高中生物學科探究式教學的實踐探索

王坤梅

在高中生物學科教學中往往存在學生興趣不高、學不會等情況，這是由于傳統教學更加注重分數，使學生在學習時更偏向于知識本位，而忽略了生物學科的規律，即從微觀到宏觀的聯系性和生物學科與生活的聯系性。因此，在生物教學中必須采用符合生物學科本身、符合學生身心發展規律的探究式教學，依托智能化技術，利用實踐、互動等方式，提升學生的邏輯思維能力和課堂效率，實現學生的全面發展。

探究式教學在我國歷史悠久，最早可以追溯至春秋時期。但我國系統的探究式教學理論和實踐研究起步較晚，近年來我國的探究式教學已逐漸從學習知識轉向發展能力，然后又由發展能力進一步深化為追求學科綜合素養。在生物教學中，教師應意識到探究式教學的必要性，結合生物學科的特點，進行大膽的課堂改革。

一、實施高中生物學科探究式教學的必要性

在高中階段，大多數學生處于青春期，這是學生身心高速發展的一個階段，學生在各方面都趨向于一個成年人。教師在這一階段的教學中要意識到兩件事：其一，要抓住學生身心飛速發展的這一黃金時期，幫助學生形成深度思考的習慣，發展學生的邏輯思維，提升學生的自我認知能力；其二，教師要意識到，學生本質上還是發展中的人，因此，學生和成人的思想依舊存在差距，同時處于青春期的學生在情感上具有兩極性、閉鎖性等特點，所以，教師要在尊重學生獨立性的基礎上進行科學引導。這些都要求教師進行探究式的教學。生物學科作為一門實踐性較強的自然學科，本身也是人類探究自我、探究自然的一個學科，因此，高中生物學科的教學要尊重學科的自然屬性和學生的身心發展特點，結合國家提倡的素質教育等理念，進行探究式的科學教學，運用黃金時期，吸引學生對生物科學的興趣，促進學生個體全面而和諧的發展，以期成為學生未來的發展方向。

二、高中生物學科探究式教學的實踐路徑

（一）教學聯系生活實際，提高學生學習興趣

高中階段的生物學習比初中生物的內容更加詳實，抽象程度更高，許多學生為此投入了大量的精力，認為自己花在生物學科上的時間變多了，但自己的學習成果卻沒有一個很明顯的提升，這類學生大多存在的一個問題就是沒有掌握生物學習的思路和方法，在學習中往往死記硬背，使知識與現象相分離。生物是一門自然學科，即使所學內容再抽象，也是針對生活和自然界中已有現象的分析和解釋，在當前的生物知識學習中，結合現象考查的題目并不在少數，因此，在生物學習中，生物生活化定將成為生物教學的常態。教師需要將教學和生活現象建立科學聯系，降低學生理解難度，提升學生學習興趣，促成學生學以致用，以便學生在知識與現象之間輕松切換，做到宏觀知識與宏觀現象相呼應。

以人教版生物必修2遺傳與進化中《基因的表達》為例，本節教學的重難點是基因如何控制生物體的形狀？表觀遺傳信息是如何控制基因表達的？怎么去理解基因和性狀關系的復雜性？以這些核心問題為基礎，教師可以通過生活中的例子去引導學生進行學習。例如，家中養有寵物貓的學生可能發現同一只寵物貓生了毛色不同的小貓，同一個植株栽種在不同的地方生長出的葉子有所不同，以及學生本身的拇指彎曲度等生活中的細節都顯示出了基因的表達規律，教師可以結合所學內容通過生活中的例子來進行佐證。有的疾病就是由于基因導致的，基因往往通過控制酶的合成來控制生物性狀的表現，例如，如果缺乏絡氨酸酶，那么人體即使產生絡氨酸也會因為缺乏相應的酶而無法發揮其作用，使人體的黑色素供應不足，從而出現白化癥狀；同一種植物種植在水下和水上的葉片形態不同，這是因為性狀的表現不僅僅受到基因的影響，還受到后天環境的影響，這也是“近朱者赤近墨者黑”現象的科學解釋。將生活中的現象與知識結合后，學生能夠較好地梳理知識思路，從而進行靈活運用，逐漸使學生形成自主生物學習的意識，在學會生物知識的同時，學會自主學習，提高學生擔當學習主體的能力，這是實施探究式教學的前提條件。

