重视探究式教学 促进学生自主发展

广州市南武中学   李玉红

 

摘要:伴随着新一轮的基础教育课程改革在全国的启动,新课程理念下教师必须思考,如何通过教学理念和学习方式的变革,促进每一个学生自主发展。生物科学作为由众多生物学事实和理论组成的知识体系,是在人们不断探究的过程中逐步发展起来的。探究也是学生认识生命世界、学习生物课程的有效方法之一,也是促进学生自主学习、主动发展的有效途径。笔者的做法是通过课堂的探究式教学,培养学生问题的意识,在此基础上创设自主学习氛围,提高学生探究的兴趣,然后设计实验阶梯,为自主探究活动创设条件,促进学生的自主发展。

 

关键词:科学探究   探究式教学   自主发展

 

科学探究有两重含义,一是指一种科研活动,是科学家们研究自然界和科学规律时所进行的科学研究活动,第二是指一种学习方法,把科学探究引入到学科教学和学生的学习过程中,是学生在自主学习、自主探究中获得一种新知的学习体验。生物学是一门基于实验的自然科学,生物的所有规律、知识都是通过实验、科学探究得出,科学探究是生物学的研究方法,用科学探究的方法进行教学,符合生物学的规律,同时,也打破了以教师为中心的灌输式教学的模式,有利于培养学生的科学素养和主动学习,主动发展的能力。

探究式教学是指教学过程是在老师的启发诱导下,以学生独立自主学习和合作讨论为前提,以现行教材为基本探究内容,以学生周围世界和生活实际为参照对象,为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会,让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑的尝试活动,将自己所学的知识应用到解决问题、获得新知的一种教学形式。

 

一、探究式教学的案例及分析

下面以“新陈代谢与酶”的教学为例,说明在组织教学中,如何通过探究式教学,提高学生的综合素质,促进学生的自主学习和主动发展。

1、温故知新,培养学生的问题意识

学习是经验的重新组织和重新解释的过程。如何能够从旧的知识中让学生发现新的问题并探究这些问题?是对学生创新意识培养的一个重要环节。教师可以通过下列问题来启发引导学生开展思维的探究:

设问1:“生物的最基本的特征是什么?”让学生复习旧知识,回顾新陈代谢的概念,学生的记忆力挺强,一下子就回答出新陈代谢的概念:生物体不断地从外界摄取营养物质,经过一系列化学反应,将这些物质合成自身的组成成分,储存能量;同时又将自身的一部分物质加以分解,排出代谢产物,释放能量,从而使生物体不断地自我更新,生物能生长、发育、遗传和变异。

设问2:“新陈代谢是活细胞内全部有序的化学变化的总称,这个定义是否正确?”同学们一下子愣住了,不知如何回答。教师接着引导学生从宏观到微观,从个体水平到细胞水平分析:在细胞内既进行物质合成,又进行物质分解,同时伴随着能量的储存和释放,这些化学变化就是新陈代谢,因此从细胞这个微观角度讲,新陈代谢就是活细胞内全部有序的化学变化的总称。例如在人体细胞内,每分钟大约要发生几百万次这样的化学反应。同学们发现旧概念是从生物个体的角度去进行描述,而老师提出的概念是从细胞的水平上阐述。

然后启发学生要培养自己的问题意识,平时注意换个角度看问题,凡事多问几个为什么。

 

2、创设自主学习氛围,提高探究学习兴趣

普通高中生物课程标准提出要注重生物科学史的学习,引导学生对科学家通过实验探究生物知识的历史进行回顾,让他们去重温科学家发现科学真理的过程。从而体会科学家们对科学研究的一丝不苟和孜孜不倦的精神、严谨的科学态度,以及严谨的科学思维方式。

本节的内容“酶的发现史”,课前由学生自主收集资料,课堂上分两个小组的同学汇报“酶被发现”的大致历程,主要是从典型科学实验、酶在生产实践中运用的历史两方面进行汇报,一方面培养学生收集和处理生物学信息的能力,同时也创设了学生自主学习的氛围,提高了学生的探究学习兴趣。然后老师进行问题导学:

1773年意大利科学家斯巴兰让尼所设计的实验,其巧妙之处在哪里?引导学生理解斯巴兰让尼所设计的实验中假设是什么?推论是什么?他是怎样进行设计实验方案?深入思考科学家的研究思维过程,从中学习科学探究的一般方法,认识到学会探究方法对正确进行探究活动的重要作用。

