生物学科探究性学习活动的组织与思考.doc

生物学科探究性学习活动的组织与思考江阴长泾中学 吴铁军新一轮国家基础教育课程改革的一个重要目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生的学习方式，倡导学生主动参与的探究式学习。科学探究不仅被作为重要的理念强调、作为教学建议提出，而且被列入了课程目标和内容标准之中，作为必须实施的内容要求。新的生物课程标准提出了“倡导探究性学习”的理念，把科学探究作为内容标准的第一个主题，新的生物学教材中也设计多个科学探究活动，例如：“探究影响鼠妇分布的环境因素”、“探究种子的萌发条件”、“探究蚂蚁的行为”、“探究食物保鲜的方法”等，期待学生在体验科学探究的过程中掌握科学研究的思维方法，提高科学探究的能力，形成主动获取知识的意识和能力，促进学习方式的改变，并在探究性学习活动中构建自身的知识体系。探究性学习活动要获得真正的成效，这就要求教师准确把握探究性学习活动的本质，特征、并在具体的教学中灵活地选择和运用。一、生物学科探究式学习的含义、特征（一）、含义：生物学科探究性学习是指学生在生物学科领域或现实生活的情境中，针对客观世界中的生物体和事件提出的，问题与学生是所学的生物科学概念相联系、构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。（二）、特征：生物学科探究性学习基本特征概括为如下五个方面的内容 1学习者围绕科学性问题展开探究活动2学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据3学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答4学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出科学性理解的解释，来评价他们自己的解释5学习者要交流和论证他们所提出的解释。二、生物学科探究性学习活动的组织与开展：本文中，作者以“探究酸雨”为例就生物学科探究性学习活动的开展和组织与同行商讨、研究。1、探究性学习活动的一般步骤：探究性学习活动的一般步骤可用以下流程图来表示。分析数据得出结论制定计划预测结果提出问题作出假设执行计划搜集数据交流评价进行反思2、探究性学习活动主题的确定：与研究性学习不同，探究性学习活动主要是服务于本学科课程的教学需要，因此，主题的选择介定在本学科课程内容的范围内，所探究的课题一般由教师提出。在学科课堂教学中，切实可行而且效果良好的方法是教师设置问题情境，并通过引导优化和集中学生的问题，使得后续的探究有明确的目标和内容，这样的教学过程也可以培养学生提出问题的意识和能力。新的生物学教材中有不少可供学生进行探究性学习的材料，但是，其主题的确定需要教师的慎重选择，才能保证探究性学习活动的顺利进行。理想的生物学科探究性学习活动主题的选择需要考虑实验材料易得，实验操作容易，实验现象明显，探究过程时间跨度短，容易引起学生的兴趣等因素，同时还要充分考虑本地区的实际情况和进行探究性学习的主体学生已有的知识基础和认知结构。根据课程的安排，“探究酸雨”这个科学探究活动的学习主体是初二年的学生，学生们经过初一年级的学习，已掌握利用网络搜索所需资料和使用PowerPoint制作幻灯片的方法，此外，学生们还经历了“探究影响鼠妇分布的环境因素”等探究性学习活动，已初步了解科学探究的基本方法。在整个探究活动中，可以选择常见的动植物（如蜗牛、金鱼、虾、盆栽的草本植物）来做实验材料，实验操作过程只需配制不同梯度pH值的溶液对实验材料进行喷洒和培养，观察并比较不同梯度pH值溶液对动植物的影响。本探究活动实验结果明显，甲壳纲、软体动物对PH最为敏感，其次为小白鱼，乌鱼抵抗力最强。在短时间内，数次被酸性较强的溶液喷洒的植物呈现明显萎焉现象，用酸性较强的溶液培养的动物也有明显死亡现象。