基于核心素養下高中生物探究性學習的設計與實踐

陳英水+陳欣

新課標提出以學生發展為本的新課程理念，關注學生體驗、感悟和實踐的過程，通過學習情境的創設、實踐環節的開發和學習渠道的拓展，豐富學生的經歷和經驗，改變學生的學習方式，實現知識傳承、能力發展、態度與價值觀的統一。因此，課改重在推動學生學習方式的改變，使學生學會學習。如何把握新課程理念，創新教學方式，促進學習方式的轉變？探究性學習是順應時代發展的要求和倡導的學習方式。那么如何指導學生探究性學習呢？探究性學習方案的科學設計和指導是實施探究性學習的根本保證。

1 對高中生物探究性學習設計的認識

探究性學習設計是在探究式教學過程中，教師在教案的基礎上，針對學生開展探究性學習而開發的一種學習方案，是引導學生“探求知識的奧妙，追求美好未來”的學習策略；是“為開發學生的智力，培養學生的能力而設計的一系列探索問題、要點強化等情景，形成綱要式的學習方案，在教學過程中供學生全程探究活動使用，并由學生完成的一種主動探求知識的特殊案例”。

探究性學習設計對于教師來說，主要的任務就在于讓學生明確本節學習目標的同時，明確本節要探究解決的問題和應該掌握的知識點，通過設疑、激發思維，培養學生的能力和創新素質。所謂“以問拓思，因問造勢”，因此，問題探究是探究性學習設計的關鍵。教師應依據學習目標、學習內容、學生情況，精心設計問題——將知識點轉變為探索性的問題點、能力點，為學生設置探究情境，建立探究氛圍，把握探究的方向和深度，進而調動學生的學習積極性，激發學生自主探究的動機。

探究性學習設計對于學生來說，可以“學在教前”而又“學有目標”。學生既能從教師設計的問題中找到學習的興趣點，獲得解決問題的方法，進而學會看書，學會自主探究；又能在質疑、釋疑的同時自己發現問題，并對自己提出的問題通過思考、討論、分析等方式進行探究，獲得自己的探究結果。這樣，學生在嘗試自主、合作探究學習的過程中，不僅掌握了知識，而且學習方式得到轉變，思維能力和實踐創造能力也得到了培養和提高。

2 高中生物探究性學習設計的要素、原則與教學流程

以高中學生為研究對象，主要采用行動研究的方法對高中生物探究性學習設計和運用進行研究與實踐。

2.1 高中生物探究性學習設計的組成要素

現代教育理論認為，學生原有經驗是影響學習過程的重要因素。因此，探究性學習設計的設計與運用要重視學生的原有經驗的獲得，設計方式可以多元化，但其基本的結構組成應該規范化。

探究性學習設計的組成要素包括“探究課題、教學目標、教學重點、知識梳理、知識架設、探究解決”六個部分。其中，“知識梳理”就是提示學生本課題探究過程中必須掌握和應用的背景性知識，幫助學生回顧和梳理知識；“知識架設”是學生必須在課前自主探究解決的問題；“探究解決”是學生通過探究解決問題的過程。

2.2 高中生物探究性學習設計遵循的原則

探究性學習是以學生的主體實踐活動為主線展開的學習過程，探究性學習的核心是“問題的提出”。只有提出的問題具有啟發性和趣味性，才能激發學生主動的探索欲望，提高學生學習生物學的積極性。探究性學習設計需要遵循主體性、問題性、探索性、興趣性和多樣性等原則。

2.3 高中生物探究性學習設計運用的教學流程

教師針對現象或問題進行探究性學習設計——學生依據設計自主探究——學生感知問題質疑提問——教師創設情境引導探究——師生/生生互動分析討論合作探究——學生問題解決能力內化——師生/生生互動構建知識網絡

3 高中生物探究性學習設計的基本模式

“探究”不等同于“動手操作”，單純照方抓藥的動手操作固然不是探究，探究也不一定都要動手操作，重要的是解決問題的思維過程。探究性學習正是以問題為核心展開教學過程的學習方式。因此，在探究性學習設計過程中，筆者把問題的形成作為設計的起始階段，把提出對學生具有挑戰性和吸引力的問題并使學生產生問題意識作為探究性學習設計的關鍵，然后根據學習目標與內容所需，調整設計方式。

