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生物课中的探究学习

2006-02-28《青少年科学探究》本文被阅读过9857次[推荐][打印][保存][大字体][中字体][小字体]

  最早提出在学校教育中要用探究方法的是杜威。早在1909年,杜威就对当时的科学教学那种过分强调信息的积累,忽视科学的思维方式和科学态度的做法提出强烈批评。并指出科学教育不仅仅是要让学生学习知识,更重要的是要学习科学研究的过程或方法。因而他主张开展探索教学,以培养和提高学生解决实际问题的能力。从此,探究作为一种教学方法的合理性变得越来越明确了。到了21世纪的今天,新一轮国家基础教育课程改革的一个重要而具体的目标,就是要改变学生被动接受、大运动量反复操练的学习方式,倡导学生主动参与的探究式学习。
  本人结合生物课程教学,展开了以下几点有益的探索:

  一、结合生物教材,在课堂教学中开展“探究式学习”
  所谓在课堂教学中开展“探究式学习”,就是采用以探究为主的课堂教学模式。具体是指在教学过程中,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,在教师的启发诱导下,以课本知识点为启发点,结合学生的兴趣以及社会的“热点”问题,确立探究的内容。让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动,进行充分的自由表达、质疑、探究和讨论问题。将自己所学知识应用于解决实际问题,使课堂教学散发活力和提高效率。
现以《分析人类活动破坏生态环境的实例》这节课为例加以说明:课前一星期,教师将全班学生分为四个小组,分别对“森林与人”、“沙尘暴与人类活动”、“鸟类与人”、“环境污染与生存现状”这四个内容进行资料收集。学生可通过上网、查阅报刊资料、做社会调查、咨询权威人士等手段,获得相应的资料。这个环节使学生主动去获取知识,达到了让学生自主学习的目的。
  一个星期后,在课堂上,各小组中心发言人对本组资料进行系统的阐述,并将相关的资料、图片、数据、图表等,由实物投影仪投在大屏幕上;发言完毕后,是两分钟自由答辩时间,学生自由发问、讨论。在这个环节中,学生是课堂的主人,占主体地位。教师作为导师,任务是调动学生的积极性,调控现场,促使学生自己去获取知识、发展能力,做到敢于发现问题、提出问题,积极分析问题、解决问题。与此同时,教师还有一个重要的作用,就是为学生设置探究的情境,建立探究的氛围,促进探究的开展,把握探究的深度,评价探究的成败。为此,教师在这节课的末尾出了一道“关于日本和中国对于一次性筷子出口和使用的不同做法”的讨论题,从学生的课堂讨论和课后作业来看,不少学生不仅有自己的看法而且有一定的深度,还有学生自发向学校的师生写倡议书,拒绝使用一次性的木筷子,上述都表明这节课收到了很好的效果。
  在初中生物教材中,像“调查笔者们身边的生物”、“生物圈是最大的生态系统”、“爱护植被,绿化祖国”、“计划生育”、“关注合理营养与食品安全”等内容,都能采用这种上课模式。这种模式有三大优点:一是大大减少了教师的讲授时间,还课堂给学生;二是满足了学生自主发展的需要,让学生由“要笔者学”变为“笔者要学”;三是让学生在“活动”中学习,在“主动”中发展,在“合作”中增知,在“探究”中创新,使生物课堂教学焕发出勃勃生机。
  二、通过生物实验,引导学生进行“探究式学习”
  生物学是一门以实验为主的自然科学。生物实验课,是进行探究式学习的重要领地。在实验中引入“探究性学习”不仅有利于学生形成概念、掌握理论,还有利于加强科学观察、科学分析等科学实验能力的培养,还能激发学生探索精神、创新精神,发挥学生的主体能动性。围绕让学生“主动探究、自主学习”这个指导思想,教师归纳了三种实验设计方案:
