面向全體學生,提高生物科學素養(yǎng),倡導探究性學習,是我們教育的新理念。
新編高中生物教材中,每一節(jié)的開頭都設置了“問題探討”及相關圖表,另外,教材中還設置了許多有關科學家對某些生物研究課題的接力探索過程的有關資料,這說明教材對學生學習的自主性、探究性非常重視,這也符合青少年學生的精神需要。施瓦布對探究性學習是這樣定義的,他認為:“兒童通過自主地參與獲得知識的過程,掌握自然所必須的探究能力;同時形成認識自然的基礎——科學概念,進而培養(yǎng)探究未知世界的積極態(tài)度?!蔽覀兛梢詮闹锌闯?,探究性學習活動是一個自主的過程,它包括知識的獲得、能力的培養(yǎng)、認知的建構和情意的發(fā)展。
在生物教學中開展探究性學習,不但要使學生獲得科學知識,更要注重探究的過程和處理信息的科學方法,并致力于培養(yǎng)他們探究合作的科學精神和一絲不茍的科學態(tài)度。探究又是學生獲得科學知識,形成科學觀念,掌握科學本領的一種重要途徑和方法。一、 探究性學習與接受性學習的關系
主動探究是人的天性,人們一次次地遇到不解的現(xiàn)象,內心失去平衡從而努力恢復平衡,而這正是其知識結構不斷建構和豐富的最自然的過程,因此,人認識事物的過程,從本質上就是一個不斷探究的過程。
由于科學探究活動能使學生主動獲取生物科學知識,體驗科學過程與方法,有助于形成一定的科學探究能力、科學態(tài)度、情感與價值觀,這使探究性學習在教學方式上具有無比的優(yōu)越性。
但是,不可能每個人所有知識的獲得與建構都來自于自主探究的,這樣的話,那人類幾千年文化文明的沉淀與累積又有何用呢?以獲得間接知識經(jīng)驗的接受性學習與以自主性為主要特點的探究性學習之間是既有區(qū)別又有聯(lián)系的。
接受性學習在積累間接經(jīng)驗、傳遞系統(tǒng)的科學知識方面其效率之高,是其他方法無法比擬的,也是學生接受知識的主要途徑。它把獲得知識作為目的,把知識的價值定位在知識的積累和應用上;而探究性學習既把知識的獲得作為目的,又把知識的獲取過程作為一種載體或媒介,使學生通過知識的學習過程,在能力、方法、態(tài)度、情感、意志等方面都得到全面的體驗和發(fā)展,具有智力價值和情意價值。
探究性學習是現(xiàn)代教育的本質需要,而接受性學習是探究性學習的基礎和前提。在生物教學中,教師應根據(jù)實際情況,精選學生終身學習必備的基礎知識和技能,強調在科學知識的積累與科學探究過程、方法的掌握之間要保持必要的平衡。
在傳統(tǒng)的教學中,較多地采用了接受性學習,而忽視探究性學習,現(xiàn)在我們強調探究性學習也并非貶低接受性學習的價值,我們反對和著力改革的是被動的、機械的、無意義的、生搬硬套的接受性學習,應把它轉變?yōu)橐詫W生為主體的積極主動的,有意義的新的學習形式,在探究性與接受性學習之間尋找最佳結合點,形成新教學環(huán)境下的學習模式。這樣就能更好地體現(xiàn)出教師的價值引導與學生的自主建構相結合的新的教學理念。二、在新的教學理念下,探究性學習的特點
1、具有主動性和自主性的特點。主要表現(xiàn)在學生有積極主動地學習的自覺心理,能主動地去探討、嘗試、謀求自身創(chuàng)造潛能的充分發(fā)揮,同時能對自己的學習過程自主地做出安排、監(jiān)控和調節(jié)。
在教學過程中,教師要激發(fā)學生的學習興趣,創(chuàng)設和諧、民主的情景,幫助學生建立起自信的信念,培養(yǎng)其良好的個性心理品質(如理想、動機、興趣、意志、價值觀等)使學習成為學生的一種內在需要和自身發(fā)展的動力。
2、具有探究性和探索性的特點。新教學理念下的探究性學習,主要是讓學生經(jīng)歷一些類似于科學家研究生物課題的情景過程,從中學習科學探究的方法和思想,體驗科學探究的樂趣,從而獲得能力和發(fā)展。探索性是在探究性學習的基礎上,對自己感興趣的知識進行更深層次的探求。讓學生在主動探究中得到自主發(fā)展,實現(xiàn)自主建構,是現(xiàn)代教學的新理念。現(xiàn)行生物教科書中,設置了一些探究性的課題,對學生的自主探究能力的培養(yǎng)具有很大的幫助。
