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一、探究學(xué)習(xí)的目標(biāo)
中學(xué)生物學(xué)是一門以提高學(xué)生的生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)為主要目標(biāo)的科學(xué)課程,是科學(xué)教育的重要學(xué)科之一。所謂的生物科學(xué)素養(yǎng)是指學(xué)習(xí)者參加社會生活、經(jīng)濟(jì)活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所必須的生物科學(xué)概念和科學(xué)探究能力,包括理解科學(xué)技術(shù)與社會的相互關(guān)系,領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì),以及形成科學(xué)的態(tài)度和價值觀。但長期以來,在中學(xué)生物教學(xué)過程中,存在著過于強(qiáng)調(diào)接受學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的現(xiàn)象,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被忽視,學(xué)習(xí)主動性被壓抑,因而不能達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。探究學(xué)習(xí)有助于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,有助于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng),有助于全面實施素質(zhì)教育。
從中得到啟發(fā):在初一“古代爬行動物的繁盛和絕滅”一課的教學(xué)中,打破傳統(tǒng)的教學(xué)常規(guī)(只介紹恐龍滅絕的1個原因),而是充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,由他們按照已知的知識,提出多種與教材不同的觀點:如“小行星撞擊說”、“放屁說”、“恐龍蛋被盜說”等,要求他們自主探究已知的知識,進(jìn)行比較,形成自己的觀點。還有的學(xué)生自由探究恐龍的發(fā)現(xiàn)、恐龍的生活環(huán)境、恐龍的繁盛等知識,學(xué)生通過上網(wǎng)、剪報、查資料等方式得到的觀點,遠(yuǎn)遠(yuǎn)進(jìn)步于教材的改編,往往是生物學(xué)最新的動態(tài)。而且學(xué)生通過主動探究,主動搜集信息,加工處理,一方面提高了電腦操作水平,另一方面真正形成了對知識主動探究的內(nèi)驅(qū)力,也形成了自己的開放性思維,有效防止了“公式化”的思維模式。
由此可見,探究學(xué)習(xí)的目標(biāo)不僅是使學(xué)生獲得科學(xué)知識,而且更加注重探究過程和處理信息的科學(xué)方法,并致力于培養(yǎng)他們探究、合作的科學(xué)精神和一絲不茍的科學(xué)態(tài)度??傊?,探究是學(xué)生獲得科學(xué)知識、獲得科學(xué)觀念、掌握科學(xué)本領(lǐng)的重要途徑和方法。
二、探究活動的要素
學(xué)生在課堂上的科學(xué)探究包括一系列活動,如他們需要觀察研究對象、發(fā)現(xiàn)問題和提出問題;需要利用已有的知識,經(jīng)過深思熟慮作出猜想,提出自己的假設(shè);需要搜集有關(guān)的信息資料,對假設(shè)的邏輯含義進(jìn)行推斷;需要設(shè)計調(diào)查或?qū)嶒灧桨福瑢嵤┱{(diào)查或?qū)嶒炦^程;需要收集、分析和解讀數(shù)據(jù),運(yùn)用邏輯和證據(jù)作出答案或解釋;需要利用各種形式交流得出的各種科學(xué)結(jié)論,并對實驗過程及結(jié)果進(jìn)行反思,對各種不同的評價作出客觀的反應(yīng)等。
在生物學(xué)課堂教學(xué)過程中,不是全部教學(xué)活動都包含有探究要素的,即使教學(xué)程序中有問題、假設(shè)等環(huán)節(jié),如果學(xué)生面對的問題是教師提出的,或者教師代替學(xué)生做出假設(shè),或者出現(xiàn)重視探究結(jié)論而輕視探究過程的傾向,那么這些活動就不再屬于探究的范疇。那么,探究活動包含哪些基本要素呢?