 

3、设计实验阶梯,为探究活动创设条件

在课堂上的学生探究活动是在老师引导下,从学生已有的知识和能力的基础上出发,设立一定的台阶,逐步过渡到未知的教学活动。设立一定的阶梯,让学生明确探究的任务和方法,能为学生探究活动的顺利进行创设条件。老师的引导之一是传授方法,让学生了解如何设计实验方案,即了解实验方案包括的内容、设计实验的一般程序和遵循的原则,掌握对照实验设计的方法和技巧、实验器材的选定、实验结果的预测、实验结果观察等。在本节课中,笔者设计了三步阶梯:

首先是生物小组的同学展示实验方案和实验结果,引导学生观察思考(附实验方案)

将淀粉加入液态的琼脂中,混合后注入个培养皿中,并如下表表示加入几种物质,在37摄氏度的恒温箱处理24小时,分析小列现象

试验装置

淀粉加液态琼脂培养皿(A)

淀粉加液态琼脂培养皿(B)

淀粉加液态琼脂培养皿©

淀粉加液态琼脂培养皿(D)

淀粉加液态琼脂培养皿(E)

淀粉加液态琼脂培养皿(F)

添加物质

唾液加盐酸

煮沸的唾液

唾液

唾液加氢氧化钠

蔗糖酶

零度的唾液

碘液处理后的的反应

变蓝色

变蓝色

不变蓝色

变蓝色

变蓝色

变蓝色

结论

 

 

 

 

 

 

通过分析实验结果,引导学生发现对照组实验的设计方法。最后由学生自己总结出酶的专一性和催化性的特点,以及影响酶活性因素有温度和pH值等。同学们对酶的知识的获得是由学生自主探究得到,给学生们留下深刻的印象,符合学生由感性到理性的认知规律

第二步是由学生自主设计探究实验方案并实施

该环节是让学生学会设计探究试验方案,特别是学会对照实验的设计原则。

老师给出探究任务,“探究酶和无机催化剂的催化作用,比较哪个的催化效率更高?”由于实验原理比较复杂,又是学生第一次进行探究实验设计,为了让学生少走弯路,尽快实现目标,老师课前给出以下的资料:

资料H2O2在体外可被无机催化剂FeCl3分解为H2002;在体内可被H202酶分解为H2002

资料二:H2O2酶可从动植物体内获得——新鲜动物的肝脏或新鲜的马铃薯;

资料三:每滴FeCl3溶液中的Fe离子数大约是肝脏研磨液中H202酶分子数的25万倍;

学生通过分析资料提出假设、做出推论、自主地进行设计实验方案、实施实验。由于有前面的铺垫,这个内容的实验设计不会太难,同学们进行简单的方案交流后转入实验环节,老师一边进行巡视,发现问题时,和学生讨论解决。实验结束后进行分析和讨论的环节,老师让学生提出实施实验时遇到的问题,也把巡视时发现的问题提出,让学生讨论,例如:有学生提出:“我在两只试管内分别滴加两滴FeCl3溶液和含H202酶的肝脏研磨液,加入含H202酶的肝脏研磨液的试管反应速度快,若在两只试管内分别滴加十滴FeCl3溶液和含H202酶的肝脏研磨液,他们反应速度会有差别吗?”也有学生提出:“试管口塞棉花和不塞棉花的结果是一样的,因为氧气比空气重,还有必要塞棉花吗?”“老师,我发现汲取含H202酶的肝脏研磨液时在下层吸取的效果更好,为什么?”老师对提出问题的学生进行大力的表扬,充分肯定他们的严谨的思维方式和敏锐的观察力,同时鼓励大家共同研讨解决问题。

第三步是鼓励学生对实验提出新的设想,培养创新意识

教会学生一些基本的实验研究方法,然后让他们自己去主动查找资料,弄清实验原理,大胆设想,选择合适的实验材料和实验方法,为他们创造条件去探索,实施他们想要做的实验,培养创新意识。

老师鼓励学生设计其他实验,同学们经过讨论,提出可以对以下的问题进行探究“探究酶的催化作用的高效性和专一性;探究低温对酶的活性的影响;探究H2O2酶的最适温度;设计实验探究低温和高温对酶的活性的影响;探究H2O2酶的pH值”。老师建议按照以下的方法进行:(1)以小组为单位选择一个探究题目进行讨论,然后派代表说出本小组的探究方案和设想。(2)同学们讨论其他小组的方案,并进行评价。