探究性學習設計主要有以下幾種類型。

3.1 問題模式

生物學教學中，知識的呈現形式是多元化的。雖然，每一個知識點都可以形成一定的問題，但不是所有的問題都能激發學習興趣的。因此，在問題式設計過程中，教師要盡可能地挖掘與生活實際相聯系的內容，呈現一個需要學習探究的問題來激發學生的探究動機；也需要根據教學內容，設計一些具有開放性的探究問題，鼓勵學生對問題的現象和本質進行探究，使學生通過自主發現問題、實驗操作、調查收集信息、討論交流，在學會質疑問難的過程中，理解知識，進而實現知識的構建。實踐證明，問題式設計從問題入手，層層深入，環環相扣，使學生的求知欲在問題的情境中由潛伏狀態轉入到活躍狀態，進而饒有興趣地主動探索，分析歸因，掌握知識。這不僅有利于培養和促進學生對知識的遷移能力、綜合分析能力和探索創新能力，也有利于學科知識的整合。

3.2 圖解模式

有些生物學知識點，雖與生活密切聯系卻又比較抽象而難以掌握。圖解式設計可以幫助學生對這些知識進行整理和總結，并實現新舊知識的整合，使學生形成清晰的知識結構。前提是首先要提出一個能激發探究興趣的問題，使其有興趣去探究，例如，在高中生物必修一第5章“細胞的能量供應和利用”中的“ATP的主要來源——細胞呼吸”與“能量之源——光與光合作用”的探究學習，雖然已有了一些關于化合物的組成、代謝場所及光合作用與細胞呼吸的知識基礎，但對學生而言，還是有一定的抽象性，但此知識點與學生非常關注的“什么食物吃了容易發胖”以及有些學生為所謂“減肥”而盲目節食現象相關，教師從創設問題情境入手，將有關營養物質的轉換過程設計成圖解形式，激發學生的探究興趣，從而展開自主探究。

3.3 圖表模式

有些生物學知識點內在聯系較強，對比較明顯，但學起來比較枯燥，學生難以識記。圖表式設計有利于幫助學生理解和掌握概念，并在對比中會聯想發現，主動學習探究，深化并完善知識結構。例如，必修一第三章“細胞的基本結構”的學習中，神秘的細胞使學生饒有興趣去探究，但學起來枯燥而學后容易忘。這類設計可以分別就“不同細胞器的結構功能、動植物細胞結構區別”等設計成表格形式，如探究細胞內各種細胞器結構功能表（表1）。endprint

3.4 實驗模式

實驗是進行科學探究的主要形式，生物新教材非常注重通過生物實驗來開展探究活動，而且有不少活動是整合了驗證性實驗的探究，特別是對一個核心概念的學習過程。如必修一第五章“細胞的能量供應和利用”第四節“能量之源──光與光合作用”，“光合作用的探索歷程”是整合了光合作用的研究歷史中的一系列驗證性實驗而展開的。教師將這些實驗以探究性學習設計的形式提供給學生，讓學生對實驗進行探究，通過“親臨其境”，不僅有利于學生體會科學家的科研過程與精神，也會更容易接受和掌握知識。

當然，并非所有的實驗都允許“親臨其境”，教師可以抓住學生原有經驗與科學概念之間的矛盾沖突，將這種沖突結合問題設計來推進；或將可行性的實驗進行探究性設計提供給學生，讓學生自己實驗探究；或提出問題加以探究解答。比如，教師可以設計“綠葉在光下制造有機物”實驗的探究設計，并在關鍵步驟設計巧妙的思考題：實驗中植物要放在黑暗處一晝夜，這樣處理的目的是為什么？實驗中要用黑紙片把葉片一部分的上下兩面遮蓋起來，然后移到陽光下照射，為什么要將兩面都遮住？只遮一面行嗎？為什么只遮蓋葉片的一部分，而不是全部？通過學生親手實驗探究，以激活學生思維從而得出結論。