3、具有質疑和體驗相結特點。質疑是思維的導火線,是學習的內驅力,是創(chuàng)新的基石,它可以使學生的求知欲由潛伏狀態(tài)轉入被激活狀態(tài)。而以質疑為動力的探究性實踐活動,在學生知識的建構與運用,技能的形成、鞏固與熟練,經(jīng)驗的豐富和提升,情感與價值觀的豐富與完美等過程中是一種很好的體驗和鍛煉。生物教學中,教師要善于創(chuàng)設問題情景,為學生提供豐富的思考與解決問題的素材,引導學生關注現(xiàn)實社會,切入生活實際,積極參與探究性實踐活動,實現(xiàn)理論與實踐相結合的體驗?,F(xiàn)行生物教材中,設置了大量的“與生活的聯(lián)系”內容,正體現(xiàn)著這一特點。三、新的教學理念下,學生探究性學習的培養(yǎng)
新教學理念下的學習必須盡可能地體現(xiàn)出自主性,探究性和問題與實踐結合的特點,因而,在教學中,我們應從以下幾個方面來進行引導。1、創(chuàng)設問題情景,激發(fā)探究欲望。生物教學中,把學生要學習的內容巧妙地轉化為問題情景,使教學信息更富有新奇性,從而激發(fā)學生原有知識經(jīng)驗,使原有的生物認知結構與要探究的知識發(fā)生整合,能極大地激發(fā)學生的探究動機和興趣。常采用的創(chuàng)設問題情景的途徑可以有:利用生物實驗創(chuàng)設問題情景。如要檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質三大營養(yǎng)物質的含量的實驗中,實驗材料有蘋果、梨、馬鈴薯、花生種子、豆?jié){、鮮肝(豬肝)等。檢測前,老師先引導學生思考:請憑你們的感覺經(jīng)驗預測各種實驗材料中三大營養(yǎng)物質含量的多少?并做出記錄。有的認為蘋果、梨、豆?jié){是甜的,糖的含量較多,馬鈴薯、豬肝做菜用的蛋白質的含量較多,花生種子脂肪較多等等各種預測都有。接著,讓學生按實驗原理進行檢測,并記錄結果。之后進行比較、討論、引導得出結論。通過上述探究,使學生原有認知與探究結論整合后,老師可繼續(xù)創(chuàng)設問題情景:如何檢測其它的食物?你如何選擇所需要的食物?使學生的學習與生活更加貼近,更能激起探究的動機和興趣。此外,還可以通過新舊知識的矛盾創(chuàng)設問題情景;可從生物知識在生活、社會的實際應用中創(chuàng)設問題情景;可通過例題習題創(chuàng)設問題情景等等。
在探究性學習中,教師應注意對學生進行探究方法指導,避免問題過難或過于平淡缺乏挑戰(zhàn)性而失去探究興趣。探究結束時,教師還應引導學生得出合理的結論,確保學生對生物概念、原理或規(guī)律的真正獲得,使結論變得更穩(wěn)妥、明了,更具概括性與系統(tǒng)性。2、將有關教學內容設計成探究性課題,培養(yǎng)探究能力
在教學中,穿插探究性學習,將一些教學內容以探究性課題的形式展現(xiàn)給學生,讓他們主動地思考與探究,從中體驗科學探究的思想、過程或方法。如“植物生長激素的發(fā)現(xiàn)”的課題。教師可借助多媒體動畫設計一組對比實驗:把燕麥胚芽鞘分別放在均勻受光、單側光和完全不見光的三種環(huán)境中,要求學生預測這三組燕麥胚芽鞘的生長情況(學生很容易錯誤地認為:第一組直立生長;第二組向光生長;第三組不生長)。之后,教師通過多媒體展示出實驗過程及結果分別為:直立生長;向光生長;直立生長。接著引導學生分析三種情況下的相同點(都生長)與不同點(直立或彎曲生長)。這時學生都表現(xiàn)出濃厚的興趣和求知欲,老師就要不失時機地提出探究的新問題:胚芽鞘生長的部位到底在哪里呢?經(jīng)過討論,得出結論:生長的部位在尖端下面的一段。繼而學生很自然地又想到了下一個探究問題:尖端與胚芽鞘的生長究竟有什么關系呢?學生閱讀了有關的資料,并結合多媒體的動畫,最后得出結論:是由于胚芽鞘尖端合成的生長素在起作用的原因。
