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基于核心素养下高中生物探究性学习的设计与实践

2018-01-16陈英水陈欣

中学生物学 2017年11期
关键词:探究性知识点探究

陈英水+陈欣

新课标提出以学生发展为本的新课程理念,关注学生体验、感悟和实践的过程,通过学习情境的创设、实践环节的开发和学习渠道的拓展,丰富学生的经历和经验,改变学生的学习方式,实现知识传承、能力发展、态度与价值观的统一。因此,课改重在推动学生学习方式的改变,使学生学会学习。如何把握新课程理念,创新教学方式,促进学习方式的转变?探究性学习是顺应时代发展的要求和倡导的学习方式。那么如何指导学生探究性学习呢?探究性学习方案的科学设计和指导是实施探究性学习的根本保证。

1 对高中生物探究性学习设计的认识

探究性学习设计是在探究式教学过程中,教师在教案的基础上,针对学生开展探究性学习而开发的一种学习方案,是引导学生“探求知识的奥妙,追求美好未来”的学习策略;是“为开发学生的智力,培养学生的能力而设计的一系列探索问题、要点强化等情景,形成纲要式的学习方案,在教学过程中供学生全程探究活动使用,并由学生完成的一种主动探求知识的特殊案例”。

探究性学习设计对于教师来说,主要的任务就在于让学生明确本节学习目标的同时,明确本节要探究解决的问题和应该掌握的知识点,通过设疑、激发思维,培养学生的能力和创新素质。所谓“以问拓思,因问造势”,因此,问题探究是探究性学习设计的关键。教师应依据学习目标、学习内容、学生情况,精心设计问题——将知识点转变为探索性的问题点、能力点,为学生设置探究情境,建立探究氛围,把握探究的方向和深度,进而调动学生的学习积极性,激发学生自主探究的动机。

探究性学习设计对于学生来说,可以“学在教前”而又“学有目标”。学生既能从教师设计的问题中找到学习的兴趣点,获得解决问题的方法,进而学会看书,学会自主探究;又能在质疑、释疑的同时自己发现问题,并对自己提出的问题通过思考、讨论、分析等方式进行探究,获得自己的探究结果。这样,学生在尝试自主、合作探究学习的过程中,不仅掌握了知识,而且学习方式得到转变,思维能力和实践创造能力也得到了培养和提高。

2 高中生物探究性学习设计的要素、原则与教学流程

以高中学生为研究对象,主要采用行动研究的方法对高中生物探究性学习设计和运用进行研究与实践。

2.1 高中生物探究性学习设计的组成要素

现代教育理论认为,学生原有经验是影响学习过程的重要因素。因此,探究性学习设计的设计与运用要重视学生的原有经验的获得,设计方式可以多元化,但其基本的结构组成应该规范化。

探究性学习设计的组成要素包括“探究课题、教学目标、教学重点、知识梳理、知识架设、探究解决”六个部分。其中,“知识梳理”就是提示学生本课题探究过程中必须掌握和应用的背景性知识,帮助学生回顾和梳理知识;“知识架设”是学生必须在课前自主探究解决的问题;“探究解决”是学生通过探究解决问题的过程。

2.2 高中生物探究性学习设计遵循的原则

探究性学习是以学生的主体实践活动为主线展开的学习过程,探究性学习的核心是“问题的提出”。只有提出的问题具有启发性和趣味性,才能激发学生主动的探索欲望,提高学生学习生物学的积极性。探究性学习设计需要遵循主体性、问题性、探索性、兴趣性和多样性等原则。

2.3 高中生物探究性学习设计运用的教学流程

教师针对现象或问题进行探究性学习设计——学生依据设计自主探究——学生感知问题质疑提问——教师创设情境引导探究——师生/生生互动分析讨论合作探究——学生问题解决能力内化——师生/生生互动构建知识网络

