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探究式教学是指在教师的指导下,学生主动参与到发现问题、解决问题的过程中,以培养其解决问题的能力的教学活动。它实质上是将科学研究领域的探究方法引入课堂,使学生通过类似科学家的探究过程理解科学探究的本质,培养科学探究能力的一种特殊的教学方法。它在新课改下的高中生物教学中具有非常重要的地位,但新课标下的教学现状并不容乐观,许多新课改的生物课堂陷入了这样的困惑,教师为了探究而采用探究的课堂形式、为了发问而采用问题的教学形式,学生则学习而不思考,思考而不疑问,疑问而不发问。笔者认为,实现真正的探究式高中生物教学要从以下几方面做起。
1 树立正确的教育教学观念
现在有些老师从内心并不接受“探究教学”模式,或是“探究教学”流于形式,根本原因还是因为教育教学观念没有得到根本转变。笔者曾在某学校的教学楼中看到过这样一幅条幅:“教学三年,为学生负责30年,为国家负责300年”,如陶行知所说:“在教师手里操着幼年人的命运,便操着民族和人类的命运。”教师的职责不仅在于教学生各种学问,更在于培养其爱好学问的兴趣,而且在这种兴趣充分增长起来的时候,教他以研究学问的方法,这才是让学生终身受益的真本领。
2 重视探究问题的设计,着眼学科思维的培养
探究式教学良好的教学效果是以较多的时间投入为代价的,所以,并不是所有的问题都适合探究,只有纲领性问题才能选择为探究问题。这些问题的探究对于培养学生分析问题、解决问题、综合思维、语言表达等各方面的能力都有很好的促进作用,对于帮助学生真正理解知识、消化知识、促进由感性认识到理性认识的飞跃有很好的促进作用,对于学生学习生物科学的兴趣形成有很好的促进作用。此外,探究问题的深度和广度还要与学生的现实的认知能力相匹配,必须适合学生的发展水平。学生经过问题的分析研究可以找到思路,经过资料的收集研讨可以找到答案,从而体会到发现的喜悦。也就是说,问题的答案不能唾手可得,把探究式教学异化成问答式教学,也不能使问题的答案“高不可攀”,使学生产生畏难情绪。比如,学习“动物的三大营养”一课时,就可以通过问题“为什么人吃牛肉不长牛肉”引起学生对蛋白质代谢的探究。这是一个学生普遍感兴趣的问题,而且不难将它分解成蛋白质的消化和氨基酸的代谢两个问题,甚至也会有探究小组将问题延伸到基因的表达,对于学生知识系统的构建有重要作用。
设置有效的问题情境。“探究教学”中成功问题的设置,不仅可以唤起和集中学生的注意力,激发好奇心和求知欲,使学生进入“心求同而未通,口欲言而未能”的境界。探究教学中,问题情境的设置应遵循以下四方面原则:
2.1 激趣性原则。激趣性原则是指老师将问题放在妙趣横生的情趣中,引发其学习兴趣,使得“要我学”向“我要学”和“我乐学”,“我会学”的方向转变。例如,在学习“氨基酸通过脱水缩合形成肽链”内容时,笔者把每个同学比作一个特定的氨基酸,左手是氨基,右手是羧基,双腿并拢是氢,每个人特有的脸是R基,然后找三位上台表演氨基酸脱水缩合过程,大家显得很兴奋,本来枯燥抽象的内容让大家倍感兴趣,同时形象地看到氨基酸排列顺序不同,肽链结构不同。
2.2 适度性原则。所谓适度性,是指老师提出的问题既要有一定的难度,又是学生经过努力可以解决的。前苏联著名心理学家维果茨基把人的发展水平分为两种:一是人们业已达到的发展水平,即人的“现有发展区”,二是正在形成而尚未形成的发展区,即“最近发展区”。正是这种潜在水平和现有水平的矛盾,成为推动人们身心发展的动力,因此,设计的问题只有适应学生的发展水平,才能激发学生思维的欲望和启动学生的思维,让学生“跳一跳就能摘到桃子”。
2.3 梯度性原则。梯度性原则是指教师对学生提出的问题应当是循序渐进,有层次,前后衔接,逐步深化的。一堂课问题的设置不应是孤立无序的一个问题接着一个问题,而是呈现着教学内容的逻辑顺序和学生认知能力的发展顺序的“问题连续体”。问题的设置既要由此及彼、由点到面的横向拓宽,又要由浅入深、由易到难的纵伸挖掘,让学生实现由不知到知、由浅知到深知、由少知到多知的转化。
2.4 整合小结,正确评价。所有知识点的探究结束,教师需要引导学生做本节内容的最后总结,必要时老师进行补充讲解,形成学生内在的知识网络和能力网络。在这个环节中,教师要切记不要讲得过满、过透,我们追求的实效课堂应该是带着问题走进来,带着新问题走出去,要给学生留下“缺口”,打开“窗口”。