在初二生物“骨”的教學(xué)中,我運(yùn)用探究學(xué)習(xí)的教學(xué)模式,組織了一節(jié)“骨的成分和物理特性”的實驗教學(xué)活動。實驗開始時,讓學(xué)生通過觸摸、彎曲鯉魚的肋骨,感知到骨既有硬度又有彈性,從而產(chǎn)生疑惑(發(fā)現(xiàn)問題)――骨為什么具有硬度和彈性呢?進(jìn)而提示學(xué)生任何物質(zhì)的特性都與其組成成分或結(jié)構(gòu)有著密切關(guān)系,由此誘導(dǎo)學(xué)生通過聯(lián)想將上述疑惑轉(zhuǎn)問成疑問,即骨的硬度和彈性是否與其成分有關(guān),從而啟發(fā)學(xué)生提出需要探究的問題。在初一生物學(xué)教學(xué)過程中,學(xué)生曾做過種子成分的鑒定實驗,知道物質(zhì)按其燃燒性質(zhì)可分為無機(jī)物和有機(jī)物兩大類,因此,我稍加點撥,學(xué)生就作出“骨含有無機(jī)物和有機(jī)物”的假設(shè)。事實上,學(xué)生做出上述假設(shè)不是依據(jù)他們已有的理性認(rèn)識,他們還利用了從生活中獲得的感性認(rèn)識,如骨粉中含有鈣質(zhì)(無機(jī)物),骨可以熬出骨膠(有機(jī)物)等。
在我的引導(dǎo)下,學(xué)生設(shè)計出鑒定骨成分的實驗方案。首先,讓學(xué)生回憶鑒別種子含有無機(jī)物時曾經(jīng)使用燃燒法,顯然,也可以借鑒這種方法來鑒定骨是否含有無機(jī)物。然后,自己做一個簡單的化學(xué)演示實驗,將些許白色的碳酸鈣粉末放入盛有稀鹽酸的小試管內(nèi),鈣鹽溶解在稀鹽酸的液體中,同時產(chǎn)生出氣泡。這個演示實驗的結(jié)果啟發(fā)學(xué)生思考和討論:“若用稀鹽酸浸泡魚骨,將會得到怎樣的實驗結(jié)果?”最后,提醒學(xué)生討論是否有必要設(shè)置對照處理。當(dāng)師生對實驗方案取得共識后,教師呈示下列表格式實驗指導(dǎo),讓每個小組的學(xué)生獨立地完成實驗操作和鑒別操作活動,并記載相應(yīng)的實驗觀察現(xiàn)象和鑒別操作結(jié)果。
完成上述的實驗過程,學(xué)生比較容易取得一致的實驗結(jié)果,通過分析也不難得出相同的實驗結(jié)論,為了提高學(xué)生的探究能力,進(jìn)一步質(zhì)疑:“怎樣檢驗實驗結(jié)論是否正確?”這樣學(xué)生通過反思和小組討論活動,又會提出各種檢驗實驗結(jié)論的新的探究方案。例如將實驗Ⅰ的處理材料置于盛有稀鹽酸的小試管內(nèi),用酒精燈燒稀鹽酸處理過的魚骨等。一旦經(jīng)過進(jìn)一步的實驗操作,證實他們的檢驗方案成立,學(xué)生會表現(xiàn)出強(qiáng)烈的成就感。
從上述的探究學(xué)習(xí)過程看出,探究是以活動為載體或渠道的,但探究與活動又有所區(qū)別。探究源于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題,在課堂學(xué)習(xí)過程中,學(xué)生的問題通常源于親身經(jīng)歷的事物中,是從其動機(jī)和好奇心中產(chǎn)生的。學(xué)生不僅要積極參與提出問題和解決問題的活動,而且要依據(jù)科學(xué)探究的程序和方法完成相應(yīng)的各種操作,并要通過不斷的反思和修正自己的探究學(xué)習(xí)行為以達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)目標(biāo)。這樣,課堂上學(xué)生參與的科學(xué)探究活動就包含有疑惑、自主意識、方法論和反思4種基本要素?;顒邮侵笇W(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)對象的內(nèi)部操作,其含義是“對這些現(xiàn)象所采取的行動,而不是這些對象本身”。
三、探究學(xué)習(xí)的模式
探究學(xué)習(xí)是指學(xué)生用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念,領(lǐng)悟科學(xué)家研究自然界的科學(xué)方法以及進(jìn)行的各種活動。探究學(xué)習(xí)必須具備“實踐性”、“綜合性”、“社會性”這一特征。
