中学生物学新课程探究性活动教学策略研究
2022-06-08
摘 要 就探究性活动的一般程序提出相应的教学策略。
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
关键词 探究性活动 教学策略 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
依据《义务教育生物课程标准（2011版）》编写的中学生物学教材（人教版）于2012年秋季开始在河南省禹州市起始年级使用。该教材有生物探究性活动131项。新课标将科学探究列为10个一级主体之首。新教材的体系和结构以探究性活动为中心，注重学生能力体系的构建。在实施新课程的过程中，要求生物学教师要进一步学习新的课改理念，转变教育观念，更新教学方法，在探究性活动中传授知识、发展学生的能力、培养学生的情感态度与价值观。生物课堂期待学生以科学家发展认知的类似方式参与学习，倡导以主动探究的方式来学习生物学概念。探究性活动教学组织的好坏是生物学教学成败的关键所在。
探究性活动的执行主体是学生，在教师的组织和帮助下进行活动。教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践，并将科学探究的内容尽可能渗透到各主题内容的教学活动中。教师在引导学生参与科学探究活动时，不仅应让学生参加科学探究的某个方面的活动，也应让学生有机会参与若干完整的探究活动。学生通过探究性活动，使自己在知识、能力、情感态度和价值观上逐步达到新课标的要求。
探究性活动是运用科学探究的方法来组织开展，生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。探究活动的程序通常包括：提出问题――作出假设――制定计划――实施计划――得出结论――表达交流。笔者就探究性活动的一般程序提出相应的教学策略，以强调学生探究新知的经历和获得新知的体验，实现结果和过程的并重，更好地培养学生的生物科学素养。
1 提出问题的教学策略
提出问题的阶段是培养学生创新精神的起点。一般来说，探究性活动都是来自学生的日常生活，要从人们习以为常的现象中发现和提出问题，需要仔细观察，积极思维，能从“寻常”中发现“不寻常”之处，从看似已经解决的问题中找出隐蔽的未解之谜。能否提出有价值的问题是衡量学生思维能力的重要标志，可以表现出个体在思维活跃性、深刻性、独立性和创造性方面的差异。因此，培养学生发现问题、提出问题，在培养学生的思维能力和创新精神活动中占有十分重要的地位。虽然在实际教学中，教师也试图创设问题情景，启发学生提出问题，但该过程往往流于形式。学生提出问题时没有认真思考，只是将头脑中的疑问说出来，忽视了这些疑问和科学问题之间的区别。教师往往把学生照搬书本上的问题，当作提出问题的过程或者诱导学生提出教师期待的问题。不难看出，学生实际上被剥夺了提出问题的权利，从而忽略了提出问题在探究性活动中的重要作用。
对提出问题过程的忽略使得学生无法知道提出问题需要经历的过程。生物新课程首先从提出问题的方法入手，即让学生知道运用观察、调查、对比、归类、收集和分析资料等科学探究的方法提出问题。以探究非生物因素对鼠妇的影响为例，学生会提出以下问题：（1） 鼠妇为什么喜欢潮湿的环境？（2） 鼠妇为什么都在阴暗处？（3） 鼠妇为什么见阳光后会逃跑？（4） 鼠妇离开泥土能生活吗？（5） 为什么鼠妇受惊后会缩成一团？（6） 鼠妇吃什么？（7） 鼠妇的天敌是什么？（8） 为什么鼠妇喜欢生活在石块下面？（9） 酒精对鼠妇的生活有影响吗？（10） 香烟的烟气对鼠妇的生活有影响吗？（11） 农药对鼠妇的生活有影响吗？（12） 空气污染对鼠妇的生活有影响吗？……