此外，江阴是国家级卫生城市，近年环境公告显示，江阴市酸雨污染问题较为严重，这些特点容易引起学生进行“探究酸雨”科学探究活动的兴趣。因此，“探究酸雨”是一个较为理想的探究性学习活动课题。3、探究性学习活动任务的分解：学生在进行探究性学习过程受到自身认知能力和时间的限制，不可能在短时间内对所有与探究主题相关的知识均做全面的探究与了解，因此，全班每人应有：一份综合简介。一份测试题。 综合简介：包括首先安排一段视听节目“酸雨”，“来自大气中的酸”，发一份有关酸雨的信息，查找资料的路线图。测试题：1、二氧化硫的自然来源有那哪些？人为来源有哪些？2、为什么二氧化硫会使雨水有酸性？除了二氧化硫以外，还有哪些气体会引起酸雨？这些气体来自何处？3、江阴市二氧化硫的主要来源是什么？中国哪些地区是酸雨区？世界上那些国家是二氧化硫排放主要国？4、酸雨对动物、植物、文物、建筑物、钢制品等有什么影响？5、面对酸雨，我们中学生能做什么？教师事先将全班以5人为一组，分成10组。探究活动的主题分解成数个小任务列出供各合作小组选择（也可允许各合作小组根据自己的兴趣设定一个相关的课题），最后每个小组成员写一份专题简介，一份主席简介，再由各小组主席交流探究的结果。以下是我在组织学生进行“探究酸雨”这个科学探究活动中提供学生选择的几个小任务：探究任务一：什么是酸雨？什麽是酸雨率? 什麽是酸雨区? 酸雨是谁第一个发现？探究任务二：江阴市酸雨污染情况，全省、全国、全世界酸雨分布。探究任务三：酸雨来自何处？酸雨可能产生哪些危害？专家们对酸雨的形成和影响看法一致吗？探究任务四：设计酸雨对生物的危害实验，并完成实验过程。假如河流中没有鱼类生存是什么样子？探究任务五：如何防治酸雨？面对酸雨我们该做什么？ 4、指导学生选用合适的探究方式：探究性学习方式是多样化的，有实验探究、课题探究、调查探究、资料分析探究、实践活动探究等。不同探究主题可以采用不同的探究方式，同一探究主题也可选用不同的探究方式，教师应该允许学生根据探究主题的需要和自身的兴趣和特长选择合适的探究方式。探究任务一、二、三、五：可选择资料分析的探究方式，根据老师提供的网址，利用互联网和专业书籍查找与主题相关的图片、文字等信息资料，并对所收集到的资料进行筛选、加工处理来完成“探究酸雨”的探究活动。探究任务四：“探究酸雨”这个科学探究活动中，学生可以选择实验探究的方式，通过确定探究实验的研究对象，设计对照组实验，观察与记录不同梯度pH值的溶液对蜗牛、金鱼、虾、白鱼、乌鱼、盆栽的草本植物、小野菊生长的影响，用数码相机拍摄反映实验过程中实验材料的变化的图象，并通过分析实验现象得出哪个pH值的溶液对这些生物的生长有严重影响等过程，完成“探究酸雨”的探究活动。5、强调探究性学习活动中的小组合作学习：大家知道，组成合作小组进行探究活动，将会由于小组成员对所探究的课题的理解的差异引发各成员的讨论甚至争论，小组成员在相互倾听的方案过程中将激起彼此的灵感，活跃自已的思维，明确探究思路。小组成员在探究活动中的各有分工的小组合作形式也将有效地促进小组成员贡献各自的经验和发挥各自的优势。因此，小组合作学习是探究性学习活动最常用的组织形式。考虑到学生的个体差异，也为了避免个别学生在探究过程中的依赖性，在学生自愿组合为合作小组的基础上，教师还要特别注意帮助合作小组内优差生的合理搭配，每组应选出一位具有主持能力的主席，这一点至关重要。同时对差生给予特别的关照和积极的鼓励，使他们有机会、有信心参与到探究活动中来。考虑到探究的时间有限，故应引导学生把信息集中一起，得出一个一致性的结论，集中精力，解决某些重要问题，鼓励各小组给出积极的建议，而不是纠缠在某些细节和异议方面。6、安排充足的探究活动时间：探究性学习活动需要充分的时间保证，同时需要课外的学习活动加以补充。