  第一种是提供实验材料和方法,提出问题,让学生通过实验得出结论。
  例如,在新教材七年级上册第二章《被子植物的一生》中,有“种子萌发的环境条件”、“测定种子的发芽率”、“根的什么部位生长最快” 三个探究实验。三个实验其实是有内在联系的,可以连在一起做,在做完种子萌发条件,可接着测发芽率和根的生长。教师将这三个实验布置给学生,让他们以小组合作的方式做实验,最终以实验报告的形式上交。报告的版面自行设计,有创新点的可加分,同时将合作过程中的想法、合作情况、遇到的困难记录下来。有位学生在实验报告中写到:经历了这次的实验,我们明白了什么叫做“团结”,实验使我们知道了如何去珍惜这份同学之间的感情。还有的学生用醋和肥皂水模拟酸碱环境对种子萌发的影响,而这是书本上没有提及的,是学生一种创新的表现,教师对此给予了大力的表扬。
  探究实验的目的并不在于得到全班同学统一的结果,而重在使学生真正参与探究过程。在实践中获得具体的经验体会,让学生懂得科学的探究方法,培养严谨的科学态度,让他们的创新意识得到发挥,这可以让学生受益终身。
  第二种是告之原理,提供研究方法和结论,让学生们根据自己的实验做出判断,并运用原理解释。例如,做“植物细胞的吸水和失水”的实验时,可将演示实验改为学生实验。课前由实验教师将大小一样的萝卜条分别浸泡在盛有清水和盐水的烧杯里,烧杯上标明“甲”和“乙”,上课后先讲述细胞吸水和失水的原理,再让学生观察并列举浸泡在两种溶液中的萝卜条的不同点,然后判断“甲”和“乙”烧杯内哪个装的是盐水,并回答“为什么”。这种方式可激发学生的好奇心,鼓励他们仔细观察。然后根据原理,推断出变软的萝卜条是泡在盐水中的,并根据细胞的吸水和失水的原理来解释。像“植物生活需要无机盐”、“水分和无机盐通过导管向上运输”这类实验都可以采取上述方式设计。
  第三种是最为开放的,学生实验可以不限于教材或实验手册中的内容,而是自己提出要研究的问题,收集证据,根据他们自己的实验提出科学的解释。例如,有几位学生想研究土培植物和水培植物有什么区别,在咨询了老师的意见后,便兴致勃勃地开展了“探究之旅”。从学习有关知识,到育苗、栽培、管理,遇到挫折后总结经验教训再修正。在老师的帮助、鼓励下继续他们的研究,充分体现了学生学习的自主性,即自主发现问题,自主探究思路,自主寻找方法,自主归纳结论。
  无论哪种方式,都是希望通过指导学生观察、实验,让学生动手、动脑,对实验现象进行分析探究,对实验结果进行综合论证,甚至自己提出实验方案。值得强调的是:实验不论是成功还是失败,都要认真加以分析、讨论,写好实验过程报告。因为培养学生积极的探究精神、认真踏实的实践态度、缜密的科学思维和勇于创新的科学素养,才是真正的目的所在。
  三、利用小课题研究,开展“探究式学习”
  倡导探究性学习旨在培养学生的创新精神和实践能力,显然不可能单纯地依靠知识的传承、讲授、灌输来实现,必须改变教学的策略和方法,改变学生的学习方式。小课题研究就是实施探究型课程的一种主要载体。
  开展小课题研究,主要围绕三大原则,即主体性原则、实践性原则和创新性原则。让学生在课题研究过程中始终处于主体地位,强调学生亲自收集、分析、归纳、搜集资料。杜绝脱离实际的研究, 激发学生的创造热情,培养学生的创新精神和实践能力。教师首先要营造一个让学生自由发展思维的宽松氛围,其次是激发学生的探索欲望和创新潜能,在探究活动中培养学生的能力。
  1、 在小课题研究中培养学生的观察能力和实验能力。
