探究性學(xué)習(xí)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘

要：在高中生物教學(xué)中引入探究性學(xué)習(xí)形式，有利于改變學(xué)生對生物教學(xué)的態(tài)度，提升學(xué)生團隊協(xié)作能力，改善師生之間的關(guān)系，實現(xiàn)事半功倍的教學(xué)效果。基于此，教師需要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念和手段，立足學(xué)情和教學(xué)目標(biāo)等，有的放矢地展開探究性學(xué)習(xí)活動，構(gòu)建高效的教學(xué)課堂。文章主要對探究性學(xué)習(xí)在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用策略進行闡述，希望對教學(xué)改革起到積極的參照作用。關(guān)鍵詞：探究性學(xué)習(xí)；高中生物；教學(xué)改革高中生物知識復(fù)雜煩瑣，學(xué)生理解難度較大，教師可以引入探究式教學(xué)方法，提高學(xué)生參與教學(xué)活動的積極性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的潛能和主觀能動性，逐步培養(yǎng)學(xué)生的高階思維等學(xué)科核心素養(yǎng)。探究性學(xué)習(xí)確保了學(xué)生學(xué)習(xí)的深入性，但前提是給學(xué)生提供展示與表達自我的機會，引導(dǎo)學(xué)生思維自然過渡，使其緊跟教學(xué)進度，達到預(yù)期的教學(xué)效果。一、提供導(dǎo)學(xué)案為提高學(xué)生課前預(yù)習(xí)的有效性，教師合理設(shè)計預(yù)習(xí)學(xué)案，其完整地包括了學(xué)習(xí)目的、學(xué)習(xí)重點、學(xué)習(xí)難點、探究任務(wù)、知識網(wǎng)絡(luò)、隨機訓(xùn)練及易錯點解析等項內(nèi)容，采取先學(xué)后教的模式，確保學(xué)生課上學(xué)習(xí)的有效性。如在人教版高中生物必修２第五章第一節(jié)“基因突變和基因重組”中關(guān)于細(xì)胞癌變內(nèi)容的教學(xué)中，一是在導(dǎo)學(xué)案中明確闡述教學(xué)目標(biāo)，包括理解癌細(xì)胞的主要特征、分析引起癌癥的原因等。二是明確學(xué)法的內(nèi)容，癌細(xì)胞特征可以結(jié)合口訣記憶。細(xì)胞癌變的原因是本課時的一個難點，可以利用結(jié)腸癌簡化模型為例，分析細(xì)胞癌變原因并嘗試歸納癌細(xì)胞的特征。三是預(yù)習(xí)癌細(xì)胞的特征內(nèi)容，了解其含義、引起原因、特點等內(nèi)容，完成主要特征相關(guān)的填空習(xí)題。四是質(zhì)疑探究的內(nèi)容包括致癌機理、癌癥的預(yù)防和診療等。五是設(shè)置問題導(dǎo)思，包括“如何理解癌細(xì)胞的無限增殖”“癌細(xì)胞的表面會發(fā)生哪些變化？說明了癌細(xì)胞具有哪些特征”“癌細(xì)胞的致病機理是什么”等問題，明確學(xué)生預(yù)習(xí)探究的方向。六是設(shè)計檢測習(xí)題，如判斷“癌細(xì)胞彼此之間的黏著性減小，導(dǎo)致在機體內(nèi)分散和轉(zhuǎn)移”的說法是否正確等習(xí)題。教師在課前預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)加強學(xué)習(xí)方向的引導(dǎo)，發(fā)展學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，學(xué)生圍繞跟蹤訓(xùn)練習(xí)題等內(nèi)容，討論交流預(yù)習(xí)中的個性和共性問題。教師整理學(xué)生預(yù)習(xí)中的學(xué)習(xí)問題，及時答疑解惑，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的個性問題。將共性問題作為課堂教學(xué)的重要內(nèi)容，使其帶著問題學(xué)習(xí)，確保學(xué)生課上的深度學(xué)習(xí)。二、加強合作探究（一）合理設(shè)問問題是活躍學(xué)生思維和引發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的關(guān)鍵所在，需要教師掌握課上設(shè)計問題串的方法，從學(xué)生的就近發(fā)展區(qū)入手，合理設(shè)計情境式和引導(dǎo)式等問題串。