学生产生的疑问，并不都具有进一步探究的价值，他们习惯于直接表述疑问，缺少将疑问进行加工、变成科学问题的能力和习惯。怎样的问题具有探究价值，对于不同认知水平的人来说，有着明显不同的判断。在教学实践中，教师应引导学生对提出的问题进行辨析、评价和修正，找出具有探究价值的问题。教师要引导学生认识到，当自己产生一个疑问时，应首先判断能否运用已有的知识和经验对疑问进行解答，如果可以，则无需通过探究来解决，如以上第（4）、（5）问题；有些问题可以通过直接观察和查阅文献就可以解决，如以上第（6）、（7）问题。然后将需要探究的问题归类分开，如以上第（1）和（8）问题、第（2）和（3）问题、第（9）和（11）问题、第（10）和（12）问题分别归为一类，以便减少学生之间的重复试验。教师通过引导使学生明白提出一个具有探究价值的问题需要仔细斟酌，并使学生能够充分预测问题的结果，为作出假设提供依据。
2 作出假设的教学策略
由于问题的存在，学生就会产生一种怀疑、焦虑、探索的心理状态。在这种心理的驱动下，他会聚焦问题，积极思维，产生内在的驱动力，推动自己去寻求各种方案来解决问题。此时，教师要针对性地进行指导、点拨，并组织灵活多样的交流、研讨活动，让学生用已有的知识对问题的答案提出可能的设想，并估计假设的可检验性。
假设是根据现有的证据或者既往的经验，对问题作出的尝试性解释，是一种推论和猜想，所以可能是正确的，也可能是错误的。一般情况下，假设的依据是已有的生物学理论知识、生活经验或证据，其正确与否必须通过实验进行检验。用来检测的依据应来源于收集、分析和解读的实验数据。因此，假设中蕴含着可操作性实验内容。如以探究非生物因素对鼠妇的影响为例，学生作出如下假设：（1） 鼠妇适于生活在阴暗的环境中，光会影响鼠妇的分布；（2） 鼠妇适于生活在潮湿的环境中，水分会影响鼠妇的分布；（3） 鼠妇适于生活在清新的环境中，空气污染会影响鼠妇的分布；（4） 鼠妇适于生活在一定的温度范围内，温度过高、过低都会影响鼠妇的分布；（5） 其他非生物因素会影响鼠妇的生活，如酒精等。
3 制定计划的教学策略
制定计划是探究性实验活动的关键环节，也是培养学生的规划和组织能力的过程。此阶段，教师可提示研究计划一般包括的内容：（1） 活动的主题；（2） 活动的内容；（3） 活动的具体目的和任务；（4） 活动的对象、情景、时间和空间；（5） 活动的具体过程；（6） 各成员的分工与合作；（7） 保证条件；（8） 列出所需要的具体材料和用具；（9） 选出控制变量；（10） 设计对照实验。然后让学生自主制定计划。教师可根据学生活动的实际情况针对性地加以指导，引导学生制定出切实可行的活动方案。 在制定计划时，教师引导学生设计一张记录表，能帮助他们有序地记载观察或测量结果。设计的实验方案中，如果涉及到使用易燃、易爆、易碎、有毒、有腐蚀或刺激性的器具和药品时，要写出实验的注意事项。此外，在制定的探究实验计划中，还应该阐述预期的实验结果。这种预测也是一种推理方式，是对实验计划一旦付诸实施时“可能发生什么”作出的推理。
4 实施计划的教学策略
此阶段是学生根据自己的设计进行观察、调查和实验，进入具体的解决问题的过程。学生通过实践、体验，形成一定的观念、态度和价值观，掌握一定的方法。学生实践、体验的内容包括：（1） 在开放情景中主动收集和处理文献资料或研究素材；（2） 小组合作与各种形式的人际交流、沟通，以科学态度解决实际问题；（3） 从一定角度认识环境，了解社会，发现自我……
在实施计划的过程中，学生往往会碰到各种困难，中学生兴趣激发快、变化快的特点容易使他们的探究活动不能持久，需要教师有针对性地及时关心、指导和督促，促进学生自我发展，帮助他们保持和进一步提高学习积极性，对有特殊困难的小组要进行个别辅导，或创设必要条件，或帮助调整研究计划。教师要在研究性实验教学的实施过程中，从知识传授者角色向学习的组织者、指导者、帮助者、促进者、参与者和鼓励者的角色转换。