3 改革高中生物学生实验,体现新课改精神
学生实验是高中生物教学的一个主要组成部分,它承担着培养学生生物科学基本技能的功能。在传统生物教学中,学生的实验活动如此简单,只要模仿老师或遵从试验手册就可以获得正确的结果。这样,虽然再现了科学家的操作过程,却未能体验科学家的创新思维过程。因此,教师有必要把验证性实验和演示性实验转变为探究式实验,使其满足如下三个原则:①实验手册或教学材料只提出问题和描述研究问题的方法,而不告诉学生实验的步骤和结果,这样能够让学生自己确定实验思路、设计实验步骤、发现他们事先不知道的关系。②教学材料可以提出问题,但是研究方法和结论可以是开放的,让学生们根据自己的实验结果做出判断。③最为开放的情况是,学生实验可以不限于教材或实验手册中指定的问题,而是自己提出要研究的问题,收集证据,根据他们自己的实验结果提出科学的解释。例如,在“观察被子植物花粉管萌发”的实验时,各个小组可以随意改造,将其转变为探究课题“探究硼对花粉管萌发的影响”,“探究温度对花粉管萌发的影响”,“探究氧对花粉管萌发的影响”,等等。
探究性实验需要学生自己去探索,在探究过程中会遇到各种各样的问题,他们需要去查找资料,需要去获取各种实验资源。这就要求我们选择探究性实验论题的时候,能够引导学生找出这些资料和资源,甚至明确地指出是哪本书或是哪个博物馆,以及如何获得实验需要的资源。当然,确认这些资源、资料并不是说在探究性实验中一定会用到它,但是我们选择探究性实验时需要同时兼顾资源的丰富性和易用性,使学生选择最好的资源。我们应通过确定和考虑大范围里的各类资料和资源,让学生在不同的环境、不同的场所中都能够进行探究。
探究性实验论题要与学科内的知识以及其他学科有密切的联系,与学生课堂外的生活有密切的联系。我们使用这些联系来帮助学生理解论题里的关键概念及其重要性。如“对白色污染的调查和处理办法”实验论题的选择,不仅考虑到与学生生活有着密切的关系,而且涉及生物学中的生态学知识及一定的化学知识。
探究性实验要充分考虑实验的难度和实验需要的时间。选择探究性实验的目的是要提高学生学习生物的兴趣和积极性。如果我们选择探究性实验的论题,需要学生花太长的时间去观察和实验,学生容易失去耐心,挫伤学生对实验的兴趣。难度过大的实验,让学生无法完成,容易让学生失去信心,挫伤学生学习生物的积极性。
1 树立正确的教育教学观念
现在有些老师从内心并不接受“探究教学”模式,或是“探究教学”流于形式,根本原因还是因为教育教学观念没有得到根本转变。笔者曾在某学校的教学楼中看到过这样一幅条幅:“教学三年,为学生负责30年,为国家负责300年”,如陶行知所说:“在教师手里操着幼年人的命运,便操着民族和人类的命运。”教师的职责不仅在于教学生各种学问,更在于培养其爱好学问的兴趣,而且在这种兴趣充分增长起来的时候,教他以研究学问的方法,这才是让学生终身受益的真本领。
2 重视探究问题的设计,着眼学科思维的培养
探究式教学良好的教学效果是以较多的时间投入为代价的,所以,并不是所有的问题都适合探究,只有纲领性问题才能选择为探究问题。这些问题的探究对于培养学生分析问题、解决问题、综合思维、语言表达等各方面的能力都有很好的促进作用,对于帮助学生真正理解知识、消化知识、促进由感性认识到理性认识的飞跃有很好的促进作用,对于学生学习生物科学的兴趣形成有很好的促进作用。此外,探究问题的深度和广度还要与学生的现实的认知能力相匹配,必须适合学生的发展水平。学生经过问题的分析研究可以找到思路,经过资料的收集研讨可以找到答案,从而体会到发现的喜悦。也就是说,问题的答案不能唾手可得,把探究式教学异化成问答式教学,也不能使问题的答案“高不可攀”,使学生产生畏难情绪。比如,学习“动物的三大营养”一课时,就可以通过问题“为什么人吃牛肉不长牛肉”引起学生对蛋白质代谢的探究。这是一个学生普遍感兴趣的问题,而且不难将它分解成蛋白质的消化和氨基酸的代谢两个问题,甚至也会有探究小组将问题延伸到基因的表达,对于学生知识系统的构建有重要作用。