3 高中生物探究性学习设计的基本模式

“探究”不等同于“动手操作”,单纯照方抓药的动手操作固然不是探究,探究也不一定都要动手操作,重要的是解决问题的思维过程。探究性学习正是以问题为核心展开教学过程的学习方式。因此,在探究性学习设计过程中,笔者把问题的形成作为设计的起始阶段,把提出对学生具有挑战性和吸引力的问题并使学生产生问题意识作为探究性学习设计的关键,然后根据学习目标与内容所需,调整设计方式。

探究性学习设计主要有以下几种类型。

3.1 问题模式

生物学教学中,知识的呈现形式是多元化的。虽然,每一个知识点都可以形成一定的问题,但不是所有的问题都能激发学习兴趣的。因此,在问题式设计过程中,教师要尽可能地挖掘与生活实际相联系的内容,呈现一个需要学习探究的问题来激发学生的探究动机;也需要根据教学内容,设计一些具有开放性的探究问题,鼓励学生对问题的现象和本质进行探究,使学生通过自主发现问题、实验操作、调查收集信息、讨论交流,在学会质疑问难的过程中,理解知识,进而实现知识的构建。实践证明,问题式设计从问题入手,层层深入,环环相扣,使学生的求知欲在问题的情境中由潜伏状态转入到活跃状态,进而饶有兴趣地主动探索,分析归因,掌握知识。这不仅有利于培养和促进学生对知识的迁移能力、综合分析能力和探索创新能力,也有利于学科知识的整合。

3.2 图解模式

有些生物學知识点,虽与生活密切联系却又比较抽象而难以掌握。图解式设计可以帮助学生对这些知识进行整理和总结,并实现新旧知识的整合,使学生形成清晰的知识结构。前提是首先要提出一个能激发探究兴趣的问题,使其有兴趣去探究,例如,在高中生物必修一第5章“细胞的能量供应和利用”中的“ATP的主要来源——细胞呼吸”与“能量之源——光与光合作用”的探究学习,虽然已有了一些关于化合物的组成、代谢场所及光合作用与细胞呼吸的知识基础,但对学生而言,还是有一定的抽象性,但此知识点与学生非常关注的“什么食物吃了容易发胖”以及有些学生为所谓“减肥”而盲目节食现象相关,教师从创设问题情境入手,将有关营养物质的转换过程设计成图解形式,激发学生的探究兴趣,从而展开自主探究。

3.3 图表模式

有些生物学知识点内在联系较强,对比较明显,但学起来比较枯燥,学生难以识记。图表式设计有利于帮助学生理解和掌握概念,并在对比中会联想发现,主动学习探究,深化并完善知识结构。例如,必修一第三章“细胞的基本结构”的学习中,神秘的细胞使学生饶有兴趣去探究,但学起来枯燥而学后容易忘。这类设计可以分别就“不同细胞器的结构功能、动植物细胞结构区别”等设计成表格形式,如探究细胞内各种细胞器结构功能表(表1)。endprint

3.4 实验模式

实验是进行科学探究的主要形式,生物新教材非常注重通过生物实验来开展探究活动,而且有不少活动是整合了验证性实验的探究,特别是对一个核心概念的学习过程。如必修一第五章“细胞的能量供应和利用”第四节“能量之源──光与光合作用”,“光合作用的探索历程”是整合了光合作用的研究历史中的一系列验证性实验而展开的。教师将这些实验以探究性学习设计的形式提供给学生,让学生对实验进行探究,通过“亲临其境”,不仅有利于学生体会科学家的科研过程与精神,也会更容易接受和掌握知识。

当然,并非所有的实验都允许“亲临其境”,教师可以抓住学生原有经验与科学概念之间的矛盾冲突,将这种冲突结合问题设计来推进;或将可行性的实验进行探究性设计提供给学生,让学生自己实验探究;或提出问题加以探究解答。比如,教师可以设计“绿叶在光下制造有机物”实验的探究设计,并在关键步骤设计巧妙的思考题:实验中植物要放在黑暗处一昼夜,这样处理的目的是为什么?实验中要用黑纸片把叶片一部分的上下两面遮盖起来,然后移到阳光下照射,为什么要将两面都遮住?只遮一面行吗?为什么只遮盖叶片的一部分,而不是全部?通过学生亲手实验探究,以激活学生思维从而得出结论。

