“探究性學習”是一種重要的學習方法,通過探究性課題的研究和實施,加強對科學探究能力的培養,有效地提高科學素養,對于培養創新精神和實踐能力具有重要的意義。在生物學教育改革中,探究性學習對于生物學教師來說是一種挑戰。隨著課程改革的深入進行,特別是必修課、選修課中研究性學習的設置,更有必要將探究性學習課題的研究納入研究范圍。
一、探究性學習
1.科學探究
科學探究指的是科學家們用以研究自然界并基于此種研究獲得的證據提出種種解釋的不同途徑。科學探索也指學生們用以獲取知識、領悟科學的思想和概念,領悟科學家們研究自然界所用的方法而進行的活動。
探究是一種多側面的活動,需要做觀察;提出問題;查閱書刊及其他信息資源以便弄清楚什么情況是為人所知的東西;設計調研的方案;根據實驗證據檢驗已經為人所知的東西;運用各種手段去搜集、分析和解讀數據;提出答案、解釋和預測;把研究結果告知別人。探究需要明確假設,運用判斷思維和邏輯思維,考慮可能的其他解釋。學生們在學習探知自然界的科學方法時將會參與科學探究活動中的某些方面的工作,因而應該培養從事完整的探究活動的能力。
探究作為過程的科學,學生在探究過程中可以學到各種技能,例如觀察、推論和實驗。參與探究,學生可以:理解科學概念;理解科學本質;掌握對自然界進行獨立探究的必要技能;形成運用技能、能力和秉持科學態度的習慣。作為探究的知識是科學教育的根本,是最終組織和選擇確定學生科學活動的支配原則,以及進行探究的能力和培養對科學探究的理解力。各個學科所有年級的學生都應該有機會進行科學探究,并且培養進行探究性思維和探究性活動的能力,包括提出問題、制訂調查研究計劃并付諸實施、利用有關工具和技術收集數據、對證據與解釋之間的關系進行批判性和邏輯性思考、構造和分析其他解釋方法及交流科學論點等。
2.探究性學習
所謂“探究性學習”是指這樣一種學習活動:學生通過自主地參與獲得知識的過程,掌握研究自然所必需的探究能力;形成認識自然的基礎——科學概念;培養探究未知世界的積極態度。“探究性學習”強調“探究的過程和探究的方法”,注重培養創造力。
探究性學習以“科學的結構”和“科學的結構是不斷變化的”為前提,揭示探究過程的本質及其特征;力圖在教學中引進現代科學的成果,使學生把握學科的結構,體驗探究性學習。探究性學習強調通過探究的過程,從中掌握科學概念,發現科學的基本概念。
二、探究性課題
1.探究性課題
探究性課題是根據探究性學習的需要,針對學生的學習特點所確定的、由學生獨立完成的、體現科學過程和科學方法的學科問題或專題。科學探究的課題應該源于學生覺得有意義的疑問和問題。生命科學的各種原理是探究性課題的一個好的選擇,而與科學和技術有關的實際問題是有意義的探究性課題的又一選擇,現實生活中的社會及熱點問題亦是探究性課題的另一重要選擇。通過積極參與、不斷接觸,隨著理解力和探究能力的增長,在實踐學生能不斷增強創新能力和實踐能力。
2.探究活動過程的設計
探究性課題“設計出的學習活動,不應該看作是一種單純的訓練方式,而應看作是科學探究的一種基本要求。教師所設計的課程要能適應學生們的特殊興趣、知識水平和現有技能,要從學生們以前產生的問題和形成的理念出發來設計課程”。
生命科學課程應該提供足夠的時間和機會讓學生經歷科學發現過程。學生可以參與生命科學探究中某些方面、某些環節的活動,因而應該為學生提供從事完整的探究活動全過程的機會。科學探究常常是協作性的活動,因此學生們應該在小組合作中認識到進行信息、觀念、思考的分享和相互啟發的意義,并獲得交流合作的經驗和能力。科學探究能力的培養與科學知識的學習應相互結合,提高探究技能不能脫離科學內容。進行觀察、提出假說、設計探究方案,都必須圍繞某一科學內容來進行。科學內容的學習應通過科學探究活動來開展,通過科學探究活動,并在探究過程中學習科學知識。
三、探究性課題的設計原則
根據新大綱的規定,研究性學習成為高中生物學中重要的教學內容,除了教材中的內容外,學校還可針對學生的實際情況,安排一些探究性課題,由學生去完成。如何確定探究性課題,應該從生活、生產實踐和與社會發展等密切相關問題中選取;從學生自己關注的問題中選取;對課題進行論證,論證可應遵循以下原則。
1.科學性原則
是否遵循科學性原則是一個探究性課題能否成為課題的根本條件。科學探究活動是科學、嚴謹、實事求是的活動,首先要求探究課題本身是科學的,否則所實施的活動和得到的結果都會失去依托。這一原則是在確定選題時首先要考慮的。因此,在選擇課題時要對課題進行科學性論證,結合實施方案,對照科學概念、原理,看是否符合有關要求,判定其真偽。
2.創新性原則
創新是一個民族進步的靈魂,是一個國家興旺發達的不竭動力。探究性學習是一種探索性的實踐活動,不僅在于拓展學生知識,激發其興趣,而更應該著眼于培養學生的創造能力,培育學生的開拓精神。學生能在探究活動中迸發創造的火花,體驗到智慧的力量和創造的歡樂。當然這種創造首先要從選題開始,創新常來自疑問,一個創造性的研究課題必然要求創造性地實施活動。
3.開放性原則
探究性學習的一個重要特點是課題的開放性。這對于發揮學生的主觀潛力很有必要。教師必須讓學生按他們自己的方法自由地研究,必須容許學生形成他們自己的看法,容許他們尋找各種方法去闡明他們所觀察到的東西。甚至議題和疑問都由學生自己提出,而不是由教師提出。當學生開始選擇探究的目標、活動、項目、問題時,教師可以應學生的請求,為他們提供指導,給他們以幫助。如果學生要求,教師就可提供線索和輔助資料,給學生以更細致的指導。探究學習給人印象最深的前提條件是學生的自主性。要鼓勵學生提出各種假設,并主動檢驗這些假設,這是很重要的。對學生來說,任何可能成立的假設,都應該加以探索。應該鼓勵學生設法了解一個問題可能具有的各個方面和各種解答。探究學習就是通過開展一系列的活動有目的地尋求許多問題的解答。但它并不要求給這些問題一個明確答案,而是一個參與的過程,是一個了解科學方法的過程。它的方法是以學生為中心,并且高度靈活。