潘立晶　陈铭德

【摘 要】本文通过比较五套新教材探究性实验的数量与栏目设置,以期更好的阐释“倡导探究性学习”课程理念在教材中的体现,希望能为中学生物教师更好地把握教材,从而提高探究性实验教学的质量提供一些参考。

【关键词】生物探究性实验 课程标准 课程理念

“倡导探究性学习”是生物新课改中提出的基本课程理念之一。生物是一门以实验为基础的科学,探究性实验是探究性学习的重要组成部分,因此引导学生进行探究性实验是生物新教材的重要任务。本文通过对五套新教材中探究性实验数量与栏目设置的分析比较,更深刻的理解“倡导探究性学习”的课程理念,以期能为中学生物教师更好地把握教材,从而提高探究性实验教学的质量提供一些参考。

一、《课程标准》中“倡导探究性学习”课程理念的提出

自1978年起,我国高中生物课程历经多次改革,取得了显著的成绩。为适应时代发展的需要,2003年教育部颁布了《普通高中生物课程标准(实验稿)》(以下简称《课程标准》),标志着新课程改革的开始。在新的《课程标准》中提出了“倡导探究性学习”的课程理念。《课程标准》指出:“探究是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一。《课程标准》倡导探究性学习,力图促进学生学习方式的变革,引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑,逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力等,重在培养创新精神和实践能力。”

二、什么是生物探究性实验

探究性实验是把实验同研究结合起来,通过实验探索求结论的一类实验。探究性实验主要由教师(教材、学生)有目的、有计划地提出一定的课题,学生独立进行设计实验,自己设计技术方案来进行的实验。这样既可以达到验证理论教学的目的,又可以培养学生独立研究的能力。生物探究性实验的一般流程为:提出问题→作出假设→制定计划→实施计划→得出结论→表达、交流。

探究性实验分为引导式探究和自主式探究,二者的主要区别为:自主式探究是从问题提出到实验实施都是学生自己亲身实践;引导式探究性实验是在教师指导下,学生进行实验。教材中的探究性实验大部分是引导式探究。

三、新教材中的探究性实验

教材是教师教学的依据,最能反映课程改革的趋势。生物新课改以来,我国主要有五套生物新教材,分别由人民教育出版社、江苏教育出版社、中国地图出版社、河北少年儿童出版社和浙江科学技术出版社出版。这五套教材都分为《分子与细胞》、《遗传与进化》、《稳态与环境》三个模块。

1.新教材中探究性实验的数量。通过对五套教材的归类分析,其实验总数及探究性实验数目见下表:

以上数据的统计具有一定的主观性(调查以及资料中的实验均没有列在实验数据之内)。从上表中可以看出,江苏教育出版社教材的探究性实验最多,几乎占了实验数目的一半;人教版与地图出版社次之,都接近于40%;浙江科技出版社与河北少年儿童出版社最少。

虽然五套教材的探究性实验在数量与比例上有所差距,但是我们可以看出教材中对探究性实验的重视。中学生物实验种类很多,但几乎所有教材的探究性实验数目都在20%以上。数量虽然不能说明一切问题,但是的确可以作为一个重要的指标。

2.新教材中探究性实验的栏目设置。生物是一门以实验为基础的自然科学,教材中的生物探究性实验有专门的栏目设置,表2中列举了五套生物新教材中的生物探究实验栏目设置。

从上表中可以看出,不同教材在实验栏目的设置上有所差别:探究性实验栏目最多的是江苏教育出版社,最少的是中国地图出版社。教材中的探究性实验都是在上述特定的栏目中呈现出来的。但是要注意:中国地图出版社,河北少年儿童出版社和浙江科学技术出版社的探究栏目除了包括探究性实验外,还包括其他种类的实验。

(1)河北少年儿童出版社的特色——探究。

五套教材在设置上都有一个为“探究”、“探究活动”或“研究性学习”的栏目。以河北少年儿童出版社《分子与细胞》中的“探究”栏目中“探究细胞质壁分离和复原与外界溶液浓度的关系”这一实验进行说明:

本实验的主要内容如下所示:

问题:外界溶液达到多大浓度时,细胞会发生质壁分离?

