探究学习在生物教学中的运用
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作者: 赵文英
创新人才的培养，迫切需要教师具备创新思路，与学生一起“探究学习”，为学生创造性思维的形成创设较大的发展空间，最终培养学生主动发展和终身学习的能力。近年来，我们学习和借鉴有关探究学习的理论，在课堂教学过程中尝试运用探究教学模式组织教学活动，对探究学习目标、探究活动要素、探究学习模式、探究学习评价及探究教学模式的制约性，有如下初步的认识：
一、探究学习的目标
中学生物学是一门以提高学生的生物学科学素养为主要目标的科学课程，是科学教育的重要学科之一。所谓的生物科学素养是指学习者参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所必须的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学技术与社会的相互关系，领悟科学的本质，以及形成科学的态度和价值观。但长期以来，在中学生物教学过程中，存在着过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现象，学生的学习兴趣被忽视，学习主动性被压抑，因而不能达到预期的教学目标。探究学习有助于改变学生的学习方式，有助于提高学生的生物科学素养，有助于全面实施素质教育。
从中得到启发：在初一“古代爬行动物的繁盛和绝灭”一课的教学中，打破传统的教学常规（只介绍恐龙灭绝的1个原因），而是充分调动学生的学习积极性，由他们按照已知的知识，提出多种与教材不同的观点：如“小行星撞击说”、“放屁说”、“恐龙蛋被盗说”等，要求他们自主探究已知的知识，进行比较，形成自己的观点。还有的学生自由探究恐龙的发现、恐龙的生活环境、恐龙的繁盛等知识，学生通过上网、剪报、查资料等方式得到的观点，远远进步于教材的改编，往往是生物学最新的动态。而且学生通过主动探究，主动搜集信息，加工处理，一方面提高了电脑操作水平，另一方面真正形成了对知识主动探究的内驱力，也形成了自己的开放性思维，有效防止了“公式化”的思维模式。
由此可见，探究学习的目标不仅是使学生获得科学知识，而且更加注重探究过程和处理信息的科学方法，并致力于培养他们探究、合作的科学精神和一丝不苟的科学态度。总之，探究是学生获得科学知识、获得科学观念、掌握科学本领的重要途径和方法。
二、探究活动的要素
学生在课堂上的科学探究包括一系列活动，如他们需要观察研究对象、发现问题和提出问题；需要利用已有的知识，经过深思熟虑作出猜想，提出自己的假设；需要搜集有关的信息资料，对假设的逻辑含义进行推断；需要设计调查或实验方案，实施调查或实验过程；需要收集、分析和解读数据，运用逻辑和证据作出答案或解释；需要利用各种形式交流得出的各种科学结论，并对实验过程及结果进行反思，对各种不同的评价作出客观的反应等。
在生物学课堂教学过程中，不是全部教学活动都包含有探究要素的，即使教学程序中有问题、假设等环节，如果学生面对的问题是教师提出的，或者教师代替学生做出假设，或者出现重视探究结论而轻视探究过程的倾向，那么这些活动就不再属于探究的范畴。那么，探究活动包含哪些基本要素呢？
在初二生物“骨”的教学中，我运用探究学习的教学模式，组织了一节“骨的成分和物理特性”的实验教学活动。实验开始时，让学生通过触摸、弯曲鲤鱼的肋骨，感知到骨既有硬度又有弹性，从而产生疑惑（发现问题）――骨为什么具有硬度和弹性呢？进而提示学生任何物质的特性都与其组成成分或结构有着密切关系，由此诱导学生通过联想将上述疑惑转问成疑问，即骨的硬度和弹性是否与其成分有关，从而启发学生提出需要探究的问题。在初一生物学教学过程中，学生曾做过种子成分的鉴定实验，知道物质按其燃烧性质可分为无机物和有机物两大类，因此，我稍加点拨，学生就作出“骨含有无机物和有机物”的假设。事实上，学生做出上述假设不是依据他们已有的理性认识，他们还利用了从生活中获得的感性认识，如骨粉中含有钙质（无机物），骨可以熬出骨胶（有机物）等。
在我的引导下，学生设计出鉴定骨成分的实验方案。首先，让学生回忆鉴别种子含有无机物时曾经使用燃烧法，显然，也可以借鉴这种方法来鉴定骨是否含有无机物。然后，自己做一个简单的化学演示实验，将些许白色的碳酸钙粉末放入盛有稀盐酸的小试管内，钙盐溶解在稀盐酸的液体中，同时产生出气泡。这个演示实验的结果启发学生思考和讨论：“若用稀盐酸浸泡鱼骨，将会得到怎样的实验结果？”最后，提醒学生讨论是否有必要设置对照处理。当师生对实验方案取得共识后，教师呈示下列表格式实验指导，让每个小组的学生独立地完成实验操作和鉴别操作活动，并记载相应的实验观察现象和鉴别操作结果。
完成上述的实验过程，学生比较容易取得一致的实验结果，通过分析也不难得出相同的实验结论，为了提高学生的探究能力，进一步质疑：“怎样检验实验结论是否正确？”这样学生通过反思和小组讨论活动，又会提出各种检验实验结论的新的探究方案。例如将实验Ⅰ的处理材料置于盛有稀盐酸的小试管内，用酒精灯烧稀盐酸处理过的鱼骨等。一旦经过进一步的实验操作，证实他们的检验方案成立，学生会表现出强烈的成就感。
