初中生物教学中有效实施探究学习的策略探讨
2022-06-08
依据布鲁纳的“发现学习”和施布瓦的“探究学习”理论，按照《义务教育生物学课程标准》对“科学探究”的要求，笔者对探究学习的有效性进行了探讨。
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1 引导学生发现问题并提出问题
1.1 通过小组讨论提出问题
在教材中有些探究活动已经给出了问题，不需要学生提出问题，如探究“光对鼠妇生活的影响”；而大多数探究活动则需要学生自己提出问题，如探究“植物对空气湿度的影响”、“检测不同环境中的细菌和真菌”、“探究花生果实大小的差异”等。
对于后一类探究活动，教师启发引导学生提出有价值的问题进行探究，是探究活动能否顺利开展的首要环节。
教学中采取独立思考的方式让每一个学生提出要探究的问题比较困难，一个班只有少数学生能提出要探究的问题，有些学生提出的问题与探究活动的内容要求甚远。这是由于学生的基础不同、生活经验不同、阅历不同、智力不同等造成的。而教师采取分组（异质分组）讨论的方式则取得了较好的教学效果。如“检测不同环境中的细菌和真菌”这一探究活动，教材中的出现问题是：“不同环境中都有细菌和真菌吗？哪种环境中更多一些？哪种环境中更少一些？哪种环境中根本没有？”这只是问题的范围，而不是具体问题，需要学生进一步提出要探究的具体问题。在组织这一探究活动时，学生很少能独立提出具体问题，但是通过小组讨论后，每个小组都能提出要探究的具体问题：如用肥皂洗过的手和未用肥皂洗过的手哪只手上细菌多？树林中的空气和马路上的空气中哪里细菌多？开水中有没有细菌？……
1.2 通过创设情境，启发学生提出问题
一些探究活动通过创设情境，学生会更容易地提出要探究的问题。如探究“植物对空气湿度的影响”，教师可以让学生回忆炎热的夏季人们在树林中的感受（感觉比树林外面凉快），从而提出要探究的问题：“夏天，人在树林中感觉凉快与空气湿度有关吗？”
2 引导学生作出合理的假设
教师要引导学生找到作出假设的依据，并且这个依据是客观存在的，还要强调根据已有的知识进行合理假设。
如探究“种子萌发的环境条件”，要求学生根据下列事实进行假设：在不同季节播种小麦、玉米、棉花等种子，播种时土壤墒情不好要等下雨或浇水后再播种，播种前要松土。
3 设计探究方案的方法
设计探究方案是有效实施探究活动的基础环节。
3.1 改进教材提供的方案
有些探究活动虽然教材中提供了参考方案，但实际操作时需要对方案进行改进。如探究“光等鼠妇生活的影响”时玻璃板也可用透明薄膜代替；盒子中加湿土后应将湿土压平（这样做可防止鼠妇钻入疏松的湿土而影响鼠妇的运动，这一点教材未提到）。
3.2 小组合作设计探究方案
一些探究活动，教材中给出了较详细的提示，如探究“馒头在口腔中的变化”。这种类型的探究活动可通过小组合作的方式，要求学生自行设计出探究方案，包括需要的材料用具和实施探究的方法步骤。
3.3 通过教师的讲解、启发、引导，并和学生共同探讨设计探究方案
一些探究活动在教材中的提示很简单，学生根据提示设计出探究方案很困难，即使通过小组讨论也不能制定。这样的探究活动方案通过教师巧妙的讲解、启发、引导、帮助，学生就能设计出可操作的探究方案。
如探究“二氧化碳是光合作用必需的原料吗”这一活动，教材中仅提示了两方面：
① 氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳，本实验的其他材料用具可参照前面做过或课文中介绍的实验来确定；
② 保证实验只有二氧化碳一个变量，该怎样设计对照实验。
这个探究活动的方案在往年的教学中学生独立思考或小组讨论都不能完整地设计出来。按照下面的方法讲解，学生就可以设计出正确的探究方案。
教师引导学生选择实验材料和用具：
因为涉及光合作用，因而要有植物参与，参照前面做过的实验“绿叶在光下制造有机物”，可选择天竺葵为实验材料；因设置对照实验，所以应准备两盆天竺葵。检验植物是否进行光合作用时，要检验叶片中有无淀粉产生，要用到酒精、碘液、酒精灯、大小烧杯、石棉网、镊子、培养皿、清水、火柴。要除去一盆天竺葵生长环境中的二氧化碳，应有吸收二氧化碳的物质，可用氢氧化钠容液；还要将这盆天竺葵与周围环境隔开并且见光，可用玻璃钟罩（或白色塑料袋、支撑塑料袋的网、封闭塑料袋与地面间隙的细土或细沙）。
教师引导学生确定实验步骤：