“探究酸雨”的科学探究活动是从课堂延伸到课外，我在课堂内安排三个课时，用于学生到网络教室查找信息资料和利用教室多媒体设备交流探究过程与结果（要求学生事先利用PowerPoint做成幻灯片对呈现要交流的材料有帮助）。学生对所收集到的信息资料进行整理、完成探究酸雨对生物危害的实验，均利用周末或课余时间来完成。前后持续两周时间。7、教师做好充分的课前准备：探究性学习作为一种学习方式，不同于科学家的探究过程，它必须满足在短时间内有效培养学生科学探究的素养的要求，因此教师在指导学生进行探究性学习时需要制定周密的课时计划和辅助学生学习的计划，对学生在未来的探究性学习活动做充分的预设与准备，保证学生科学探究活动的有序进行。我在指导学生进行“探究酸雨”科学探究活动时做以下准备：提供探究活动的信息资料来源：为了帮助学生查找到更多关于“酸雨”的资料，我安排一个节课让学生到学校网络教室利用互联网查询所需要的信息资料，考虑到学生查询资料时间很，我在课前先利用互联网搜集有关酸雨知识的图片、文字资料，记录“酸雨”资料较为丰富的网页的网址，为学生提供信息资源，帮助学生能快速浏览网络信息。以下是我提供的有关“酸雨”的网址：酸雨专题：.tw/senior/chemistry/tp_sc/surround/acid/right1.htm中国科普博览酸雨专题馆：/acidrain/harm/台湾酸雨资讯网：.tw/index.htm国家环境保护总局：/江苏省环保局：http/无锡市环境在线：http/江阴市环境监测站： http/科普频道：/museums/environment/中文环保网址大全：/links/提供探究活动的场所和物质条件：实验室是学生进行探究实验的主要场所，教师必须为学生准备必要的实验材料、药品试剂和实验用具，并安排相应的实验室供学生在这里进行探究实验。“探究酸雨”科学探究活动中，我为学生准备配制不同pH值溶液所需的盐酸、蒸馏水、量筒、移液管、pH试纸、水桶，烧杯，标签，喷壶，蜗牛、金鱼、虾、白鱼、乌鱼、盆栽的草本植物（校园里的矮牵牛和菊花），浸泡过的绿豆种子等实验器材，并安排两间实验室专供学生的实验探究活动使用。8、营造有利于探究活动的学习环境：创设丰富的学习情境，激发学生对探究活动的兴趣：创设丰富的学习情境首先是让学生了解所要探究的主题内容，其次是从学生的认知水平出发，引起学生对探究内容的兴趣。在“探究酸雨”科学探究活动中，我充分运用多媒体展示酸雨所造成危害触目惊心的画面和视频资料，激发学生探究“酸雨”的浓厚兴趣。营造学生都主动参与、乐于探究的学习环境：探究性活动所探究的结果往往教师是已知，而学生却是未知的，教师不能把学生的思维纳入自己预先设定的思维轨道上，也不要预先告知探究结果，要给学生的探究活动留下充足的空间，这样学生才会保持积极的的探究态度和旺盛的探究热情，成为探究活动的主人。在“探究酸雨”科学探究活动中，我允许学生自由选择探究的任务，在选择实验植物种类、实验动物种类和设计pH值溶液梯度时，也给学生很大的自由度。提升问题内涵,贯彻STS的教育思想,培养学生的社会责任感探究是为了求知, 求知是为了把我们学到的知识同社会、经济、和学生的生活、经历等紧密联系起来，因此，在探究的同时，老师要有意识的提升问题内涵,贯彻STS的教育思想,培养学生的社会责任感。在“探究酸雨”科学探究活动中，我就设计了这样一个问题：关于酸雨的影响是全球性的，政治家们也不能肯定，是否值得花大量的资金去解决一个并未完全了解的问题，哪我们该怎么办？同学们思维活跃，志存高远，胸怀理想，令人感慨！9、教师把握好自已在科学探究学习活动中的角色：教师在科学探究学习活动中的角色不仅是指导者，也是参与者，教师应参与到学生的科学探究各个阶段的活动中，及时了解各小组的计划、方案与进度，并给予适时的指导和鼓励。对一个初中学生而言，利用Internet网获取大量信息，已不是什么难事，收集信息不是最终的目的，最重要的是培养学生对信息进行整理归纳、并综合应用获取的信息来解决或阐明问题的能力。