范自己的教学行为，启迪我们的教学智慧，推进课程改革，跟上时代步伐。

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