一是設(shè)計情境式問題串。要求所設(shè)計的問題背景是真實完整的，以促進學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提煉解決問題的關(guān)鍵點。如在人教版高中生物必修１第六章第二節(jié)“細(xì)胞的分化”的教學(xué)中，課程標(biāo)準(zhǔn)是說明細(xì)胞的分化及細(xì)胞的全能性等。教學(xué)重點是細(xì)胞分化與細(xì)胞分裂的關(guān)系。教師從學(xué)生的原有認(rèn)知入手，設(shè)計矛盾式的問題串，如“回顧以往學(xué)過的有絲分裂知識，思考細(xì)胞在有絲分裂后形成的細(xì)胞內(nèi)是否都具有相同的遺傳物質(zhì)”等問題，引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，讓學(xué)生投入對問題的探究中。二是設(shè)計引導(dǎo)式問題串，引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。教師可以基于過程性知識或發(fā)現(xiàn)性知識，合理設(shè)計引導(dǎo)式問題串，使學(xué)生在自主探究中加深理解記憶。問題串側(cè)重發(fā)展學(xué)生的快速閱讀的能力和口語表達能力，學(xué)生在不斷的思考和挖掘中，逐漸發(fā)現(xiàn)教師所設(shè)的“陷阱”，并改正了因“陷阱”而造成的錯誤。學(xué)生在反復(fù)的內(nèi)悟與內(nèi)省中，深刻理解所學(xué)知識，更利于發(fā)展其獨立發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力。三是設(shè)計梯度式問題串，推進探究進程。從學(xué)生的就近發(fā)展區(qū)入手提問，保證所設(shè)計的問題難度與之相匹配，避免學(xué)生產(chǎn)生畏難情緒。例如，在人教版高中生物必修２第二章“基因和染色體的關(guān)系”的教學(xué)中，組織學(xué)生圍繞“果蠅實驗”的結(jié)論展開討論，把握學(xué)生學(xué)情，設(shè)計“在這幾組雜交實驗中，判斷果蠅的顯性性狀應(yīng)該通過哪組實驗”“孟德爾分離定律能用于對果蠅白眼性狀的遺傳分析嗎”“實驗現(xiàn)象是否與孟德爾分離定律存在差異”“假如控制果蠅眼色的基因在Ｘ染色體上，用Ｗ來表示，如何將摩爾根所進行的果蠅雜交實驗的遺傳圖用這兩個字母進行表示”“帶入摩爾根的角色，完成這組實驗后，你怎么對果蠅的白眼性狀遺傳進行說明”等問題串，有效引導(dǎo)學(xué)生在課堂上開展相應(yīng)的探究性學(xué)習(xí)活動。四是設(shè)計層次式問題串，滲透因材施教的理念。如在學(xué)習(xí)人教版高中生物必修２第三章的第２節(jié)“ＤＮＡ的結(jié)構(gòu)”的相關(guān)內(nèi)容時，出示ＤＮＡ分子的結(jié)構(gòu)模型，并設(shè)計“觀察ＤＮＡ分子的空間結(jié)構(gòu)，它屬于什么形狀”“ＤＮＡ分子在空間上，內(nèi)外側(cè)各由什么組成”“內(nèi)側(cè)的堿基對是如何進行排列的”“根據(jù)準(zhǔn)備好的實驗材料，利用對ＤＮＡ分子的有關(guān)學(xué)習(xí)來動手做出ＤＮＡ分子模型”“對比制作的ＤＮＡ模型，發(fā)現(xiàn)有哪些差別”等問題串。先引導(dǎo)學(xué)生觀察并掌握ＤＮＡ分子雙螺旋結(jié)構(gòu)的特征，為制作模型夯實基礎(chǔ)。再布置開放性的問題，以刺激學(xué)生進行創(chuàng)造性的思考，呼應(yīng)以往學(xué)過的ＤＮＡ分子的結(jié)構(gòu)特征知識。利用整體到局部再到整體的結(jié)構(gòu)體系，使學(xué)生直觀形象地了解抽象的生物結(jié)構(gòu)知識，并可以清晰地描述其結(jié)構(gòu)特征。（二）小組任務(wù)小組任務(wù)的學(xué)習(xí)模式，有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，使其感受到生物知識的魅力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。高中生物知識體系尤為龐大，而形成相互糾正和指導(dǎo)的合作學(xué)習(xí)氛圍，可以減少學(xué)習(xí)的無用功，使其在小組的頭腦風(fēng)暴中獲得實質(zhì)性的學(xué)習(xí)成果，最終實現(xiàn)取長補短和優(yōu)勢互補。