高中生物課堂教學中實施研究性學習初探

倡導研究性學習是新一輪課程改革中的重要課程理念，其宗旨是改變學生的學習方式，突出學生的主體地位。研究性學習作為一種新的學習方式正在全國各地蓬勃興起，如何把研究性學習滲入生物學科的教學中去，是我們每位生物學教師都在努力探索的問題。目前很多學校和教師對研究性學習的認識往往停留在專題研究的層面上，認為研究性學習就是要開展課題研究。而對于學生學習的主陣地——課堂教學中結合學科教學進行研究性學習的研究和認識甚少。下面就談談我在這方面的初步的探討。

一、生物學課堂教學中開展研究性學習的必要性

研究性學習的本質(zhì)是探究，所以，在生物學教學中開展研究性學習的目的就在于誘導學生透過生命現(xiàn)象探究生命活動規(guī)律以及學習運用科學研究的思維方式和研究方法。作為基礎教育，課堂仍然是教學的主陣地，在課堂教學中同樣也可以開展研究性學習，并且能取得好的教學效果。首先，在中學生物學課程中，課堂教學內(nèi)容是核心和重點，是全體學生都必須學習和掌握的。根據(jù)實施素質(zhì)教育的基本原則，學校的教育教學工作必須面向全體學生。如果將研究性學習與課堂教學有機地結合起來，將有利于絕大多數(shù)學生能夠更好地掌握生物學課程體系的核心和重點。而且在生物學課堂教學中可作為研究性學習的內(nèi)容相當豐富。其次，鑒于學生將大多數(shù)時間用于學習課堂教學內(nèi)容，因此指導學生應用研究性學習的方式來學習課堂教學內(nèi)容，有利于激發(fā)學生對基礎知識和技能的直接興趣和間接興趣，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，逐步形成自主學習的能力和社會交往的能力。

二、生物課堂教學中實施研究性學習的方法

研究性學習的特點是以學生的自主性、探索性學習為基礎，針對某一具體問題，學生主動參與、投入，教師加以啟發(fā)、指導，師生共探生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律。實際上，研究性學習就是在教師有目的、有組織的指導下的發(fā)現(xiàn)過程。其基本教學程序如下:①創(chuàng)設情境，提出問題;②引出假設或猜想;③實驗探究，驗證、論證;④歸納結論，應用提高。這是一個相對穩(wěn)定的過程，但它并非是模式化的，首先表現(xiàn)在不是每一個問題的探究都需要這幾個階段;其次，每一個探究的過程并不都是依照這樣的流程刻板地展開的，有時，探究的過程就是不斷修整方案、不斷完善假設的過程。總體而言，經(jīng)歷探究的整個階段的，可稱為完整的探究。專題研究性學習實質(zhì)上就是這類完整的探究活動。而在課堂教學中，較多的是某些片斷的探究。所以，教師可以在這個大的指導方向下根據(jù)教學內(nèi)容調(diào)整教學程序。

1.生物科學發(fā)展史的課堂教學

生物學的發(fā)展是一個不斷探索和發(fā)現(xiàn)的過程，在這些發(fā)現(xiàn)中給人們以科學方法、科學態(tài)度及科學精神的啟迪，高中生物學教材介紹了部分經(jīng)典的生物科學發(fā)現(xiàn)，如光合作用的發(fā)現(xiàn)、酶的發(fā)現(xiàn)、生長素的發(fā)現(xiàn)、孟德爾的遺傳試驗等。我在課堂上重視這些內(nèi)容的教學，讓學生從中受到啟發(fā)。如在光合作用的發(fā)現(xiàn)的教學中，我利用不同的方法引導學生學習了以下幾個實驗:(1)對于普里斯特利實驗，我讓學生把實驗過程補充完整(即補充對照實驗);(2)對于薩克斯實驗，我通過逆推法讓學生理解每一步操作的原理:如何檢驗葉片在光下產(chǎn)生了淀粉?(用碘液或碘蒸氣)→可是葉片的綠色會干擾實驗的呈色反應，怎么辦?(脫色處理)→用什么試劑?為什么?(酒精，因為葉綠體中的色素能夠溶解于有機溶劑中)→為什么要隔水加熱酒精?(酒精容易揮發(fā)和燃燒)→怎樣做才能說明葉片中的淀粉是葉片在光下進行光合作用產(chǎn)生的而不是原來就有的?(進行饑餓處理，消耗掉葉中原有的有機物)→如何設計對照實驗?(葉片一半曝光一半遮光);(3)對于恩格爾曼實驗，我重在讓學生分析選材的巧妙性和遵循單一變量原則的嚴謹性;(4)對于魯賓和卡門的實驗，我重點讓學生領悟同位素標記法的優(yōu)越性，然后通過分析實驗結果得出結論。通過這樣的教學，學生了解到了科學家發(fā)現(xiàn)光合作用的過程，學會了設計簡單實驗的方法，還認識到任何一個重大科學發(fā)現(xiàn)都是一個發(fā)現(xiàn)問題、探索問題、解決問題的過程，有的科學發(fā)現(xiàn)就在“偶然”之中或“司空見慣”之中，要善于觀察，勤于思考，敢于質(zhì)疑，多問為什么。熟悉常用的科學探究方法之一 ——遵循單一變量原則設計對照實驗，通過比較得出結論，學會怎樣探究。如在學習“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”一節(jié)時，我采用探究式教學方法，通過三個實驗，一環(huán)扣一環(huán)，一步步讓學生提出問題，作出假設，設計實驗來證明DNA是遺傳物質(zhì)。又如在孟德爾的遺傳試驗的教學過程中，通過學習孟德爾總結出兩大遺傳定律的過程，更能讓學生掌握研究性學習的一般程序。

