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教育部2001年1月颁布的全日制义务教育《生物课程标准(实验稿)》明确指出:“生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。”将科学探究引入义务教育阶段生物课程的内容标准,是为了促进学生学习方式的改变,变被动为主动,充分发扬学生的自主学习精神,并通过勤于动手,乐于探究等多种形式的科学研究活动,培养学生主动获取知识的能力,让学生在自主探究过程中体验科学的过程和方法,主动地收集和分析各种信息,学会善于与他人交流合作,形成一定的科学探究能力和科学态度价值观,培养学生的创新精神和实践能力。探究性学习是全面提高学生的生物科学素养的重要措施。
1 对探究性学习的认识
什么是探究性学习?美国《国家科学教育标准》是这样描述的:“探究是一组相互联系的过程,科学家和学生通过探究提出有关自然界的问题,并着手研究和解决这些问题。在这样做的过程中,学生获取知识,形成对概念、原理、模式和理论的理解。”简言之,探究就是“通过提出问题探求真理、信息和知识的过程。”在中学生物课堂教学中,探究性学习是学生一种积极的学习过程,是指学生在教师指导下,通过自主的尝试、体验、探究,主动发现问题,获取知识,形成能力的学习活动。把探究学习过程应用于生物教学能让学生主动地参与观察生命现象,探索生命本质,从而获得生物学知识,有效地形成生物学概念。探究性学习的核心在于培养学生对生命科学的探究能力,而探究能力又是形成生物学概念的前提。因此,在中学生物教学过程中,实施探究性学习能让学生领悟科学探究的本质。
2 探究性学习的基本特征
探究性学习是新课程倡导的理念之一。传统的学习方式中学生往往处于被动接受的学习状态,而新课程倡导的探究性学习是让学生参与到教学活动之中。学习不再是被动的接受者,而是主动参与和自主合作的学习者。具体地说,探究性学习是以师生共同探究来促进学生自主获取知识,培养学生的探究能力和科学素养的一种学习方式。它具有以下特征:
2.1 探究性 传统的学习方式强调的是“我们知道什么”;探究性学习更多的是强调“我们怎样去做”。因此,探究性学习要求学生主动探索、辨析、思考、历练。通过主动参与主动建构知识,从而获得正确的知识和熟练的技能,形成科学的情感、态度和价值观。
2.2 开放性 探究性学习能为学生提供一个真正自由广阔的学习环境。开放式的、融入自然和社会的课堂能将有限的教学时间和教材内容转化为雅限的学习时间和学习内容。在这样的学习情景中,学生有更多的时间和机会接触真实的生活,也为学生质疑解疑提供和创造了条件。
2.3 拓展性 开展探究性学习要鼓励学生大胆提出问题,作出假设,并制定切实可行的实施方案去进行。对学习过程中出现的现象要鼓励学生运用已有的知识和经验进行充分的交流,进行合理的解释、质疑和整合,进而在整合的基础上有所拓展和创新。
3 探究性学习的基本环节
全日制义务教育《生物课程标准(实验稿)》指出,科学探究通常包括:提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流。在实际课堂教学中,探究并不是千篇一律的。有时学生进行的是完整的科学探究,有时学生则是进行部分科学探究;有时进行的是实验探究,有时则可以进行纸笔探究。但不管采用哪种形式进行探究,它们的基本环节是一致的。下面结合本人在生物课堂教学研究的做法,谈谈在生物教学过程中开展探究性学习的几点体会。
3.1 创设问题情境,激发探究意识
爱因斯坦说过,提出问题比解决问题更重要。一个明确具体的问题,能为学生的思维之舟指明航向。古人云:“学起于思,思源于疑”。“疑”是学习的开始,有疑问才会去探索。提出问题是进行探究活动的第一步,设置的问题是否有吸引力,能否引起学生的兴趣,是否适合学生的发展水平,能否激起学生强烈的探究欲望,是组织探究性学习活动能否成功的基础。问题的提出可以通过学生的观察、实验和小组的讨论提出,也可由教师创设问题情境,引导学生提出。
如在探究“光对鼠妇生活的影响”的过程中,课前让学生分组观察鼠妇的生活环境,课上让学生针对自己的观察,提出可能存在的影响因素。再如探究“种子萌发的环境条件”,可提前让学生自己做播种实验,然后根据自己的实验体会进行讨论:“在什么样的环境条件下种子能萌发?”“阳光、水分、空气、温度都是种子萌发的条件吗?”在讨论中学生都充分发表自己的见解,提出问题,课堂气氛非常活跃。
3.2 结合已有知识和经验,尝试作出解决问题的假设
作出假设是开展科学探究的一个重要环节。作出假设,就有了解决问题的思路和方案,接下来的事情就是设法证明假设是否正确。