在实施实验过程中，教师要指导学生尽可能准确、实事求是地记录实验过程中出现的一切现象，收集数据，并评价数据的可靠性，真实记录个人的体验，为以后进行总结和交流提供依据。在完成实验操作的过程中搜集足够的实验数据是一个至关重要的环节。实验数据主要是通过观察和测量得到。通常用描述和绘图来搜集观察获得的数据，用国际标准单位来表示测量获得的数据。在收集、整理和解读这些实验数据的过程中，就能获得支持或否定假设的证据。
5 得出结论的教学策略
教师组织各学习小组描述实验现象，交流实验数据，分析小组和全班的实验现象及其数据，讨论这些现象和数据是否支持假设，从而对实验数据信息进行整理和加工。通过整理，找出研究对象的发展趋势，或推断不同事物之间的联系，或揭示事实或规律，确定数据或现象是否支持预先作出的假设，运用证据和逻辑分析对提出的问题作出答案或解释，从而得出最后的实验结论。结论与预测有可能不同，结论是唯一的，是对探究性活动研究发现的总结。在讨论中，教师要鼓励学生有新发现、新见解或提出新的探究问题；要让学生勤于动手、独立操作；最重要的是让学生的个性得到充分发展。至于实验的结论正确与否并不重要，教师要告诉学生，即使经过努力仍不能获得满意的结论，也是正常的，并不意味着学习的失败。
6 表达和交流的教学策略
科学探究常常是一种协作性活动，彼此的交流与评价有助于相互启发和材料共享。交流就是与他人交换看法、分享信息的过程。此过程是将得到的结论进行分析讨论，并以报告的形式将整个过程呈现出来。主要是将结论加以充分地评述：这些结论是否通过合理、有效的手段得来的、是否全面、是否有广泛的适用性，并指出还有什么问题没有解决，下一步研究的方向是什么，得到与预期值相反结果的原因是什么，探究性活动实施过程中出现了哪些问题，要注意哪些等。
在讨论、交流的基础上撰写研究报告。由于学生在研究报告的撰写方面缺乏相应的经验，对于基本格式和规范还不太清楚，教师可以指导他们去参阅相关的研究报告模拟写作，或出示相应报告的模式，并明确写作要求，做到准确、清晰、完整，所有的资料均应明确阐述，如作者名字、文章标题，出版物名称、出版时间和页码、作者的写作意图、你从中获得了那些信息和实事、你对文章有什么看法和见解等。全部设备一一列举，取得的结论得到适当的详尽表述。写作过程中尽量多用列表或函数图象等直观形象展示，绘制图表是整理数据的常用方法。观察获得的数据可以绘制概念图、比较表或图示、思维图、流程图或循环图。测得的数据可以绘制柱形图、折线图或扇形图等直观形象展示。语言要简练，多用实验事实进行科学推理，得出相应的结论，从而完成研究报告。研究报告完成以后，利用一定的时间让报告人进行表述，而其他同学可以提问，由报告人进行答辩。
交流也是一个评价过程，评价内容涉及探究活动的方方面面，主要是肯定合理部分并对存在的不足提出质疑，并能够倾听和尊重他人的质疑，承认不同的观点或解释，从而修正自己的观点或结论。
表达和交流为学生提供了一个更有利于人际沟通与合作的良好空间。小组成员之间分工协作，男女搭配，开展平等的讨论和交流，以合作手段取得集体的成功，各成员的努力结果相互依存，成为整体的重要部分，这无疑对学生学会表达和交流、分享和创意，理解和宽容、赞美与批判、选择与决策都大有裨益。在探究性活动过程中，学生学会客观地分析和辩证地思考，敢于对书本质疑和对教师的超越；学会了并掌握一些研究的科学方法和技能，形成获取新知识、收集和处理信息的能力，分析问题和解决问题的能力；养成乐于合作的集体精神，增强人际交往的能力；培养学生不懈的进取精神，严谨的科学态度，克服困难的意志品质和高尚的科学道德等，有着不可忽视的重要作用。