从上述的探究学习过程看出，探究是以活动为载体或渠道的，但探究与活动又有所区别。探究源于发现问题和提出问题，在课堂学习过程中，学生的问题通常源于亲身经历的事物中，是从其动机和好奇心中产生的。学生不仅要积极参与提出问题和解决问题的活动，而且要依据科学探究的程序和方法完成相应的各种操作，并要通过不断的反思和修正自己的探究学习行为以达到预期的学习目标。这样，课堂上学生参与的科学探究活动就包含有疑惑、自主意识、方法论和反思4种基本要素。活动是指学习者对学习对象的内部操作，其含义是“对这些现象所采取的行动，而不是这些对象本身”。
三、探究学习的模式
探究学习是指学生用以获取知识、领悟科学的思想观念，领悟科学家研究自然界的科学方法以及进行的各种活动。探究学习必须具备“实践性”、“综合性”、“社会性”这一特征。
1.综合探究。初二物理介绍了有关“浮力”的知识，这些知识的深度虽挖掘得比较详尽，如浮力产生的原因、浮力的计算、浮力的应用等，但是知识的扩展面不足，并且内容单调枯操。在初二物理课的基础上增加了一节“鱼鳔生理作用”的研究课，将物理知识和生物学充分综合，利用学生学习生物学的兴趣，做到科目互补，交叉渗透，使学生理解自然科学的全貌。
在探究学习中，学生将打破班级界限，根据课题的需要和兴趣组成研究小组，由于一项课题往往涉及多种学科，使得新课程呼唤“综合探究”的问世。
2.调查探究。“生物武器”已成为人们谈论的一个焦点话题，利用初二“传染病”一课的教学，要求学生调查生物武器的发展、历史、种类、防护及炭疽、天花、鼠疫等传染病，学生通过大量的数据，上网下载的逼真图片，众多的历史资料，探究出生物武器的全貌。不仅如此，“传染病”――课的教学还增添了“认识乙肝”的社会活动：①组织部分学生调查医院传染病科，与医生、部分乙肝患者交谈；②学生写出控制乙肝蔓延的各种不同类型的方案；③正确对待乙肝病毒携带者；④学生在居住区利用黑板报宣传乙肝医学常识。通过调查探究，激发了学生探究下去的兴趣，学生的思维更加发散，做到举一反三，学以致用，最终使以课堂为中心的教学转变为以社会为中心的“大课堂”的教学。
3.实验探究。在教初一“鲫鱼”一课的教学中，组织学生设计“鱼鳔生理作用”的探究实验：用一次性注射器抽出鲫鱼鱼鳔的气体，观察鱼的沉浮，学生得到的设计是：选用身长在110―160mm，体高在50―55mm，插针位置第5侧线鳞（前室）、第11侧线鳞（后室）的鲫鱼为最佳实验材料，抽出鲫鱼鱼鳔的气体，鲫鱼迅速沉入水底。本实验证明了：鱼鳔是通过其内气体体积的改变来调节鱼的沉浮。学生在实验中互相配合，失败后互相鼓励，重新插针选位，耐心测量，反复设计新的实验程序，培养了创新新意识，体现了科学态度和合作精神。
在以上探究学习的尝试中，结合生物学科本身的特点，摸索出了“激发兴趣→启发质疑→探究奥秘→（综合/调查/实验）→联系实际”的探究学习模式。探究式教学激发了学生的学习兴趣，突出了教学是以学生为主体的双边活动，通过知识的有效迁移，使学生在“悟”中获取知识，提高能力，而且注重了理论联系实际，同时渗透科学的思想、创新的意识、合作的品质，最终培养了学生的科学素质。
四、探究学习的评价
探究学习的评价关注的不是探究成果的大小，研究水平的高低，而是注重探究的过程性、内容的丰富性和方法的多样性。强调学生学会收集、分析、归纳及整理资料，学会整理反馈信息，注重学生创新精神的培养和实践能力的提高。坚持指导性和激励性的评价原则，使评价贯穿于整个活动过程，通过评价指导学生的探究，注意使用激励性语言，即使学生普遍获得成功的体验，也使学生看到自己的优势和不足。在评价标准上，体现开放性，不求结论的标准化、唯一化，激励学生标新立异，有所创新。总之，探究学习的评价应坚持过程性评价和自我评价为主的方式，辅之以结果评价和教师与专家的评价。
五、探究模式的制约性
探究学习模式虽有许多优点，但也存在着某些制约其优点得以充分发挥的条件或不足。例如，这种模式更适合于小班授课和开展小组讨论。目前的班级教学模式难以使每个学生都参加探究学习的全过程。探究学习也更适合于那些通过概念同化途径获得的知识，尚不能适用于各种类型的学习课题。探究学习的教学活动更注重知识的形成过程，难以使学生获得比较系统的学科基础知识。此外探究教学模式还要求比较充足的教学设备，探究教学活动耗费的时间较多。
总之，开展探究学习十分有利于改变学生的学习方式，探究教学模式是多种启发式教学模式之一。因此，在制订生物学教学计划时，把部分授课时间用于发展学生的创造思维和探究能力方面是十分必要的。但由于探究学习教学模式的制约性，不宜过分渲染这种模式的积极作用，以免对生物学科教学及教学科研产生误导作用。
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