1.綜合探究。初二物理介紹了有關(guān)“浮力”的知識,這些知識的深度雖挖掘得比較詳盡,如浮力產(chǎn)生的原因、浮力的計算、浮力的應(yīng)用等,但是知識的擴(kuò)展面不足,并且內(nèi)容單調(diào)枯操。在初二物理課的基礎(chǔ)上增加了一節(jié)“魚鰾生理作用”的研究課,將物理知識和生物學(xué)充分綜合,利用學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣,做到科目互補(bǔ),交叉滲透,使學(xué)生理解自然科學(xué)的全貌。
在探究學(xué)習(xí)中,學(xué)生將打破班級界限,根據(jù)課題的需要和興趣組成研究小組,由于一項課題往往涉及多種學(xué)科,使得新課程呼喚“綜合探究”的問世。
2.調(diào)查探究?!吧镂淦鳌币殉蔀槿藗冋?wù)摰囊粋€焦點話題,利用初二“傳染病”一課的教學(xué),要求學(xué)生調(diào)查生物武器的發(fā)展、歷史、種類、防護(hù)及炭疽、天花、鼠疫等傳染病,學(xué)生通過大量的數(shù)據(jù),上網(wǎng)下載的逼真圖片,眾多的歷史資料,探究出生物武器的全貌。不僅如此,“傳染病”――課的教學(xué)還增添了“認(rèn)識乙肝”的社會活動:①組織部分學(xué)生調(diào)查醫(yī)院傳染病科,與醫(yī)生、部分乙肝患者交談;②學(xué)生寫出控制乙肝蔓延的各種不同類型的方案;③正確對待乙肝病毒攜帶者;④學(xué)生在居住區(qū)利用黑板報宣傳乙肝醫(yī)學(xué)常識。通過調(diào)查探究,激發(fā)了學(xué)生探究下去的興趣,學(xué)生的思維更加發(fā)散,做到舉一反三,學(xué)以致用,最終使以課堂為中心的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)橐陨鐣橹行牡摹按笳n堂”的教學(xué)。
3.實驗探究。在教初一“鯽魚”一課的教學(xué)中,組織學(xué)生設(shè)計“魚鰾生理作用”的探究實驗:用一次性注射器抽出鯽魚魚鰾的氣體,觀察魚的沉浮,學(xué)生得到的設(shè)計是:選用身長在110―160mm,體高在50―55mm,插針位置第5側(cè)線鱗(前室)、第11側(cè)線鱗(后室)的鯽魚為最佳實驗材料,抽出鯽魚魚鰾的氣體,鯽魚迅速沉入水底。本實驗證明了:魚鰾是通過其內(nèi)氣體體積的改變來調(diào)節(jié)魚的沉浮。學(xué)生在實驗中互相配合,失敗后互相鼓勵,重新插針選位,耐心測量,反復(fù)設(shè)計新的實驗程序,培養(yǎng)了創(chuàng)新新意識,體現(xiàn)了科學(xué)態(tài)度和合作精神。
在以上探究學(xué)習(xí)的嘗試中,結(jié)合生物學(xué)科本身的特點,摸索出了“激發(fā)興趣啟發(fā)質(zhì)疑探究奧秘(綜合/調(diào)查/實驗)聯(lián)系實際”的探究學(xué)習(xí)模式。探究式教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,突出了教學(xué)是以學(xué)生為主體的雙邊活動,通過知識的有效遷移,使學(xué)生在“悟”中獲取知識,提高能力,而且注重了理論聯(lián)系實際,同時滲透科學(xué)的思想、創(chuàng)新的意識、合作的品質(zhì),最終培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。
四、探究學(xué)習(xí)的評價
探究學(xué)習(xí)的評價關(guān)注的不是探究成果的大小,研究水平的高低,而是注重探究的過程性、內(nèi)容的豐富性和方法的多樣性。強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)會收集、分析、歸納及整理資料,學(xué)會整理反饋信息,注重學(xué)生創(chuàng)新精神的培養(yǎng)和實踐能力的提高。堅持指導(dǎo)性和激勵性的評價原則,使評價貫穿于整個活動過程,通過評價指導(dǎo)學(xué)生的探究,注意使用激勵性語言,即使學(xué)生普遍獲得成功的體驗,也使學(xué)生看到自己的優(yōu)勢和不足。在評價標(biāo)準(zhǔn)上,體現(xiàn)開放性,不求結(jié)論的標(biāo)準(zhǔn)化、唯一化,激勵學(xué)生標(biāo)新立異,有所創(chuàng)新??傊骄繉W(xué)習(xí)的評價應(yīng)堅持過程性評價和自我評價為主的方式,輔之以結(jié)果評價和教師與專家的評價。
五、探究模式的制約性