高中生物學理論探究教學的實踐

摘 要 在文獻研究、問卷調查的基礎上提出了高中生物理論探究教學的研究問題，闡述了理論探究教學的內容選擇及其提高理論探究教學效率的策略，研究表明理論探究教學對于長期困擾教學的傳統知識與能力的錯位及如何在教學中發展學生的能力問題，將是一個實際的解決措施。

關鍵詞 理論探究 生物學教學 實踐研究

中圖分類號 G633．91

文獻標識碼 B

筆者發現：探究教學不一定非得通過實驗才能進行，教師只要在對某些生物學規律和科學發展史等理論知識的教學過程中同樣滲透探究思想，通過一系列問題情景的創設，引導學生以探究的思維方式研究它，就能使學生感悟這些知識的產生和發展的過程，從而有利于學生對知識的深刻把握和各種能力的培養，能夠使學生的認知結構更趨于合理化和系統化，能夠彌補傳統的講授法常常出現的能力與知識分離的不足。

理論探究教學還沒有非常明確的概念界定，筆者在文中提出的“理論探究教學”，是針對“實驗探究教學”而言的。故筆者將“理論探究教學”界定為：教學過程是在教師的啟發誘導下，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，以現行教材中的有關概念、規律以及有關生物科學發展史為基本探究內容，為學生提供充分自由表達、質疑、探究、討論問題的機會，讓學生理解概念、規律等科學知識的產生、發展過程的教學活動。它強調以教材中的問題為中心，以學生的經驗為基礎(包括直接經驗和間接經驗)，以學生的自主探究為主要形式。

1 實施高中生物學理論探究教學的必要性

1．1 探究教學困難重重

筆者通過問卷調查發現學生從小學到初中，已經習慣了“教師講、學生聽”的模式，學生在生物學習中主體性嚴重缺失，如何激發學生學習生物和參與探究的興趣，需要教師做大量的、耐心的、艱苦細致的工作，為此，教師所付出的時間和精力遠大于傳統教學。筆者通過與一些一線高中生物教師的訪談，了解到他們在教學過程中都曾嘗試過探究教學，但目前的教學成果評價標準、評價制度、目前的高考模式、課時安排，使他們更青睞講授法。實踐中筆者發現探究教學實施的最大障礙來源于升學的壓力，社會、家長乃至學校都以學生的考試成績為衡量教學質量好壞的重要標準，這嚴重阻礙了探究教學的實施。因此中學探究教學的開展困難重重。

1．2課堂教學方法亟需改進

盡管傳統的講授法不能充分調動學生學習的主體性，直接影響到學生學習生物的興趣和探究能力的培養，目前高中生物教學中傳統的講授法仍處于重要地位，許多課堂幾乎仍是“滿堂灌”。由于探究教學(特別是實驗探究)存在種種不足：教學進度緩慢、耗時、需要大量的教學材料和設備、課堂教學秩序混亂、倉促完成教學任務、探究活動本身具有模糊性難以實施、結果難以控制，再加上目前的大多數考試重視對知識的記憶，而忽視科學方法和技能以及調查研究策略的考核。這種教育背景的存在，使得許多教師不能也不愿采用探究教學。筆者對本校4種不同類型(奧賽理化班、普通理化班、生化班、物生班)的班級學生作了一次問卷調查，問卷調查中84％的學生認為目前的生物課堂教學仍然以講授為主，絕大多數學生希望生物課堂教學方式有所變化，但也有16％的學生喜歡講授法(他們已經習慣講授法，認為只要能節約時間，對應付高考有利就行)。

2 理論探究教學內容的選擇

2．1科學史探究教學

在傳統的生物教學中，科學史沒有得到足夠的重視，往往是把科學史作為一種知識附加在教學內容中，教師以講解的方式進行教學。實踐證明，這樣的科學史教學方法是低效的。對生物科學史實施探究教學，能幫助學生領悟科學研究方法和科學認識模式，有利于學生從科學發現過程中體驗成功，激發學生學習和探究的積極性，同時還有助于學生深刻理解科學史中所涉及的生物科學的基本概念和基本規律。如果學生們的記憶中保留某些生動事實的話，那些抽象真理不是更容易記住嗎?如：通過“孟德爾實驗成功原因”知識內容的探究學習，可使學生體驗到科學家艱辛的探索歷程、認真細致的工作作風和一絲不茍的科學精神，讓他們從中學習科學家對待知識的科學態度，學習他們善于探究的精神，這些嚴謹的科學素質是學生未來發展所必需的。