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关键词 探究性活动 教学策略 生物学教学
中图分类号 G633.91 文献标识码 B
依据《义务教育生物课程标准（2011版）》编写的中学生物学教材（人教版）于2012年秋季开始在河南省禹州市起始年级使用。该教材有生物探究性活动131项。新课标将科学探究列为10个一级主体之首。新教材的体系和结构以探究性活动为中心，注重学生能力体系的构建。在实施新课程的过程中，要求生物学教师要进一步学习新的课改理念，转变教育观念，更新教学方法，在探究性活动中传授知识、发展学生的能力、培养学生的情感态度与价值观。生物课堂期待学生以科学家发展认知的类似方式参与学习，倡导以主动探究的方式来学习生物学概念。探究性活动教学组织的好坏是生物学教学成败的关键所在。
探究性活动的执行主体是学生，在教师的组织和帮助下进行活动。教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践，并将科学探究的内容尽可能渗透到各主题内容的教学活动中。教师在引导学生参与科学探究活动时，不仅应让学生参加科学探究的某个方面的活动，也应让学生有机会参与若干完整的探究活动。学生通过探究性活动，使自己在知识、能力、情感态度和价值观上逐步达到新课标的要求。
探究性活动是运用科学探究的方法来组织开展，生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。探究活动的程序通常包括：提出问题――作出假设――制定计划――实施计划――得出结论――表达交流。笔者就探究性活动的一般程序提出相应的教学策略，以强调学生探究新知的经历和获得新知的体验，实现结果和过程的并重，更好地培养学生的生物科学素养。
1 提出问题的教学策略
提出问题的阶段是培养学生创新精神的起点。一般来说，探究性活动都是来自学生的日常生活，要从人们习以为常的现象中发现和提出问题，需要仔细观察，积极思维，能从“寻常”中发现“不寻常”之处，从看似已经解决的问题中找出隐蔽的未解之谜。能否提出有价值的问题是衡量学生思维能力的重要标志，可以表现出个体在思维活跃性、深刻性、独立性和创造性方面的差异。因此，培养学生发现问题、提出问题，在培养学生的思维能力和创新精神活动中占有十分重要的地位。虽然在实际教学中，教师也试图创设问题情景，启发学生提出问题，但该过程往往流于形式。学生提出问题时没有认真思考，只是将头脑中的疑问说出来，忽视了这些疑问和科学问题之间的区别。教师往往把学生照搬书本上的问题，当作提出问题的过程或者诱导学生提出教师期待的问题。不难看出，学生实际上被剥夺了提出问题的权利，从而忽略了提出问题在探究性活动中的重要作用。
对提出问题过程的忽略使得学生无法知道提出问题需要经历的过程。生物新课程首先从提出问题的方法入手，即让学生知道运用观察、调查、对比、归类、收集和分析资料等科学探究的方法提出问题。以探究非生物因素对鼠妇的影响为例，学生会提出以下问题：（1） 鼠妇为什么喜欢潮湿的环境？（2） 鼠妇为什么都在阴暗处？（3） 鼠妇为什么见阳光后会逃跑？（4） 鼠妇离开泥土能生活吗？（5） 为什么鼠妇受惊后会缩成一团？（6） 鼠妇吃什么？（7） 鼠妇的天敌是什么？（8） 为什么鼠妇喜欢生活在石块下面？（9） 酒精对鼠妇的生活有影响吗？（10） 香烟的烟气对鼠妇的生活有影响吗？（11） 农药对鼠妇的生活有影响吗？（12） 空气污染对鼠妇的生活有影响吗？……