教學中,我們可以將一些能建立起廣泛聯(lián)系且遷移性較強的生物知識,或在生產(chǎn)生活實際中具有廣泛應用價值的知識,對學生能力的發(fā)展和情感的培養(yǎng)具有較高價值的知識等等,設計成探究性課題,這對學生的探究能力的培養(yǎng)將有很大的幫助。3、提供探究線索,指導探究方法
教師作為教學活動的組織者、引導者和合作者,除了盡量為學生提供充分從事思維活動的機會和空間外,還應進行探究線索和方法的指導,提高探究性思維和能力,減少盲目性。
美國著名的教育心理學家奧蘇伯爾的認知結構遷移理論中的“先行組織者”策略,對提高學生探究性思維的能力具有很大的作用?!跋刃薪M織者”是指一種先于學習任本身呈現(xiàn)的一種引導性材料(它可以是比學習任務本身有更高的概括性和綜合性的概念或原理等),以學習者易懂的或已經(jīng)接受的面貌出現(xiàn),是新舊知識的橋梁。它可幫助學習者用舊知識去同化新知識,實現(xiàn)由“組織者”向新知識的遷移。
例如:在教學“細胞的吸水與失水”時,我先通過如下的簡易實驗作為“先行組織者”:把兩蘿卜切斷并分別在斷面下掏出錐形空腔,然后往兩個蘿卜的空腔中分別注滿清水和濃鹽水,靜置。此時,我先讓學生預測兩個蘿卜中水位的變化情況。有的說變化不大,有的說水位都降低,有的說可能蘿卜吸收了無機鹽,使鹽水位降低,說法不一。由于跟生活很貼近,同學們的興趣很濃,甚至爭論的很激昂。10分鐘后,看看實驗結果,同學們驚奇地發(fā)現(xiàn):加濃鹽水的水位升高,而加清水的水位卻降低了!為什么?我不失時機地結合生活中腌制蘿卜、果脯情況引導同學探究,并得出結論是:水分沿著與溶液濃度梯度相反的方向移動,由于蘿卜內液濃度高于清水,水分進入蘿卜內而使清水水位降低;蘿卜內液濃度低于濃鹽水,水分就由蘿卜內流向鹽水,使鹽水水位升高。根據(jù)這一原理,我再提出“細胞是如何吸水和失水?”的新探究問題,經(jīng)過對比,學生很快就找到問題的實質:水分子可以自由地通過原生質層,且逆著溶液濃度梯度的方向移動。這樣就實現(xiàn)了由“組織者”——蘿卜吸水和失水原理,向新知識——細胞吸水與失水的原理的遷移。
4、加強生物實驗的指導,延伸探究性學習的廣度學生親自動手完成的實驗是訓練學生實驗操作技能,提高實驗探究能力的主要途徑。教師可以根據(jù)學校的條件和教學實際情況,把一些演示實驗改為學生探索性實驗,或補充一些探究性、開放性實驗,強調學生把解決問題當作是一個探究的過程,而不是一個知識的簡單運用過程。這有利于培養(yǎng)學生進行以實驗探究為主的研究性學習的能力。
5、應用知識體系的規(guī)律性,指導學生的探究性學習,簡化認知過程,完善自主建構用探究的方法掌握了“典型”的性質或原理之后,可引導學生進一步揭示出類似的“一般規(guī)律”,進而應用規(guī)律指導新一輪的探究,達到觸類旁通的目的。例如通過“先行組織者”理論得出細胞吸水與失水的一般規(guī)律:水分子可以自由地透過原生質層,沿逆著細胞液濃度梯度的方向移動。再應用這一規(guī)律指導學生更進一層的探究:如植物所需水分主要是由根部從土壤中吸收來的,而生長在原始森林中的巨杉,有的高達100多米,那它是如何吸水的呢?給農作物施肥時,為什么會出現(xiàn)“燒苗”現(xiàn)象呢?這樣通過探究極大地拓展了學生的視野,且使學生對科學探究的情感態(tài)度和價值觀得以提升和完善,實現(xiàn)意義建構。
探究性學習是學生在一定的情感,意志和價值觀的驅駛下,帶著質疑或興趣,主動地去探討、分析和解決問題,并從實踐中得到體驗的學習活動。它既符合中學生的認知特點和心理活動規(guī)律,又蘊涵著現(xiàn)代教學的新理念。生物教學中,教師應盡可能多地為學生創(chuàng)造探究的機會,放手讓學生去做,使學生學會在復雜環(huán)境中運用探究科學的態(tài)度去認識、發(fā)現(xiàn)、體驗和創(chuàng)造,以適應未來社會的發(fā)展和終身學習的需要獲得可持續(xù)發(fā)展的堅實基礎。