对探究方案的评价,老师引导学生们考虑以下的几个原则:科学性原则、可操作性原则和严谨性原则,给学生的互相评价以正确的导向。通过学生的交流和评价,能使学生思维快速发散,同时又使信息得到瞬间集中,不仅使学生相互启发,相互弥补知识的缺陷,还能最大限度的调动每个学生的思维潜能,学会互相欣赏,互相学习。

 

二、教学反思

1、探究性课堂教学通过给学生创设参与体验知识发生过程的情景,实现对知识的有效构建

在传统的知识信念支配下,教学始终是从外部向学生灌输明确的知识,学生作为知识的容器始终无法将知识转变为自己的理智力量,因此也就无法从根本上导向对知识的发现与创新。而学习总是和一定的“情境”联系在一起,在实际情境下进行学习,可以使学习者能够利用自已原有认知结构中的有关经验去同化当前学习到的新知识,从而赋予新知识以某种意义,学生对生物学知识中属间接经验部分内容的学习理解,是一个感性认识和理性认识相结合的过程,只有凭借已有的生活体验和获得必要的感性知识才能实现。学习过程中的学生与情境的交互作用就是一种体验过程,参与是获得体验的前提。教学过程创设条件,提供多种机会让学生积极参与。本节教材内容中,通过对“酶的催化作用与无机催化剂的催化作用,比较哪个的催化效率更高?”实验,让学生增强对酶的催化作用的感性认识,进而促进学生对酶的特性的认识和理解。我在教学中选择了理论学习与实验相结台的教学方式,每个实验小组成员都要动手做检验实验,实验小组成员间合作交流完成实验报告,通过对实验结果的观察、对比、分析,使学生获得有利于掌握课程理性知识的感性认识,帮助学生理解本来不易掌握的知识,同时提高学生的学习兴趣,从而使学生的知识与技能在学习过程中得到同步提高,实现对知识的有效建构。

 

2、探究性课堂教学过程给学生创设通过探究发现和解决问题的情境,促进学生自主发展,成为学习的主体

建构主义的学习理论强调教学过程应以学生为中心。不但要求学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象转变为信息加工的主体、知识意义的主动建构者,而且要求教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义的帮助者、促进者。在课堂里教师引导学生对所学内容进行深入地思考,为学生创设通过探究发现和提出学习过程所关注的问题的时间和空问,尽量使学生投入到自己发现问题或深化探究问题的活动中去,让学生在质疑与探究过程中提高运用知识解抉问题的能力。鼓励学生运用前面的实验方法去进行探索,对学生提出的其他实验方法在条件许可的情况下给予其自主探索的自由,例如“探究酶的催化作用的高效性和专一性;设计实验探究低温对酶的活性的影响;设计实验探究H2O2酶的最适温度;设计实验探究低温和高温对酶的活性的影响;探究H2O2酶的适pH值”,指导学生对实验结果进行预测,如对探究低温和高温对酶的活性的影响”中的把经过低温和高温的酶再放回适宜的温度下,催化作用是否相同等问题,进行预测,引导学生从不同的层面和角度进行分析,从而使学生对学习的内容有更深刻的理解和认识,以培养学生良好的思维品质,提高学生的兴趣,促进学生自主发展。

在教学中,教师提出对学生有意义的、有针对性的问题能够丰富学生的探究活动,但所提问题不能是深不可测的,学生必须掌握解决问题的基本知识和步骤,所提问题必须适合学生的发展水平,学生才会有兴趣。

    随着教育改革的不断深入,探究式教学将逐渐成为教学的主流。教师要发扬与时俱进、勇于创新的精神,将探究式教学深入开展下去,为学生的主动发展和祖国的繁荣富强打下坚实的基础,获得教育、教学成果的双丰收。

 

 

    参考文献

1、中华人民共和国教育部.《普通高中生物课程标准》北京:人民教育出版.2003,4.

2、教育部基础教育司、 教育部师范教育司《普通高中新课程研修手册 新课程的理念与创新》北京:高等教育出版社 2004

3、沈祁《例谈生物课堂教学的空间》