（二）在“做”中“學”，降低生物學科學習難度

“在做中學”是由美國教育學家杜威提出的指導學生的教學原則，杜威強調要讓學生自己去進行實際體驗，從而獲得鮮明的直接經驗，而非通過課本學習經過總結的間接經驗。大量的實踐和現代教育學理念的更新指明，盡管“在做中學”能夠幫助學生獲得鮮明的、更為深刻的直接經驗，但難以使學生系統地學習知識，因此，在生物學科教學中，我們要去其糟粕，取其精華，利用生物學科知識固有的內在實踐性，將“在做中學”引申為利用課內外生物實驗增強學生的學習樂趣，使知識在學生的頭腦中形成更加深刻鮮明的印象，再通過教師講授使學生獲得的直接經驗與教材中的間接經驗形成良好的呼應關系，并內化為學生的生物知識結構體系。

在人教版生物必修1分子與細胞中《細胞的物質輸入和輸出》這一章節的新授課時，教師在課前準備了兩束含苞待放的向日葵，每一束有10支，并將兩束向日葵分別裝在含有等量清水和高濃度鹽水的兩個量杯中，教師和學生一起完成了實驗的準備工作后，讓學生猜一猜經過一段時間的浸泡后，可能會發生的現象。通過這種實驗激疑式的導入，學生能夠快速進入學習狀態，并將思維放在對所學內容的思考上。在教師講授知識的間隙，實驗也完成了，此時教師可以引導學生先對實驗結果進行觀察，通過肉眼觀察學生發現清水中的向日葵盛開了，而高濃度鹽水中的向日葵卻漸漸萎縮了，教師請學生們靠近觀察兩束向日葵的狀態，學生還發現枯萎向日葵的邊緣有發黑的跡象，通過觸摸，發現兩束向日葵的觸感不同，清水中的向日葵挺拔飽滿，而鹽水中的向日葵花瓣變得較軟。教師可以繼續啟發學生總結實驗中出現這兩種不同現象的原因是什么？學生大多能夠通過觀察得到出現這種現象是因為向日葵發生了吸水和失水的現象。結合這一現象，教師可以引出植物吸水、失水現象的微觀層面的變化實質，并試想植物細胞和動物細胞的吸水和失水原理及現象是否相同等。這種即時小實驗與所學內容聯系緊密，所需的材料簡單，可操作性強，結果呈現明顯，學生能夠利用肉眼直接觀察到結果。從而能將所學的微觀抽象知識用宏觀的具象表現出來，避免學生在學習時只能識記微觀知識，而忽略其與現象之間的聯系，導致學生在高度的抽象學習中發生混淆或者錯誤，有效降低知識理解和運用的難度，從而促進和幫助學生理解新授知識。

（三）教師有效性提問，打造深度思考的高效生物課堂

探究式教學最早來自建構主義學派，我國的素質教育理念中也體現出了相當一部分建構主義的思想，如近年來推崇的小組合作的探究模式及有效性提問等。這些方式都強調課堂上師生、生生在學習過程中的交融和互動，從而使學生在課堂中擺脫被動接受的境況，使學生主動去接受知識、思考知識，并將其納入自我原有的知識結構中。以有效性提問為例，在教學中，教師要先了解學生已有的知識水平，利用恰當的問題激疑，針對核心的重難點問題設計問題鏈，使學生的思維處于較為活躍的狀態，并能夠結合教師所展示的材料去進行主動思考，發現問題所在，獨立思考解決問題，從而慢慢提升獨立思考、思辨性思考的能力，通過能力的提高又能夠反向促進知識的學習，這就是探究式教學的魅力所在。

在人教版生物必修1分子與細胞中《細胞的基本結構》一課中，學生在初中就已經學習過了構成細胞的一些結構名稱，但還不了解這些結構的形態和功能。在新課導入階段，教師將動物細胞畫在了黑板上，并請學生到黑板上標注細胞中各個結構的名稱，達到了在上課之前摸底和復習的作用，同時面向全體的提問能夠激起學生的緊張感，使學生快速投入到課堂當中。教師向學生設計了一系列的提問：“人體是由哪幾個層次構成的？”“這些層次又是由什么構成的？”最終將問題落腳于“細胞膜、細胞核等細胞結構下還有沒有更小的組成部分？如果有，他們又應該是什么樣子呢？”教師充分利用細胞結構圖進行有效的開展，讓學生先來猜一猜細胞膜可能是怎樣的結構，學生大多認為細胞膜可能是由多層密集排列的水分子構成的薄膜，教師向學生提示，如果僅僅是水分子，那么細胞如何維持形態呢，有學生提出可能存在蛋白質，用來維持結構的穩定，于是教師進一步提問：“那么我們的細胞，特別是表皮細胞每天要與外界進行大量的接觸，那么細胞膜作為細胞的邊界守護者，是怎么辨別什么物質能夠通過細胞膜？什么物質不能通過細胞膜呢？”學生猜測細胞膜上可能存在一些像巡邏站的地方，來檢測物質是否能夠通過。教師隨即展示了細胞膜模型，證明了學生的猜測是正確的，但同時教師提出了生物學上著名的人細胞和小鼠細胞通過熒光標記技術進行融合的實驗，證明了細胞膜模式是一個復雜的流動鑲嵌模式，而非簡單地集中不同物質層構成。在本節教學中，教師通過學生已經學習過的細胞功能進行引導，讓學生來思考細胞膜的結構，最終證明了細胞結構和細胞功能是相互適應的。教師的有效性提問保證了學生在課堂上的主體地位，探究式地引導學生去發現問題、解決問題，使學生由被動學習轉化為主動學習。