生物实验具有很强的开放性,有些实验探究活动历时相对较长,比如必修一中“尝试制作真核细胞的三维结构模型”、探究“环境因素对光合作用强度的影响”,必修二中“建立减数分裂中染色体变化的模型”、“制作DNA双螺旋结构模型”、“低温诱导植物染色体数目的变化”实验,必修三中探究“培养液中酵母菌种群数量的变化”、探究“土壤中小动物种群丰富度的研究”。这些模型建构或实验探究历时时间比较长,因此,在设计探究活动中,教师要尽可能为学生提供主动参与、乐于探究、积极实践的机会,不能只求探究的结果或结论,更要重视探究的过程,使学生在体验中有所收获。

3.5 多媒体网络模式

新课改要求教师充分利用各种教育资源,形成多渠道的学习环境,丰富学生学习的经历和经验,为培养学生的创新精神和实践能力创造有利条件。网络信息资源丰富,多媒体教学具有生动的表现形式并在传输知识内容时具有灵活性与丰富性,给探究性学习带来了全新的变化,为学生提供了多方式学习知识的开放性教学环境,有利于培养学生主动高效地获取信息和评价分析信息、处理和应用信息的能力,提高其综合素质与核心素养。

生物学是一门正在不断发展的科学,很多知识点的学习因其信息量很大而不能局限于书本。对于这类知识的学习,可以设计成多媒体网络形式。例如,在学习必修二第七章“现代生物进化理论”时,笔者进行一系列的相关设计,引导学生自主选择其中感兴趣的一项,利用网络信息资源收集有关资料,并根据自己的探究认识,制作一些课件,把各个知识点通过文字、图形、声音、动画等形式表示出来,在课上进行交流。通过这样的设计,给学生搭建了施展才华舞台,学生可以根据自己的兴趣,选择不同的知识点,在一种轻松的氛围中,张扬个性,创造成功的喜悦兴趣得到较大提高,也增强了其适应信息社会的能力。

生物学教学中,知识呈现形式的多元化使探究性学习设计没有一个固定的模式,不仅各种设计不能彼此独立,而且应尽可能使设计形式多样化。这样使学生可在不同的探究途径中开展创造性的探究活动,既激发了探究学习兴趣,也因为探究活动具有一定的开放性,使学生的智力和能力从不同的方面得到提高。

4 高中生物探究性学习对师生教学行为的要求

4.1 对教师教学行为的要求

探究性学习的实施是基于教师探究能力的不断发展。教师在探究性学习设计和运用过程中必须不断地吸纳新知识;不断提高和完善自身的教学设计能力和对教材或学习内容的还原和再加工能力;不断发展和提高自身的创造性和探究能力,以提高自身的综合素质;要建立新型的师生关系,树立学生主体意识,通过创设问题情境,创造融洽的探究氛围来激发学生求知欲望。鼓励自主質疑,引导合作解疑,成为学生所探究的各种信息交汇的枢纽以及信息交流的组织者和建议者。如在以人的红绿色盲为例的伴性遗传的学习中设计的逻辑推理案例,充分体现了探究性学习的科学设计与实施,师生有效互动,学生主体意识也得到很好的体现。

4.2 对学生学习行为的要求

探究的效果视不同的学生而定,学生对探究性学习所持的态度和适应能力将是影响探究性学习设计方案顺利实施的主要因素。首先,学生要适应新的角色,转变观念。只有学生具有了积极主动地参与探究活动的情感意识,才能使学习方式得到根本的改变。其次,学生要主动学习,树立社会责任感。主动性是自主学习的特征之一。学生要有自己是学习的主人意识,要带着问题主动去探索。学生还要学会发掘自己兴趣的亮点,兴趣和社会责任是激发学生主动学习的重要动力,只有如此,学生才能成为学习的真正主人,才能促进和提高自身的综合能力和核心素养,使自身的创造力得到进一步的发展,进而促进自身个性和特长的发展。endprint

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