作出假设:当溶液浓度达到时,细胞会出现质壁分离现象。

技能卡:在技能卡中介绍了,本实验需要用到主要的实验技能。

设计实验:设计实验步骤。

实施实验:按照实验设计,认真进行实验,记录实验现象。

得出结论:通过实验现象分析细胞在何种浓度溶液处理时会发生质壁分离。

从这个实验我们可以看出,此栏目中探究实验的呈现形式为:提出问题→作出假设→设计实验→实施实验→得出结论。这种呈现方式,正是符合了探究活动的基本流程。其他教材也都有一个被称为“探究,探究活动或探究性学习”的栏目。在“探究栏目”的呈现方式上,五套教材都是一样,都是根据探究活动的基本步骤。 另外,我们还可以看出,教材中的探究性实验多为引导式探究,问题及基本的实验方法,教材都已经给出;假设与具体实验实施及数据记录由学生来完成。

除了这个比较经典的“探究”栏目外,其他教材还有自己的特色栏目。

(2)人教版的特色——技能训练。技能训练是人民教育出版社特有的栏目设置。笔者选取了几个有代表性的实验,列在下列表格中:

从上述表格中,我们可以看出,技能训练栏目中的内容并不是完整的探究性实验,“设计实验,分析数据,提出假设,得出结论”这些都是探究性实验流程中的一部分。这种呈现形式很像专题训练,将探究性实验流程中的各个部分分解开来详细讲解,重点突出,起到了很好的强化作用。

(3)江苏教育出版社的特色——继续探究。江苏教育出版社的一个突出栏目是“继续探究”,在每章节的后面,都有这个栏目。我们以此栏目中的两个实验为例进行说明:

“继续探究”栏目,有两个特点:一是简单,这个栏目只是给出探究的问题和提示,具体的实验步骤都需要学生自己去设计。相比于上文中“探究”栏目,“继续探究”的确是简单了很多。二是数量多,几乎每个章节后都有“继续探究”这个栏目,所以这个栏目的数量是非常庞大的,因此在上文探究实验数量表格中,江苏教育出版社的探究性实验是最多的。

“继续探究”栏目在每个章节之后,提出了与本章节知识有关的可能的探究实验,开拓了学生的视野,为学生指明了探究的方向,引起学生的思考。但是由于数量多,提示简单,还有一些客观的条件(材料、试剂等)可能学校无法达到,在教学的实施过程中可能会存在着一些问题。

(4)中国地图出版社的特色——课题研究。中国地图出版社的一大特色是在每一章的开篇部分里设置“课题研究”,先对本章节要探究的问题进行说明与提示,给出研究计划。

以《分子与细胞》“细胞能量的来源与转变”一章为例:

在本章开篇提出的研究课题是:影响酶活性的外界因素有哪些。

【研究计划】

1.分组研究一项影响酶活性的外界因素

2.查阅文献,分析这种因素影响酶活性的机理

3.确定研究过程中需要的材料器具,实验的具体方法,并进行实验探究。

【总结交流】

1.交流实验结果。

2.分析实验过程中的设计合理与否,找出各组实验结果差异的原因。

在随后“酶在代谢中的作用”一节中有探究活动——“温度、PH对酶活性的影响”与开篇的课题研究相呼应。

中国地图出版社“课题研究”栏目最突出的特点是布局上的前后呼应。在每章的一开篇就会把本章节将要探讨的重要问题提出来,让学生查资料,做好准备工作;随后在具体的知识点中,列出与开篇呼应的探究性实验。这是一种很好的探究性实验的布局方式,给学生足够的准备时间,令学生印象深刻。

(5)浙江科学技术出版社的特色——建议活动。

浙江科学技术出版社教材所有实验都归属于一个栏目——活动,探究性实验也隶属于“活动”这一栏目。这套教材的一个特色,在不少活动栏目之后会紧跟一个“建议活动”。以《分子与细胞》“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”这一实验为例来进行说明。

“观察洋葱表皮细胞的质壁分离及质壁分离复原”这个实验属于“活动”这一栏目,在本栏目中介绍了实验的目的要求、材料用具、方法步骤等。在这个实验之后,教材又提出了“建议活动”——探究洋葱表皮细胞细胞液的浓度范围:①植物细胞在什么情况下发生质壁分离?什么情况下发生质壁分离复原? ②当植物细胞既不吸水,也不失水。③利用前面两个问题的答案,以实验小组为单位,设计实验。估测洋葱表皮的细胞液浓度。此栏目的特点是在一个实验之后,提出探究。让学生在做过一些实验的基础上,再进行更高层次的探究,体现了“循序渐进”的学习方法,符合学生的认知规律,有助于学生更好的理解。

从上文可以看出,无论是探究性实验数量还是栏目设置,都遵循着“倡导探究性学习”的课程理念,体现了课程目标中科学探究能力的要求。笔者希望通过对五套教材中探究性实验的比较分析,有助于生物教师更深刻的理解课程理念,对广大教师在教学活动中有所帮助。

参考文献:

[1]教育部.生物课程标准[S].北京:人民教育出版社,2007.