（四）智能化教學，拓展生物學科學習資源

隨著智能化技術的普及，各個領域都發生了巨大的改變。在教育領域，教學活動因此變得更加動態和直接。在教學形式上，出現了以微課、翻轉課堂為主的線上教學，如，教師利用微課能夠突破時間和地點的限制，學生積極發揮個人的主觀能動性，進行多次學習，使學習節奏更加符合個人習慣，同時微課的時間較短，學生能夠在學習周期內保持專注，以達到較好的學習效果；在教學內容上，教師能夠將多種資源進行整合，如依托于互聯網，教師在備課時可以利用其他優秀教師的教學經驗和課件，或者用搜索引擎搜集與教學內容有關的音頻或視頻資料，同時能夠打破學科間的壁壘，生成多學科交叉式的課堂；在技術層面上，教師能夠利用多媒體實現聲光影兼具的課堂，將各種教學內容進行形式上的轉換，降低學習難度，使教學更加貼合學生的認識。

在現階段的教學中，許多教師已經運用線上教學形成了對傳統教學的有效補充和拓展，并極大地提高了課堂效率。以人教版生物必修1分子與細胞的《細胞的能量“貨幣”ATP》一課的學習中，由于這節課的內容比較難，教師提前錄制了微課作為預習的一種學習資源，讓學生結合微課進行預習。在微課當中，教師通過動畫的形式展現了“貨幣”ATP的結構，并設置了利用“貨幣”ATP購買能量這一場景，使學生簡單明了地理解了ATP是如何作為細胞內的通貨來完成“購買”活動的。同時在微課的末尾，教師也提出了ATP與ADP是怎樣相互轉化的、這有什么意義等問題留給學生思索，以便于在后續的課程中，學生能夠帶著問題進入生物課堂。在課堂上，教師讓學生分析一下ADP和ATP是如何轉換的，通過多媒體展現出兩者結構的不同，從而引出了酶這一關鍵概念，使學生們能夠較為具體的將ATP與ADP的轉化與人類的生命活動聯系在一起。結合之前所學的蛋白質、糖類等提高能量的物質與ATP的關系，如蛋白質的合成屬于吸收能量的反應，而糖類的分解屬于釋放能量的反應，這些活動中就實現了ADP與ATP的轉化，通過ATP提供能量，而不是由糖類等直接提供能量，使得生物活動能夠持續地進行。在自然界的任何一種動植物中，能量的提供與轉化都是如此，這意味著生物界的統一性，使學生更多地理解了人體能量來源與去處的奧秘，并能夠將這一知識的適用范圍進行推廣。在課后，教師通過線上學習平臺發布了ATP相關的知識拓展和試題訓練，可以幫助有需要的學生進行學習和練習，這種分層式的教育能夠使不同水平的學生找到適合自己的發展，同時線上平臺也可以充當一個教育資源庫，對教育資源進行儲存，使學生在未來需要的時候可以及時、反復地應用。

三、結語

俗話說：“教無定法，貴在得法?！痹谏飳W科的教學中，教師要意識到學生的成長和發展是任何教育理念和教育方法的出發點，因此在生物教學的具體情境中，教學方法并不是拿來就用，一用就靈的，這要求教師們結合學生的具體情況進行分析，選擇恰當的教學方法。同時在教學中要避免唯分數論陷阱，要提升學生的邏輯思維分析能力，養成良好的學習態度，領略生物科學的理性和諧之美也是生物教學的重要目的，通過全方位的教學，促進學生的全面發展。