设置有效的问题情境。“探究教学”中成功问题的设置,不仅可以唤起和集中学生的注意力,激发好奇心和求知欲,使学生进入“心求同而未通,口欲言而未能”的境界。探究教学中,问题情境的设置应遵循以下四方面原则:
2.1 激趣性原则。激趣性原则是指老师将问题放在妙趣横生的情趣中,引发其学习兴趣,使得“要我学”向“我要学”和“我乐学”,“我会学”的方向转变。例如,在学习“氨基酸通过脱水缩合形成肽链”内容时,笔者把每个同学比作一个特定的氨基酸,左手是氨基,右手是羧基,双腿并拢是氢,每个人特有的脸是R基,然后找三位上台表演氨基酸脱水缩合过程,大家显得很兴奋,本来枯燥抽象的内容让大家倍感兴趣,同时形象地看到氨基酸排列顺序不同,肽链结构不同。
2.2 适度性原则。所谓适度性,是指老师提出的问题既要有一定的难度,又是学生经过努力可以解决的。前苏联著名心理学家维果茨基把人的发展水平分为两种:一是人们业已达到的发展水平,即人的“现有发展区”,二是正在形成而尚未形成的发展区,即“最近发展区”。正是这种潜在水平和现有水平的矛盾,成为推动人们身心发展的动力,因此,设计的问题只有适应学生的发展水平,才能激发学生思维的欲望和启动学生的思维,让学生“跳一跳就能摘到桃子”。
2.3 梯度性原则。梯度性原则是指教师对学生提出的问题应当是循序渐进,有层次,前后衔接,逐步深化的。一堂课问题的设置不应是孤立无序的一个问题接着一个问题,而是呈现着教学内容的逻辑顺序和学生认知能力的发展顺序的“问题连续体”。问题的设置既要由此及彼、由点到面的横向拓宽,又要由浅入深、由易到难的纵伸挖掘,让学生实现由不知到知、由浅知到深知、由少知到多知的转化。
2.4 整合小结,正确评价。所有知识点的探究结束,教师需要引导学生做本节内容的最后总结,必要时老师进行补充讲解,形成学生内在的知识网络和能力网络。在这个环节中,教师要切记不要讲得过满、过透,我们追求的实效课堂应该是带着问题走进来,带着新问题走出去,要给学生留下“缺口”,打开“窗口”。
3 改革高中生物学生实验,体现新课改精神
学生实验是高中生物教学的一个主要组成部分,它承担着培养学生生物科学基本技能的功能。在传统生物教学中,学生的实验活动如此简单,只要模仿老师或遵从试验手册就可以获得正确的结果。这样,虽然再现了科学家的操作过程,却未能体验科学家的创新思维过程。因此,教师有必要把验证性实验和演示性实验转变为探究式实验,使其满足如下三个原则:①实验手册或教学材料只提出问题和描述研究问题的方法,而不告诉学生实验的步骤和结果,这样能够让学生自己确定实验思路、设计实验步骤、发现他们事先不知道的关系。②教学材料可以提出问题,但是研究方法和结论可以是开放的,让学生们根据自己的实验结果做出判断。③最为开放的情况是,学生实验可以不限于教材或实验手册中指定的问题,而是自己提出要研究的问题,收集证据,根据他们自己的实验结果提出科学的解释。例如,在“观察被子植物花粉管萌发”的实验时,各个小组可以随意改造,将其转变为探究课题“探究硼对花粉管萌发的影响”,“探究温度对花粉管萌发的影响”,“探究氧对花粉管萌发的影响”,等等。
探究性实验需要学生自己去探索,在探究过程中会遇到各种各样的问题,他们需要去查找资料,需要去获取各种实验资源。这就要求我们选择探究性实验论题的时候,能够引导学生找出这些资料和资源,甚至明确地指出是哪本书或是哪个博物馆,以及如何获得实验需要的资源。当然,确认这些资源、资料并不是说在探究性实验中一定会用到它,但是我们选择探究性实验时需要同时兼顾资源的丰富性和易用性,使学生选择最好的资源。我们应通过确定和考虑大范围里的各类资料和资源,让学生在不同的环境、不同的场所中都能够进行探究。
探究性实验论题要与学科内的知识以及其他学科有密切的联系,与学生课堂外的生活有密切的联系。我们使用这些联系来帮助学生理解论题里的关键概念及其重要性。如“对白色污染的调查和处理办法”实验论题的选择,不仅考虑到与学生生活有着密切的关系,而且涉及生物学中的生态学知识及一定的化学知识。
探究性实验要充分考虑实验的难度和实验需要的时间。选择探究性实验的目的是要提高学生学习生物的兴趣和积极性。如果我们选择探究性实验的论题,需要学生花太长的时间去观察和实验,学生容易失去耐心,挫伤学生对实验的兴趣。难度过大的实验,让学生无法完成,容易让学生失去信心,挫伤学生学习生物的积极性。