参照“绿叶在光下制造有机物”的实验，提出下列问题要求学生思考：是否应将天竺葵放置黑暗处一昼夜？两盆天竺葵的对照因素是什么？怎样只给一盆天竺葵提供二氧化碳？怎样设置另一盆天竺葵使其周围环境没有二氧化碳？怎样知道植物进行了光合作用利用了二氧化碳？怎样知道植物没有二氧化碳不能进行光合作用（可分别检验两盆天竺葵叶片中有无淀粉产生）？
4 实施探究方案的方法
在实施探究方案的过程中，发现有以下几方面的问题：少数学生完全不会探究；部分学生不按照探究方案实施探究；部分学生对探究方案不熟悉，探究过程中出现步骤错误；在探究过程中不能正确使用仪器或进行某些细节操作。
如探究“馒头在口腔中的变化”时，用吸管吸取2 mL唾液或2 mL清水，由于没有提供小量筒，学生不能准确把握2 mL这个量；对使用馒头块的大小没有清晰的概念，不少学生使用的馒头块过大（塞了半只试管），因而通过探究不能得出正确结论；还有不能收集到足够实验用的唾液。
针对上述情况，笔者采取了下面的措施：实施探究前将探究方案设计完善；对设计好的方案要熟记在心，探究过程中严格按照设计好的方案实施探究；对探究过程中的操作细节要求学生多思考，教师可给予必要的示范和指导。教师应要求学生以严肃、科学、认真的态度对待探究活动，收集唾液、模拟探究动物保护色形成中扮演“捕食者”取小纸片时，如果没有端正的态度，就不能完成探究活动。
5 记录探究结果，处理结果，并得出结论的方法
记录探究结果时，有些学生没有得出预期结果，却急忙把其他学生的探究结果记录下来。针对这一问题，教师要强调学生以科学的实事求是的态度对待探究活动，观察到什么现象，得到什么数据，就如实地进行记录。然后对探究结果进行综合的分析、判断、推理，得出结论。
6 进行表达、交流、与反思的方法
得出结论后，各小组之间互相交流，比较结论与假设是否一致。若结论与假设一致，要求学生总结探究成功的经验；若结论与假设不一致，要求学生对探究方案的设计和实施探究的过程进行反思，找到探究失败的原因。
保证探究学习的有效性，强化提出问题环节的教学设计，是首要环节；但是教师不能忽略合理作出假设这个过程，这是探究活动不可缺少的一环；要特别重视探究方案的教学设计，这是探究活动成功的保障和基础；强调学生以科学的态度按照探究方案认真实施探究活动，这是探究成功的关键；实事求是地记录探究结果，综合进行分析结果是得出正确结论的前提；表达、交流与反思是提高探究能力不可缺少的重要过程。
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1 引导学生发现问题并提出问题
1.1 通过小组讨论提出问题
在教材中有些探究活动已经给出了问题，不需要学生提出问题，如探究“光对鼠妇生活的影响”；而大多数探究活动则需要学生自己提出问题，如探究“植物对空气湿度的影响”、“检测不同环境中的细菌和真菌”、“探究花生果实大小的差异”等。
对于后一类探究活动，教师启发引导学生提出有价值的问题进行探究，是探究活动能否顺利开展的首要环节。
教学中采取独立思考的方式让每一个学生提出要探究的问题比较困难，一个班只有少数学生能提出要探究的问题，有些学生提出的问题与探究活动的内容要求甚远。这是由于学生的基础不同、生活经验不同、阅历不同、智力不同等造成的。而教师采取分组（异质分组）讨论的方式则取得了较好的教学效果。如“检测不同环境中的细菌和真菌”这一探究活动，教材中的出现问题是：“不同环境中都有细菌和真菌吗？哪种环境中更多一些？哪种环境中更少一些？哪种环境中根本没有？”这只是问题的范围，而不是具体问题，需要学生进一步提出要探究的具体问题。在组织这一探究活动时，学生很少能独立提出具体问题，但是通过小组讨论后，每个小组都能提出要探究的具体问题：如用肥皂洗过的手和未用肥皂洗过的手哪只手上细菌多？树林中的空气和马路上的空气中哪里细菌多？开水中有没有细菌？……
1.2 通过创设情境，启发学生提出问题
一些探究活动通过创设情境，学生会更容易地提出要探究的问题。如探究“植物对空气湿度的影响”，教师可以让学生回忆炎热的夏季人们在树林中的感受（感觉比树林外面凉快），从而提出要探究的问题：“夏天，人在树林中感觉凉快与空气湿度有关吗？”
2 引导学生作出合理的假设
教师要引导学生找到作出假设的依据，并且这个依据是客观存在的，还要强调根据已有的知识进行合理假设。
如探究“种子萌发的环境条件”，要求学生根据下列事实进行假设：在不同季节播种小麦、玉米、棉花等种子，播种时土壤墒情不好要等下雨或浇水后再播种，播种前要松土。
3 设计探究方案的方法
