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(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，改善師生之間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)事半功倍的教學(xué)效果?；诖?，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(jìn)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(dá)自我的機(jī)會，引導(dǎo)學(xué)生思維自然過渡，使其緊跟教學(xué)進(jìn)度，達(dá)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(jì)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(diǎn)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)、探究任務(wù)、知識網(wǎng)絡(luò)、隨機(jī)訓(xùn)練及易錯點(diǎn)解析等項(xiàng)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(diǎn)，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(diǎn)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(jī)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(jī)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(jì)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)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(jì)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(jì)情境式和引導(dǎo)式等問題串。一是設(shè)計(jì)情境式問題串。要求所設(shè)計(jì)的問題背景是真實(shí)完整的，以促進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中提煉解決問題的關(guān)鍵點(diǎn)。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(diǎn)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(jì)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(jì)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(jì)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(dá)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(dú)立發(fā)現(xiàn)并解決問題的能力。三是設(shè)計(jì)梯度式問題串，推進(jìn)探究進(jìn)程。從學(xué)生的就近發(fā)展區(qū)入手提問，保證所設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)”的結(jié)論展開討論，把握學(xué)生學(xué)情，設(shè)計(jì)“在這幾組雜交實(shí)驗(yàn)中，判斷果蠅的顯性性狀應(yīng)該通過哪組實(shí)驗(yàn)”“孟德爾分離定律能用于對果蠅白眼性狀的遺傳分析嗎”“實(shí)驗(yàn)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(jìn)行的果蠅雜交實(shí)驗(yàn)的遺傳圖用這兩個字母進(jìn)行表示”“帶入摩爾根的角色，完成這組實(shí)驗(yàn)后，你怎么對果蠅的白眼性狀遺傳進(jìn)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(jì)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(jì)“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(jìn)行排列的”“根據(jù)準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)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(shí)基礎(chǔ)。再布置開放性的問題，以刺激學(xué)生進(jìn)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(shí)質(zhì)性的學(xué)習(xí)成果，最終實(shí)現(xiàn)取長補(bǔ)短和優(yōu)勢互補(bǔ)。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(jiān)實(shí)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(diǎn)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(diǎn)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(shí)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(shí)發(fā)展新理念加快農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化實(shí)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(jìn)，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(diǎn)查閱資料，確保觀點(diǎn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)行開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)法，通過學(xué)習(xí)和體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)的一般原理和方法，學(xué)會利用實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)教學(xué)中，導(dǎo)入卵殼膜滲透作用實(shí)驗(yàn)，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(jìn)入植物細(xì)胞”的問題，引導(dǎo)學(xué)生開展馬鈴薯?xiàng)l分別與濃蔗糖溶液和等量清水之間的實(shí)驗(yàn)，觀察馬鈴薯?xiàng)l硬度變化的情況。針對學(xué)生提出的有無水分進(jìn)出細(xì)胞實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)操作，鼓勵學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的基本思路，并動手展開實(shí)驗(yàn)操作，展示實(shí)驗(yàn)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(dá)到相同的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。學(xué)生自由選擇感興趣的問題進(jìn)行探究，做出假設(shè)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，動手展開實(shí)驗(yàn)操作，得出結(jié)論后表達(dá)交流。教師在觀摩學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(hù)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(jì)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(jìn)行評價并反饋給教師。二是布置合作類作業(yè)。設(shè)計(jì)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(qiáng)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(jìn)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?xiàng)l件、解決問題、語言表達(dá)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(jì)“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(jìn)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(jì)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(shí)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(jìn)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