学生产生的疑问，并不都具有进一步探究的价值，他们习惯于直接表述疑问，缺少将疑问进行加工、变成科学问题的能力和习惯。怎样的问题具有探究价值，对于不同认知水平的人来说，有着明显不同的判断。在教学实践中，教师应引导学生对提出的问题进行辨析、评价和修正，找出具有探究价值的问题。教师要引导学生认识到，当自己产生一个疑问时，应首先判断能否运用已有的知识和经验对疑问进行解答，如果可以，则无需通过探究来解决，如以上第（4）、（5）问题；有些问题可以通过直接观察和查阅文献就可以解决，如以上第（6）、（7）问题。然后将需要探究的问题归类分开，如以上第（1）和（8）问题、第（2）和（3）问题、第（9）和（11）问题、第（10）和（12）问题分别归为一类，以便减少学生之间的重复试验。教师通过引导使学生明白提出一个具有探究价值的问题需要仔细斟酌，并使学生能够充分预测问题的结果，为作出假设提供依据。
2 作出假设的教学策略
由于问题的存在，学生就会产生一种怀疑、焦虑、探索的心理状态。在这种心理的驱动下，他会聚焦问题，积极思维，产生内在的驱动力，推动自己去寻求各种方案来解决问题。此时，教师要针对性地进行指导、点拨，并组织灵活多样的交流、研讨活动，让学生用已有的知识对问题的答案提出可能的设想，并估计假设的可检验性。
假设是根据现有的证据或者既往的经验，对问题作出的尝试性解释，是一种推论和猜想，所以可能是正确的，也可能是错误的。一般情况下，假设的依据是已有的生物学理论知识、生活经验或证据，其正确与否必须通过实验进行检验。用来检测的依据应来源于收集、分析和解读的实验数据。因此，假设中蕴含着可操作性实验内容。如以探究非生物因素对鼠妇的影响为例，学生作出如下假设：（1） 鼠妇适于生活在阴暗的环境中，光会影响鼠妇的分布；（2） 鼠妇适于生活在潮湿的环境中，水分会影响鼠妇的分布；（3） 鼠妇适于生活在清新的环境中，空气污染会影响鼠妇的分布；（4） 鼠妇适于生活在一定的温度范围内，温度过高、过低都会影响鼠妇的分布；（5） 其他非生物因素会影响鼠妇的生活，如酒精等。
3 制定计划的教学策略
制定计划是探究性实验活动的关键环节，也是培养学生的规划和组织能力的过程。此阶段，教师可提示研究计划一般包括的内容：（1） 活动的主题；（2） 活动的内容；（3） 活动的具体目的和任务；（4） 活动的对象、情景、时间和空间；（5） 活动的具体过程；（6） 各成员的分工与合作；（7） 保证条件；（8） 列出所需要的具体材料和用具；（9） 选出控制变量；（10） 设计对照实验。然后让学生自主制定计划。教师可根据学生活动的实际情况针对性地加以指导，引导学生制定出切实可行的活动方案。 在制定计划时，教师引导学生设计一张记录表，能帮助他们有序地记载观察或测量结果。设计的实验方案中，如果涉及到使用易燃、易爆、易碎、有毒、有腐蚀或刺激性的器具和药品时，要写出实验的注意事项。此外，在制定的探究实验计划中，还应该阐述预期的实验结果。这种预测也是一种推理方式，是对实验计划一旦付诸实施时“可能发生什么”作出的推理。
4 实施计划的教学策略
此阶段是学生根据自己的设计进行观察、调查和实验，进入具体的解决问题的过程。学生通过实践、体验，形成一定的观念、态度和价值观，掌握一定的方法。学生实践、体验的内容包括：（1） 在开放情景中主动收集和处理文献资料或研究素材；（2） 小组合作与各种形式的人际交流、沟通，以科学态度解决实际问题；（3） 从一定角度认识环境，了解社会，发现自我……
在实施计划的过程中，学生往往会碰到各种困难，中学生兴趣激发快、变化快的特点容易使他们的探究活动不能持久，需要教师有针对性地及时关心、指导和督促，促进学生自我发展，帮助他们保持和进一步提高学习积极性，对有特殊困难的小组要进行个别辅导，或创设必要条件，或帮助调整研究计划。教师要在研究性实验教学的实施过程中，从知识传授者角色向学习的组织者、指导者、帮助者、促进者、参与者和鼓励者的角色转换。