设计探究方案是有效实施探究活动的基础环节。
3.1 改进教材提供的方案
有些探究活动虽然教材中提供了参考方案，但实际操作时需要对方案进行改进。如探究“光等鼠妇生活的影响”时玻璃板也可用透明薄膜代替；盒子中加湿土后应将湿土压平（这样做可防止鼠妇钻入疏松的湿土而影响鼠妇的运动，这一点教材未提到）。
3.2 小组合作设计探究方案
一些探究活动，教材中给出了较详细的提示，如探究“馒头在口腔中的变化”。这种类型的探究活动可通过小组合作的方式，要求学生自行设计出探究方案，包括需要的材料用具和实施探究的方法步骤。
3.3 通过教师的讲解、启发、引导，并和学生共同探讨设计探究方案
一些探究活动在教材中的提示很简单，学生根据提示设计出探究方案很困难，即使通过小组讨论也不能制定。这样的探究活动方案通过教师巧妙的讲解、启发、引导、帮助，学生就能设计出可操作的探究方案。
如探究“二氧化碳是光合作用必需的原料吗”这一活动，教材中仅提示了两方面：
① 氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳，本实验的其他材料用具可参照前面做过或课文中介绍的实验来确定；
② 保证实验只有二氧化碳一个变量，该怎样设计对照实验。
这个探究活动的方案在往年的教学中学生独立思考或小组讨论都不能完整地设计出来。按照下面的方法讲解，学生就可以设计出正确的探究方案。
教师引导学生选择实验材料和用具：
因为涉及光合作用，因而要有植物参与，参照前面做过的实验“绿叶在光下制造有机物”，可选择天竺葵为实验材料；因设置对照实验，所以应准备两盆天竺葵。检验植物是否进行光合作用时，要检验叶片中有无淀粉产生，要用到酒精、碘液、酒精灯、大小烧杯、石棉网、镊子、培养皿、清水、火柴。要除去一盆天竺葵生长环境中的二氧化碳，应有吸收二氧化碳的物质，可用氢氧化钠容液；还要将这盆天竺葵与周围环境隔开并且见光，可用玻璃钟罩（或白色塑料袋、支撑塑料袋的网、封闭塑料袋与地面间隙的细土或细沙）。
教师引导学生确定实验步骤：
参照“绿叶在光下制造有机物”的实验，提出下列问题要求学生思考：是否应将天竺葵放置黑暗处一昼夜？两盆天竺葵的对照因素是什么？怎样只给一盆天竺葵提供二氧化碳？怎样设置另一盆天竺葵使其周围环境没有二氧化碳？怎样知道植物进行了光合作用利用了二氧化碳？怎样知道植物没有二氧化碳不能进行光合作用（可分别检验两盆天竺葵叶片中有无淀粉产生）？
4 实施探究方案的方法
在实施探究方案的过程中，发现有以下几方面的问题：少数学生完全不会探究；部分学生不按照探究方案实施探究；部分学生对探究方案不熟悉，探究过程中出现步骤错误；在探究过程中不能正确使用仪器或进行某些细节操作。
如探究“馒头在口腔中的变化”时，用吸管吸取2 mL唾液或2 mL清水，由于没有提供小量筒，学生不能准确把握2 mL这个量；对使用馒头块的大小没有清晰的概念，不少学生使用的馒头块过大（塞了半只试管），因而通过探究不能得出正确结论；还有不能收集到足够实验用的唾液。
针对上述情况，笔者采取了下面的措施：实施探究前将探究方案设计完善；对设计好的方案要熟记在心，探究过程中严格按照设计好的方案实施探究；对探究过程中的操作细节要求学生多思考，教师可给予必要的示范和指导。教师应要求学生以严肃、科学、认真的态度对待探究活动，收集唾液、模拟探究动物保护色形成中扮演“捕食者”取小纸片时，如果没有端正的态度，就不能完成探究活动。
5 记录探究结果，处理结果，并得出结论的方法
记录探究结果时，有些学生没有得出预期结果，却急忙把其他学生的探究结果记录下来。针对这一问题，教师要强调学生以科学的实事求是的态度对待探究活动，观察到什么现象，得到什么数据，就如实地进行记录。然后对探究结果进行综合的分析、判断、推理，得出结论。
6 进行表达、交流、与反思的方法
得出结论后，各小组之间互相交流，比较结论与假设是否一致。若结论与假设一致，要求学生总结探究成功的经验；若结论与假设不一致，要求学生对探究方案的设计和实施探究的过程进行反思，找到探究失败的原因。
保证探究学习的有效性，强化提出问题环节的教学设计，是首要环节；但是教师不能忽略合理作出假设这个过程，这是探究活动不可缺少的一环；要特别重视探究方案的教学设计，这是探究活动成功的保障和基础；强调学生以科学的态度按照探究方案认真实施探究活动，这是探究成功的关键；实事求是地记录探究结果，综合进行分析结果是得出正确结论的前提；表达、交流与反思是提高探究能力不可缺少的重要过程。