如在人教版高中生物必修１第一章“走近細(xì)胞”的教學(xué)中，課上合理分組，各學(xué)習(xí)小組的整體學(xué)習(xí)水平均衡，使其在相互配合下共同完成課堂的教學(xué)任務(wù)。各小組各使用一臺顯微鏡，讓學(xué)生在顯微鏡下觀察不同的細(xì)胞具有哪些相似的特征。學(xué)生在觀看細(xì)胞的過程中形成的看法與在小組內(nèi)的集思廣益產(chǎn)生思維碰撞，在討論總結(jié)中得出完整性的結(jié)論，再派小組代表發(fā)表學(xué)習(xí)成果。采取小組合作探究的教學(xué)模式，有利于發(fā)展學(xué)生的探究合作能力，為學(xué)生今后個人發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。組織學(xué)生開展小組合作活動，還可以通過對話題觀點的深入探究，加深學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解記憶。如在人教版高中生物選擇性必修３第四章第一節(jié)“轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性”的教學(xué)中，教學(xué)目標(biāo)是舉例說出日常生活中的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品；舉例說明對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的不同觀點和論據(jù)；通過辯論、調(diào)查等活動，理性地看待轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性和轉(zhuǎn)基因技術(shù)；形成對待轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性的理性和求實的態(tài)度。由此，教師在“辯論會”轉(zhuǎn)基因食品是否安全的環(huán)節(jié)，先在“從社會中來”板塊，引入２０１６年中央一號文件《中共中央國務(wù)院關(guān)于落實發(fā)展新理念加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化實現(xiàn)全面小康目標(biāo)的若干意見》等文件信息，再介紹“我國為了保證轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的安全性，都采取哪些監(jiān)控和預(yù)防措施”的問題，引導(dǎo)學(xué)習(xí)小組從立法、多環(huán)節(jié)監(jiān)控、安全評價內(nèi)容具體且嚴(yán)格等角度去分析，引導(dǎo)學(xué)生在探究中得到完整性的結(jié)論。在知識拓展的環(huán)節(jié)，利用“資料卡”引導(dǎo)小組更多地了解農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的標(biāo)識管理，使其明確政策與基因工程技術(shù)發(fā)展之間的關(guān)系。利用“到社會中去”的調(diào)查活動學(xué)以致用，讓學(xué)生與時俱進，更全面地了解轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的發(fā)展現(xiàn)狀。組織小組展開辯論活動，引導(dǎo)小組根據(jù)觀點查閱資料，確保觀點的說服力，鼓勵小組參與社會調(diào)查，由此拓展學(xué)生的知識面和眼界。（三）實驗教學(xué)實行開放式實驗教學(xué)法，通過學(xué)習(xí)和體驗實驗的一般原理和方法，學(xué)會利用實驗去研究和解決生物學(xué)問題，學(xué)生可以形成良好的科學(xué)素養(yǎng)。如在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”相關(guān)的實驗教學(xué)中，導(dǎo)入卵殼膜滲透作用實驗，創(chuàng)設(shè)問題情境，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和分析問題的能力。根據(jù)“燒杯中的水會不會進入植物細(xì)胞”的問題，引導(dǎo)學(xué)生開展馬鈴薯條分別與濃蔗糖溶液和等量清水之間的實驗，觀察馬鈴薯條硬度變化的情況。針對學(xué)生提出的有無水分進出細(xì)胞實驗現(xiàn)象不明顯的情況，組織學(xué)生開展紫色洋蔥鱗片葉外表皮做材料的實驗操作，鼓勵學(xué)生探究實驗的基本思路，并動手展開實驗操作，展示實驗結(jié)果。教師給予“質(zhì)壁分離中的‘質(zhì)代表什么結(jié)構(gòu)？