因此生物理論探究教學中，教師在選擇內容時，首先要注重精選生物學史中的一些經典實驗作為范例(如光合作用的過程、生長素的發現、證明DNA是遺傳物質的一組實驗等)，通過學習科學史中科學家們的探究過程，包括發現問題、提出假說、設計實驗并實施、分析現象得出結論等科學探究過程，使學生在了解科研過程的同時學習有關的生物知識。

如在對生長素的科學發現史進行探究教學時，筆者認為可按照以下思路、步驟來處理：發現問題(教會學生如何閱讀、分析資料：在單側光照射下，有尖端的燕麥胚芽鞘彎曲生長，而除掉尖端的燕麥胚芽鞘卻不生長，不彎曲)——提出假設(引導學生學會如何依據資料提出假設：胚芽鞘尖端可能產生某種物質，使植物表現出生長和彎曲的現象)——實驗驗證(啟發學生思考為什么和怎樣設計相關實驗進行驗證)——得出結論(學生進行小組討論，教師啟發學生領悟如何科學表述自己的研究結論：尖端確實能夠產生某種促進生長的物質——生長素)。

通過這樣的教學能使原本看似高深莫測的科研過程揭開神秘的面紗，有助于學生學習完整的探究過程以領悟探究思維的真諦。

2．2概念探究教學

在生物實際教學過程中有大量的生物學概念!學生對概念掌握的正確與否，直接關系到對生物學知識的理解應用，因此，“概念”的教學在生物理論探究教學中具有十分重要的地位。學生在學習某個生物概念或規律時，必須以探究的思維方式研究它，才能抓住其實質。實踐表明：理論探究教學可以讓學生掌握比較抽象的概念，符合學生學習的思維規律，是學生掌握科學概念或抽象教學內容的一種有效的方式。

如無性生殖是分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、營養生殖的上位概念，概括性較高，探究教學時可以先用豐富的實例使學生掌握分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、營養生殖的概念，然后啟發學生嘗試著從中總結出它們的共同特點：不經過生殖細胞的結合，由母體直接產生新個體。通過這種方式得出的無性生殖的概念能讓學生舉一反三，理解深刻。

進行概念探究教學時，教師還應引導學生找出新概念與已有概念相關聯的有關部分，通過探究原有概念和新概念之間的區別與聯系，把新概念納入認知結構中相應的概念體系。如在學習生物新陳代謝的基本類型時，同化作用是自養型和異養型兩個概念的上位概念，異化作用是需氧型和厭氧型兩個概念的上位概念，學生已掌握了同化作用、異化作用這兩個上位概念，教學中教師只需抓住自養型、異養型概念中“合成物質”這一相關聯部分，對比自養型和異養型的本質屬性：能不能利用無機物制造有機物；抓住需氧型、厭氧型概念中“分解物質”這一相關聯部分，對比需氧型和厭氧型的本質屬性：以對氧的需求來探究新概念。這樣通過原有上位概念對新學習的概念的探究，使學生對獲得的概念有了深刻的理解，并加深了記憶。

3 提高理論探究教學效率的策略

3．1 分解探究環節

新課程理：念之一就是讓學生充分參與探究活動，而完成探究的每一個環節都需要一定的時間，學生又存在個性差異，加之課堂教學的時間有限，如果在1節課內不分主次、輕重地讓學生經歷探究的每個環節，就不可能給學生留夠思維的時間和空間，勢必會限制學生主體性的發揮，造成“充分參與”與“課時限制”的矛盾。筆者通過實踐發現在實施理論探究教學時若將探究的各個環節分解，依據具體的教學內容在教學中完成一個或幾個環節探究任務，不僅可以解決一般實驗探究教學費時費力的問題，同時又可適應現行的高考背景要求，使學生能力得到發展的同時，獲得較為完整的知識體系，從而提高理論探究教學的效率。教學時，教師要改變過去傳統教學完全依賴教材的現象，應根據《生物課程標準》對教材的一些章節講行大膽的刪減與合并，調整教學順序，將探究過程分階段完成，每一階段應各有側重(如何發現問題、得出結論；如何圍繞問題展開資料搜集與分析；如何科學地展示科研成果，即表達和交流的科學探究能力；如何學會溝通與合作，如何通過多種途徑獲取信息、并且加工處理；如何運用知識分析、解決問題的實踐能力)。這樣既能保證理論探究教學的時間又可以讓學生對知識有一個系統性地學習。在理論探究教學的過程中，教師可以根據活動的難易程度及學生知識和能力水平，采用不同的探究形式。例如，問題的來源，可以是學生自己提出的，也可以是教師通過特殊的問題情境誘導學生提出的，甚至可以是教師或教材提出的。又如，對數據的收集，可以讓學生通過對資料的觀察、分析、討論，親自收集數據，也可以給出一定的現成數據讓學生分析并作出解釋，甚至將數據和數據的分析方法都告訴學生。筆者認為理論探究教學過程中只要合理將探究環節分解就可使學生在不同的理論知識探究過程中逐漸學會探究的方法和步驟，使得理論探究教學真正落到實處。