学生在对所收集到的资料进行加工处理时常会出现信息资料没有选择的大量堆积现象，对所收集到的信息材料不能正确筛选，主题的表达也不够突出，遇到这种情况，我马上通过网络教室的教师机给予展示及时避免其他学生犯相同的错误。由于受到知识面及生物学素养的限制，学生在设计探究实验时，往往把握不好实验因子的控制，为了保证学生探究实验的准确性，强调控制单一变量原则是十分重要的。在分析实验结果时，学生不可避免地也会发生一些偏差，这时，教师的因势利导和启发是学生得出正确的结论的重要保证。10、提供学生交流展示的平台：每一位学生探究过程与探究结果的展示对其他同学而言是一份不可多得的教育资源，在展示活动中，大家的视野开阔了，学生的才华也得到充分的发挥，同时，感受到别人的认可与欣赏，体会到从未有过的成功与自信。教师要对学生在展示进行及时的点评，学生在交流过程中表现出来的闪光点教师要给予恰如其分的肯定与鼓励。教师在学生的展示活动中，还要注意为各个小组提供平等的机会，同时鼓励学生多分析、多质疑、多发表自己的见解，从而在交流和讨论中得到更多的收获。例如在介绍“探究酸雨”的实验探究活动中，一位同学在介绍自已的实验探究结果时提到同一pH值的偏酸性溶液喷洒不同的植物，其所受到的影响不同，由此延伸出不同植物的耐酸性不同，其他同学由此受到启发，提出江阴这个酸雨污染问题较为严重的城市应多种一些耐酸性植物的建议，有同学还提出了有没有能吸收二氧化硫的植物？如有，江阴可多种一些能吸收二氧化硫的植物。11、把握探究性学习正确的评价方式：评价是探究性学习过程中的重要环节，只有正确把握评价方式，才不会冷淡学生在探究性学习活动中的学习热情。探究性学习的评价方式最重要是不能把是否探究出结论或结论是否正确作为唯一或最主要的评价指标，而是重视对学生进行诊断评价、过程性评价和结果评价相结合，充分关注学生在探究过程中表现出来的对探究过程与方法的理解，关注学生的学习态度和探究体验，关注学生在合作小组内的交流与合作，力求做到对学生的评价能逐步体现评价主体和方法的多元化，在内容上更加全面、综合，在标准上更加弹性化，在功能上更加追求教育价值的落实，使评价过程成为学生再一次受教育的过程。二、生物学科探究性学习的组织与开展的相关问题思考：1、充分认识到探究性学习不是唯一的学习方式：基础教育阶段的学生需要学习大量的人文科学和自然科学中的精华，这一切不可能全靠学生的探究性学习获得，同时，探究学习需要一定的知识基础，这些知识积累主要是通过接受学习来完成的，因此，探究性学习只是学生学习的重要方式，但却不是惟一的学习方式。教师必须充分认识到每种学习方式都有一定的局限性和适应的范围，并结合具体的教学内容和教学需要，综合运用不同的学习方式，达到课程的目标与要求。2、开展探究性学习活动需要作好以下几方面的分析：在开展探究性学习活动前，教师需作好如下分析：1、学生发展程度的分析。探究性活动是以学生主体性的自主活动为主的课程，这种课程开设的质量与学生原有基础有重要的联系。如果脱离了学生的基础，这类课程就很难取得实效。2、学生个性、爱好和特长分析。积极发展学生的个性、特长是学校教育的一项重要任务，因此在 在开展探究性学习活动时，要把学生个性、爱好和特长放在十分重要的位置上考虑。3、实现途径的分析。在对学生发展基础和个性有了充分的认识以后，就要进一步考虑，通过何种途径，开展什么样的活动来达到探究目标，使教育活动取得最大效益。4、学校资源对探究性学习活动支持的可能性分析。教师在备课的时候，应对学校资源有个全面的分析，然后设计相关的探究课题。3、开展探究性学习活动需要平时的知识辅垫：开展探究性学习活动需要有计划地对学生做知识辅垫与训练，如介绍那些现在看起来已广为大众所熟悉的科学常识在当初被科学家发现和探究的过程，特别是科学家当初的设计实验的思路、遇到困难或实验失败时改进实验的方法与方案、科学家对实验结果的分析与思考等内