生物實驗具有很強的開放性，有些實驗探究活動歷時相對較長，比如必修一中“嘗試制作真核細胞的三維結構模型”、探究“環境因素對光合作用強度的影響”，必修二中“建立減數分裂中染色體變化的模型”、“制作DNA雙螺旋結構模型”、“低溫誘導植物染色體數目的變化”實驗，必修三中探究“培養液中酵母菌種群數量的變化”、探究“土壤中小動物種群豐富度的研究”。這些模型建構或實驗探究歷時時間比較長，因此，在設計探究活動中，教師要盡可能為學生提供主動參與、樂于探究、積極實踐的機會，不能只求探究的結果或結論，更要重視探究的過程，使學生在體驗中有所收獲。

3.5 多媒體網絡模式

新課改要求教師充分利用各種教育資源，形成多渠道的學習環境，豐富學生學習的經歷和經驗，為培養學生的創新精神和實踐能力創造有利條件。網絡信息資源豐富，多媒體教學具有生動的表現形式并在傳輸知識內容時具有靈活性與豐富性，給探究性學習帶來了全新的變化，為學生提供了多方式學習知識的開放性教學環境，有利于培養學生主動高效地獲取信息和評價分析信息、處理和應用信息的能力，提高其綜合素質與核心素養。

生物學是一門正在不斷發展的科學，很多知識點的學習因其信息量很大而不能局限于書本。對于這類知識的學習，可以設計成多媒體網絡形式。例如，在學習必修二第七章“現代生物進化理論”時，筆者進行一系列的相關設計，引導學生自主選擇其中感興趣的一項，利用網絡信息資源收集有關資料，并根據自己的探究認識，制作一些課件，把各個知識點通過文字、圖形、聲音、動畫等形式表示出來，在課上進行交流。通過這樣的設計，給學生搭建了施展才華舞臺，學生可以根據自己的興趣，選擇不同的知識點，在一種輕松的氛圍中，張揚個性，創造成功的喜悅興趣得到較大提高，也增強了其適應信息社會的能力。

生物學教學中，知識呈現形式的多元化使探究性學習設計沒有一個固定的模式，不僅各種設計不能彼此獨立，而且應盡可能使設計形式多樣化。這樣使學生可在不同的探究途徑中開展創造性的探究活動，既激發了探究學習興趣，也因為探究活動具有一定的開放性，使學生的智力和能力從不同的方面得到提高。

4 高中生物探究性學習對師生教學行為的要求

4.1 對教師教學行為的要求

探究性學習的實施是基于教師探究能力的不斷發展。教師在探究性學習設計和運用過程中必須不斷地吸納新知識；不斷提高和完善自身的教學設計能力和對教材或學習內容的還原和再加工能力；不斷發展和提高自身的創造性和探究能力，以提高自身的綜合素質；要建立新型的師生關系，樹立學生主體意識，通過創設問題情境，創造融洽的探究氛圍來激發學生求知欲望。鼓勵自主質疑，引導合作解疑，成為學生所探究的各種信息交匯的樞紐以及信息交流的組織者和建議者。如在以人的紅綠色盲為例的伴性遺傳的學習中設計的邏輯推理案例，充分體現了探究性學習的科學設計與實施，師生有效互動，學生主體意識也得到很好的體現。

4.2 對學生學習行為的要求

探究的效果視不同的學生而定，學生對探究性學習所持的態度和適應能力將是影響探究性學習設計方案順利實施的主要因素。首先，學生要適應新的角色，轉變觀念。只有學生具有了積極主動地參與探究活動的情感意識，才能使學習方式得到根本的改變。其次，學生要主動學習，樹立社會責任感。主動性是自主學習的特征之一。學生要有自己是學習的主人意識，要帶著問題主動去探索。學生還要學會發掘自己興趣的亮點，興趣和社會責任是激發學生主動學習的重要動力，只有如此，學生才能成為學習的真正主人，才能促進和提高自身的綜合能力和核心素養，使自身的創造力得到進一步的發展，進而促進自身個性和特長的發展。endprint