3．2 了解探究過程中學生面臨的問題，教會學生探究方法

教學實踐中，筆者發現學生探究能力的缺乏，往往使得理論探究過程流于形式。探究能力主要包括：根據情景提出問題的能力、根據問題和條件提出假設的能力、資料收集的能力、利用現有資源進行探究的能力、分析數據得出結論的能力、有效地表達和交流研究成果的能力等。筆者發現學生只有具備了一定的探究能力才能使探究教學得以順利開展。因此在教學中教師應該通過各種途徑了解學生在探究過程中可能遇到的各種困難：如理論探究教學中提不出問題或不知道如何提出問題，如何解決?如何生成問題并進行各種探究活動，如何正確分析資料學會“搜索問題”或找“經得住檢驗的問題”?什么樣的問題才是能夠實際進行探究的問題?如何與同伴合作并對生成的問題進行深入討論?怎樣把探究的結果科學地表述出來?……美國認知心理學家奧蘇貝爾曾經說過：“影響學習的最重要因素是學生已經知道了什么，我們應當根據學生原有的知識狀況去進行教學。”因此，實施理論探究教學時教師要通過了解學生的知識基礎和經驗、思維狀況、態度和價值觀等方面，來了解學生探究活動過程可能存在的困惑，適時地給學生提供一些跳板，以確保學生能積極主動參與探究教學。如在探究“植物的激素調節”這部分內容時，學生一開始提不出高質量的探究問題。教師可以通過提供相應的背景資料：多媒體演示荷蘭科學家溫特的實驗過程(把尖端切下后放在瓊脂切快上幾小時，移去尖端，再把瓊脂切成小快，放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側)引導學生思考：為什么要這么做呢?有的學生可能就會想到：這是否與尖端產生的物質能夠運輸有關?尖端產生的物質在胚芽鞘的生長中會有什么作用呢?如何證明它的作用?學生此時會很自然地圍繞這個問題展開討論并會主動設計實驗來驗證自己的假設……這樣教師通過具體實例，結合探究過程的各個環節適時誘導、啟發學生，讓學生學會發現問題，提出假設，并能夠進行科學選材，合理設計驗證實驗方案，從而得出結論，理解、掌握探究的思路和方法。

3．3精心組織教學材料

探究活動需要足夠的支持條件。沒有充足的結構性強的材料，即使學生們有了強烈的探究欲望，探究活動也難以展開和深入。教材是學生學習的基本材料，是教師教、學生學的依據，在進行理論探究教學時，教師必須認真分析，領悟教材的有關內容，切實把握教材內容的意圖和目的，精心組織教材內容以及相關的拓展資料和影像資料，讓學生通過對這些材料的分析研究，掌握全面深入的知識。對于學生在探究學習過程中可能會遇到困難的教材內容，教師應根據需要適時適量地選擇一些與揭示科學概念有關、能提供相關信息的材料；幫助學生克服探究過程中的困難，從而提高探究的實效性，使學生享受探究的樂趣。教師在選擇相關的拓展材料時應注意：(1)所選材料必須要與教材中重要的概念和原理有關，要有適應性和可操作性，要能直接指向整個探究活動，能夠引領學生進行探究，避免探究目標的分散；(2)所選材料要能引起學生的興趣，產生心理共鳴，激起探究的欲望，如生活中的自然現象、蘊含哲理的有趣故事、生動形象的錄像等。

實踐中筆者發現理論探究教學從提出問題開始，到形成概念、解決問題為止，學生始終處于獨立思考、積極探索的學習情境中。理論探究教學通過實施探究活動讓學生在自主參與知識獲得的過程中，掌握科學探究的一般過程和方法，使學生受到科學方法的系統訓練，有利于提高學生的科學素質，對于長期困擾教師的傳統知識與能力的錯位及如何在教學中發展學生的能力問題，將是一個實際的解決措施。