在实施实验过程中，教师要指导学生尽可能准确、实事求是地记录实验过程中出现的一切现象，收集数据，并评价数据的可靠性，真实记录个人的体验，为以后进行总结和交流提供依据。在完成实验操作的过程中搜集足够的实验数据是一个至关重要的环节。实验数据主要是通过观察和测量得到。通常用描述和绘图来搜集观察获得的数据，用国际标准单位来表示测量获得的数据。在收集、整理和解读这些实验数据的过程中，就能获得支持或否定假设的证据。
5 得出结论的教学策略
教师组织各学习小组描述实验现象，交流实验数据，分析小组和全班的实验现象及其数据，讨论这些现象和数据是否支持假设，从而对实验数据信息进行整理和加工。通过整理，找出研究对象的发展趋势，或推断不同事物之间的联系，或揭示事实或规律，确定数据或现象是否支持预先作出的假设，运用证据和逻辑分析对提出的问题作出答案或解释，从而得出最后的实验结论。结论与预测有可能不同，结论是唯一的，是对探究性活动研究发现的总结。在讨论中，教师要鼓励学生有新发现、新见解或提出新的探究问题；要让学生勤于动手、独立操作；最重要的是让学生的个性得到充分发展。至于实验的结论正确与否并不重要，教师要告诉学生，即使经过努力仍不能获得满意的结论，也是正常的，并不意味着学习的失败。
6 表达和交流的教学策略
科学探究常常是一种协作性活动，彼此的交流与评价有助于相互启发和材料共享。交流就是与他人交换看法、分享信息的过程。此过程是将得到的结论进行分析讨论，并以报告的形式将整个过程呈现出来。主要是将结论加以充分地评述：这些结论是否通过合理、有效的手段得来的、是否全面、是否有广泛的适用性，并指出还有什么问题没有解决，下一步研究的方向是什么，得到与预期值相反结果的原因是什么，探究性活动实施过程中出现了哪些问题，要注意哪些等。
在讨论、交流的基础上撰写研究报告。由于学生在研究报告的撰写方面缺乏相应的经验，对于基本格式和规范还不太清楚，教师可以指导他们去参阅相关的研究报告模拟写作，或出示相应报告的模式，并明确写作要求，做到准确、清晰、完整，所有的资料均应明确阐述，如作者名字、文章标题，出版物名称、出版时间和页码、作者的写作意图、你从中获得了那些信息和实事、你对文章有什么看法和见解等。全部设备一一列举，取得的结论得到适当的详尽表述。写作过程中尽量多用列表或函数图象等直观形象展示，绘制图表是整理数据的常用方法。观察获得的数据可以绘制概念图、比较表或图示、思维图、流程图或循环图。测得的数据可以绘制柱形图、折线图或扇形图等直观形象展示。语言要简练，多用实验事实进行科学推理，得出相应的结论，从而完成研究报告。研究报告完成以后，利用一定的时间让报告人进行表述，而其他同学可以提问，由报告人进行答辩。
交流也是一个评价过程，评价内容涉及探究活动的方方面面，主要是肯定合理部分并对存在的不足提出质疑，并能够倾听和尊重他人的质疑，承认不同的观点或解释，从而修正自己的观点或结论。
表达和交流为学生提供了一个更有利于人际沟通与合作的良好空间。小组成员之间分工协作，男女搭配，开展平等的讨论和交流，以合作手段取得集体的成功，各成员的努力结果相互依存，成为整体的重要部分，这无疑对学生学会表达和交流、分享和创意，理解和宽容、赞美与批判、选择与决策都大有裨益。在探究性活动过程中，学生学会客观地分析和辩证地思考，敢于对书本质疑和对教师的超越；学会了并掌握一些研究的科学方法和技能，形成获取新知识、收集和处理信息的能力，分析问题和解决问题的能力；养成乐于合作的集体精神，增强人际交往的能力；培养学生不懈的进取精神，严谨的科学态度，克服困难的意志品质和高尚的科学道德等，有着不可忽视的重要作用。