  例如,利用学生对某种动、植物的兴趣,引导他们进行观察、记录,写观察日记。然后指导他们进一步发现动、植物的生长、发育、繁殖规律以及与周围环境的关系,并展开思考,写成科技小论文。如含羞草为什么“怕羞”、花叶芋为什么有这么多不同的斑点等问题,让学生不仅仅停留在观察的层面上,而是有深一层的探索。曾有一名学生学了嫁接后,尝试将马铃薯与番茄嫁接,希望培育出一种可以在地上结番茄、地下长马铃薯的新品种。尝试虽然失败了,但难能可贵的是这种创新的想法、勇于实践和契而不舍的探究精神。
  2、 在小课题研究中培养学生的实践能力与创新精神。
  在小课题选题时,可引导学生多留意学校或社区周围以及身边的事物,增强学生的社会责任感。如校园的生态环境,周边的环境污染或是环境资源,可写成调查报告并提出方法和建议。例如,在2001年,本人辅导学生对天河区的绿化规划做调查。在此过程中,笔者先让学生了解历届青少年发明创造比赛和科学讨论会,以及生物与环境科学实践活动中的优秀获奖项目,让学生站在较高的角度思考问题,确定选题。然后指导他们制定研究计划、研究方案。小组成员们分工合作,收集整理资料、外出实地考察、拍照,最后几经修改,写出了《城市街道绿树成荫,农村小巷无绿可寻》一文,获“广州市青少年科技创新大赛”二等奖。2003年底,三位学生提出要研究“转基因食品”,这个题目对于初二的学生来说有一定的难度,但三位学生的热情不减。在做了最基本的知识学习后,几位学生开始行动,从千头万绪中,慢慢学会整理、归纳,最后分工合作,正如张蒙蒙同学在她的日记中所写到的:
  “今天(2月13日,星期五),我们把所有的问题及几天来的思考摊在桌面上讨论,每个人对转基因食品的理解不一样,就生出不同的思考。三个人把问题由20个缩减到几个,方便做进一步的研究。根据每个人的长处,我们做了分工——采访工作交给张蒙蒙和许丽晨负责,王文秀负责问卷调查。在这三个人中,有两个人第一次参与论文,而不是平时的“小论文”了,也就格外的兴奋,很想过一过记者的瘾,做个市场调查人员。
  为了了解中学生对转基因食品的认识,下午,在吴老师的帮助下,我们做了一张问卷调查。在拿去复印的时候,大家议论纷纷,准备着要大干一番。”
  “这天(3月15日,星期一),我们加班加点,所有的彩图、照片、表格,在刘老师和吴老师的指导下完成。彩图打印出来的时候,大家都松了一大口气,这都是我们这一个月来的辛苦结晶啊!快了快了,离胜利近了!”
  在这篇论文中,她们提出了自己的看法,甚至还设计了一个转基因食品的标志,虽然简陋,但毕竟是独一无二的。学生们的做法体现了她们的创新精神,教师为此给予了肯定和鼓励。
在完成论文的过程中,培养学生的独立性、自主性,引导学生在学会质疑、调查、收集、分析和解读数据。在一系列推理、判断和反思等探究活动中,既能理解、掌握和应用知识,又发展了收集和处理科学信息的能力,获取新知识的能力,分析解决问题的能力,交流与合作的能力,特别是创新能力和实践能力。
  3、在小课题研究中培养学生的环保意识。
  让学生到野外进行考察,调查当地的动、植物资源,以及濒危的动、植物。通过调查获取第一手资料,如对龙洞地区和白云山的蝴蝶种类进行调查。这样,使学生对动、植物多样性有一个直观的认识,使保护生物的多样性成为他们的自觉行动。既而引导学生分析生物与人类活动的关系,提出整改的办法或写出倡仪书。
  总而言之,“探究式”的学习方式使学生真正成为学习的主人,有更多的空间“消化”、“吸收”知识,有更多的机会思考和实践,有更多的时间发展他们的特长和爱好,能更好地培养他们的创新精神。然而,“探究式学习”在初中生物学教学的运用还在试行阶段,我们的探索也才刚刚起步,存在一定的局限性。但“探究式学习”的精神,顺应了当今世界教育改革发展的潮流,应作为一条主线贯穿我们教育的始终。

(作者:吴碧云)
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