2.生物學基本概念和規(guī)律的課堂教學

生物學基本概念和規(guī)律是理論性比較強的內(nèi)容，如果照本宣科，學生不但感到枯燥無味，還不易理解所學內(nèi)容。教師要在學生興趣上尋求突破口，激發(fā)學生求知的欲望。在教學過程中，教師根據(jù)教學目標，尋找與教學內(nèi)容密切相關，可以激發(fā)學生興趣的材料，創(chuàng)設出思維的最佳情景，激起學生思考的欲望，讓學生從中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并解決問題。如對于tRNA的作用特點，我先故意說錯某一tRNA攜帶的氨基酸，讓學生判斷，并說出理由，通過學生之間的爭論及查閱課本，讓學生弄清tRNA攜帶的氨基酸是由mRNA上相應的密碼子決定的，而不是由tRNA上的反密碼子決定，這樣的教學活動能加深學生的理解和記憶。又如“體液調(diào)節(jié)”這一節(jié)內(nèi)容，要求學生掌握一些重要激素的生理功能。如果教師直接出示課本中的內(nèi)容，學生肯定覺得復雜且難記。為了激發(fā)學生的學習興趣，幫助學生更好地記住這部分內(nèi)容，我對教材作了這樣的處理:先出示人體內(nèi)分泌失調(diào)引起的病癥掛圖，如巨人癥、侏儒癥、呆小癥、甲亢等病癥，很快就把學生的注意力吸引到所學內(nèi)容上來。我先通過提問檢查學生對這些病的了解程度，補充了這些病的病癥，進而提出問題:這些病是什么原因引起的呢?讓學生進行探究性活動，這里所說的探究性活動，就不是做實驗了，而是查閱課本內(nèi)容，就是讓學生帶著問題閱讀課文并歸納總結。如理解甲狀腺激素的主要生理作用時，我讓學生分析呆小癥的癥狀——身材矮小，智力低下，生殖器官發(fā)育不全等來說明甲狀腺激素能夠促進生長發(fā)育，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能具有重要影響，提高神經(jīng)系統(tǒng)的興奮性。這樣，學生在學習活動過程中通過這些病癥掌握了各種激素的生理功能，也學會了聯(lián)系這些病癥來記憶各種激素的生理功能的學習方法。這就是進行研究性學習的一種方法——文獻法。采用這種方法進行課堂教學，學生不僅能學到生物學知識，而且學會了閱讀，學會通過查閱資料解決問題。

3.探究性實驗的課堂教學

教材中安排了很多探究性實驗，如“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”、“植物向性運動的實驗設計和觀察”、“溫度對酶活性的影響”等。這些實驗對學生的要求是由淺入深，由簡單到復雜。如“比較過氧化氫酶和Fe3+的催化效率”、“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”和“溫度對酶活性的影響”這三個實驗的各個基本程序教材都給出了，只是讓學生按照實驗步驟進行實驗、討論、歸納，而“植物向性運動的實驗設計和觀察”就完全由學生來獨立完成了。這樣的安排可以讓學生一步步地學會探究性實驗的基本程序，符合由簡單到復雜的認知規(guī)律。我在課堂教學中，都認真地組織學生進行這些探究性實驗。

除此之外，我還設計一些緊扣教學大綱的探究性實驗，為學生提供背景資料、場所、實驗條件，讓學生自主地進行探究性實驗。如“探究pH對酶活性的影響”實驗，我在安排學生做“溫度對酶活性的影響”的實驗時準備了相關實驗條件，鼓勵學生通過實驗進行探究。對于“溫度對酶活性的影響”這個實驗，雖然教材中有實驗步驟，但是我鼓勵學生可以另想操作方法，看看實驗是否成功，不成功的尋找理由，從而理解教材那樣安排實驗步驟的原因。還有，讓驗證性實驗改為探索性實驗，并且要為學生創(chuàng)造條件，去探索、實施他們想要做的實驗，把注意力從注重實驗結果轉(zhuǎn)移到實驗方案的設計思路、方案的優(yōu)劣及改進等方面上來，從而培養(yǎng)他們的觀察、思維及創(chuàng)造能力。例如“觀察植物細胞質(zhì)壁分離和復原”這一實驗，課本上要求用0.3g/mL的蔗糖溶液，我提出可不可以改用不同濃度的蔗糖溶液或同濃度的其他溶液(如KNO3溶液)來替代?并且鼓勵學生通過實驗來解答，同時學生也會自然而然地聯(lián)想到可用同種方法來測定植物細胞液的濃度。

通過實驗，讓學生在實踐中探索、研究和“發(fā)現(xiàn)”知識，無論是對學生知識的體驗還是對能力及情感的培養(yǎng)，甚至對學生的科學素養(yǎng)的養(yǎng)成都起著不可替代的作用。

當然課堂上學生的“研究”還只是科學家研究的模擬，不是嚴格意義上的科學研究，尚不夠嚴謹和規(guī)范，所謂的成果也多是已有知識和結論的“再發(fā)現(xiàn)”。但學生運用了科學研究的思維方式和研究方法，創(chuàng)新的意識和實踐能力得到了提高，更有利于培養(yǎng)學生的交往、合作和團隊精神，學生的主體地位也得到了最有效地突出。

(責任編輯 廖銀燕)