‘壁代表什么結(jié)構(gòu)”“質(zhì)與壁是如何分離的？是從四周開始分離，還是從某處開始分離，或是其他情況”等問題引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)。在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生思考“除了蔗糖溶液，其他溶液是否會達到相同的實驗效果”的問題，學(xué)生探究氯化鈉溶液、尿素溶液、鹽酸溶液、硝酸鉀溶液對實驗結(jié)果的影響。學(xué)生自由選擇感興趣的問題進行探究，做出假設(shè)，并設(shè)計實驗步驟，動手展開實驗操作，得出結(jié)論后表達交流。教師在觀摩學(xué)生實驗操作的過程中，給予適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)。在研究成果展示環(huán)節(jié)，學(xué)生說明選擇各種溶液的原因，如選擇鹽酸溶液的目的是探究植物細(xì)胞死亡后是否會吸水或失水；選擇尿素溶液和硝酸鉀溶液的目的是探究質(zhì)壁分離是否會自動復(fù)原；選擇氯化鈉溶液是為了探究蔗糖溶液質(zhì)壁分離與復(fù)原所用時間的長短等。教師鼓勵學(xué)生接受其他學(xué)生的評價提問，引導(dǎo)學(xué)生利用證據(jù)和邏輯辯護自己的結(jié)論，并做出反思和修正。三、布置探究性作業(yè)課后布置開放性的探究類作業(yè)，有利于升華學(xué)生主動學(xué)習(xí)、樂于參與、自主探求的精神，發(fā)展學(xué)生對信息的搜集與處理以及綜合應(yīng)用生物學(xué)解決實際問題的能力，激發(fā)并保持對生物學(xué)的學(xué)習(xí)興趣和動力，樹立并不斷鞏固學(xué)好生物學(xué)的信心。探究類作業(yè)是一種學(xué)生成長的需要，可以培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)，契合素質(zhì)教育和新課改的要求。一是布置生活探究類作業(yè)。如課上完成了“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”的實驗探究后，布置生活化的作業(yè)，要求學(xué)生制作一種涼菜或腌制一種蔬菜，寫出設(shè)計方案，包括使用的調(diào)料及濃度、制作的過程、時間長短與現(xiàn)象的關(guān)系、原理等內(nèi)容，家長品嘗后進行評價并反饋給教師。二是布置合作類作業(yè)。設(shè)計一些家長和學(xué)生合作、學(xué)生之間合作完成的作業(yè)，如釀制葡萄酒等類型的作業(yè)，家長與學(xué)生加強溝通學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生理解動手操作中的道理，同時這也能讓家長了解孩子的學(xué)習(xí)情況，增進彼此感情。三是布置思維發(fā)展類作業(yè)。學(xué)生在作業(yè)完成的過程中，經(jīng)歷了理解題意、整理條件、解決問題、語言表達等一系列的思維過程。如學(xué)習(xí)完細(xì)胞呼吸相關(guān)的內(nèi)容后，教師可以設(shè)計“鄰居在陽臺上養(yǎng)了許多花，到了冬天擔(dān)心花被凍死，于是她把花搬進臥室養(yǎng)。但自此之后，夜里她經(jīng)常會覺得胸悶、氣短，呼吸困難”的探究問題，要求學(xué)生利用所學(xué)的生物學(xué)知識去解釋和解決問題。學(xué)生自主設(shè)計解決問題的方案，這可以幫助學(xué)生理解和掌握知識，更利于鍛煉學(xué)生問題分析和解決的能力，對學(xué)生的思維能力發(fā)展具有舉足輕重的作用。四是讓學(xué)生領(lǐng)悟生物學(xué)科理論或模型的科學(xué)美。課后布置制作生物模型的作業(yè)，模型是一種生動的感性材料，也是完善學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的重要組成部分。學(xué)生在制作模型的過程中，自己動手并開動腦筋，根據(jù)課本上的知識原理，利用塑料泡沫、橡皮泥以及其他材料去完成生物模型的制作。在制作過程中，學(xué)生可以將理論知識與實際動手操作、想象力等緊密結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和科學(xué)態(tài)度。教師鼓勵學(xué)生將課后作業(yè)環(huán)節(jié)的問題進行交流，發(fā)揮班集體的集思廣益的力量，及時解決學(xué)生的思維障礙問題。教師還可以將學(xué)生的作業(yè)成果上傳至網(wǎng)絡(luò)平臺，接受其