例如开展探究“种子萌发的环境条件”的活动,学生在小学科学课和日常的生活中对影响种子萌发的外界条件已有一定的认识,从已有的经验寻找线索,学生很容易根据提出的问题作出相应的假设,如温度能影响种子的萌发、水能影响种子的萌发、空气能影响种子的萌发,也有的学生作出温度、水、空气都能影响种子萌发的假设。在实际的操作中,作出的假设对后续的实验验证作用很大,为使探究活动更适合初中学生的实际,教师应引导学生在作出假设时切入的问题要具体,不可求大求全,以降低探究的难度。也可要求不同探究小组针对相应的问题作出假设,然后通过全班同学的交流,对问题的探究获得全面的理解,从而提高探究的效果和质量。
3.3 实验方案的制定要符合实际
在提出问题、作出假设的基础上,制定切实可行的实验方案非常需要。探究过程的展开通常是从制定探究方案开始的。正如前面提到,根据提出的问题作出的假设正确与否,需要有充分的实验数据来验证。验证假设是科学探究过程中重要的一环,其作用并不仅仅是确定一个假设是否正确,更重要的是它对学生自己思路和方案的检验,而且也是对学生思维方式和成果的批判检验,对学生的科学思维发展起着巨大的作用。
以探究“种子萌发的环境条件”的实验设计为例,教师在指导学生完成实验方案的制定时,要考虑方案是否科学,实施过程是否可行等等。例如,有一小组的同学作出温度能影响种子萌发的假设。在指导学生开展探究活动时,我注意引导学生如何设计实验组和对照组,如何控制好变量,他们最后制定的实验方案在小组交流讨论的基础上获得通过,并取得预想的实验效果。
3.4 反思自己的探究过程,进一 步校验探究结论
在进行的探究活动中,不是所有的探究都能得到圆满的结果。许多探究可能还得不出结论,需要进一步的探究,或需要修改原先的探究方案,甚至要推翻原先的方案。在实际的教学过程中,受时间和空间等因素的制约,很多探究结论都需要进一步的校验。
基于上述的原因,在开展探究性学习过程中,教师的作用是不可代替的。例如,在开展探究“种子萌发的环境条件”时,我安排全班四组的同学针对不同的条件分别开展不同的探究,同组的不同小组间完成同一个探究活动。然后通过学生与学生之间、小组与小组之间、大组与大组之间的充分交流,使获得的实验结论更有说服力,也使探究活动的层次和效果得到进一步提升。
4 探究性学习需要注意的几个问题
4.1 学生的学习活动形式多样,探究性学习不是唯一的学习方式,传统的教学模式也不应全盘否定。两者之间应该相辅相成,互相促进。在实施新课程的今天,从目前实际出发,应大力倡导探究性学习的研究实践,以提高学生的科学素养和创新意识。
4.2 探究性学习应面向全体学生,兼顾不同发展层次的学生需求。并非只有好学生才有能力开展探究,应该给每一个学生参与探究活动的机会,这也是新课程所倡导的理念。对于某些有特殊学习困难的学生和那些有特殊才能的学生还要考虑在其他时机,给予他们一些专门适合他们水平和需要的探究任务。
4.3 在中学开展的探究活动与科学家开展的探究的活动,虽然本质是相似的,但他们之间还是有区别的。科学家开展的探究往往是探究未知的知识,而在中学特别是初中阶段开展的探究活动是教师或教材预设的、降低难度的探究已知的知识,其目的是让学生在开展探究活动过程中,主动建构学科知识,同时培养和发展学生的能力。这一点我们中学教师要注意把握。
4.4 应给探究性学习提供足够的支持条件。根据平时的教学体会,探究性学习往往需要更多的时间,需要小班化教学,需要充足的资源等。在中学特别是面广量大的农村中学开展好探究性学习,是教育管理者和教师都需要认真思考的问题。
4.5 探究性学习具有一定的挑战性,要注意引导学生在探究过程中体验挫折和成功。学生在开展探究过程中,经历挫折、弯路甚至失败在所难免,这其中的许多感受和体验对学生成长具有重要的教育价值。教师要注意适当引导,给予学生必要的帮助,从而使探究在经历了一段时间后,让学生体验到所收获的喜悦和快乐。
4. 要做好探究性学习的评价。探究性学习的评价应以形成性评价和激励性评价为主,其目的是通过评价促进学生探究能力的不断发展和提高。
总之,探究性学习是一种学习方式的根本改变,通过探究性学习,学生由过去从学概念、规律开始的学习方式转变为通过各种事实来发展概念和规律的方式。这种学习方式的转变,有助于提高学生的整体素质。新一轮的课程改革已经将探究性学习放到了十分重要的位置,这就要求中学教师从培养未来人才的科学素养、未来人才的全面发展的高度来认识探究性学习方式的重要意义。我想,只要我们在教学中不断地进行尝试、总结、改进,并不断地借鉴别人的成功做法,相信在不久的将来,探究性学习一定会在我们的中学课堂教学中大放异彩。
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