探究式學習在高中生物教學中的應用策略探究

摘 要：隨著課程改革的深入，學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)逐漸受到高中生物教師的關注，迫切需要教師根據(jù)生物學科特點和學生階段特征，引導學生開展探究式學習，以解決傳統(tǒng)生物教學機械性、淺層化、模式化問題，促進學生生物學科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。文章首先分析探究式學習在高中生物教學中的應用現(xiàn)存問題，并從探究資源整合、創(chuàng)新探究形式以及探究評價實施幾個方面，分析探究式學習在高中生物教學中的應用策略，以期為相關生物教學活動的設計與實施提供一定借鑒參考，實現(xiàn)生物課程的育人價值。

關鍵詞：核心素養(yǎng)；高中生物；探究式學習

探究式學習鼓勵學生自主探索和發(fā)現(xiàn)知識。該方法強調(diào)要“以學生為主體”“以學習為中心”，需要學生針對特定生物學現(xiàn)象，開展細致觀察思考、問題假設、方案設計、資料整理、實踐探究、歸納總結(jié)等活動，在問題發(fā)現(xiàn)、分析與解決過程中，發(fā)展生物學科核心素養(yǎng)。《普通高中生物學課程標準》（2017年版2020年修訂，以下簡稱《課程標準》）指出，要“組織以探究為特點的主動學習是落實生物學科核心素養(yǎng)的關鍵”，要求教師為學生提供更多機會讓學生親身參與和實踐，促使學生在掌握生物學概念知識的基礎上形成生命觀，養(yǎng)成科學思維習慣，明確自身承擔的社會責任。然而，部分教師對探究式學習的概念與價值認識不清，未能以核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為目標統(tǒng)籌設計探究活動，難以支持學生生物學科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展，無法適應生物課程改革的現(xiàn)實需要。為了促進高中生物教學的提質(zhì)增效，教師應堅持問題導向、目標導向與結(jié)果導向，對探究式學習的開展與應用策略進行探究，使學生在問題發(fā)現(xiàn)、分析與解決的過程中發(fā)展核心素養(yǎng)。

一、探究式學習在高中生物教學應用中現(xiàn)存的問題

（一）探究式學習資源匱乏，難以支持知識體系構(gòu)建

探究式學習需要學生搜集相關信息與資料解決問題。然而在實際生物探究式學習開展過程中，部分教師為了追求教學效率，機械、粗暴地為學生提供固定的生物學習資料，以至于學生在生物探究中出現(xiàn)了“無從下手”的情況，且學生個性化生物學習需求難以得到有效滿足[1]。生物學習資源的局限性不僅制約了學生的思維延展與視野拓寬，還難以支持學生在探究學習中進行生物知識體系的完善與建構(gòu)，不利于實際問題的有效解決。

（二）探究式學習實踐形式落后，難以推動探究問題解決

探究式學習是一種以生為本的教學模式，需要教師尊重學生的主體地位，促使學生綜合運用多種探究方法進行問題探究。但是，部分教師在學生的探究式學習中，未能將問題發(fā)現(xiàn)、提出、分析與解決的主動權(quán)交給學生，在教學活動中對“教師講，學生聽”的單向“灌輸式”教學具有較強依賴性，探究實踐形式落后，出現(xiàn)了“師本位”的問題，導致探究問題不能得到推進與解決。在這種教學模式下，學生被動接受教師安排，其學習積極性、主動性受到了很大程度的抑制，難以真正調(diào)動自身知識、思維、情感等進行深入探究，無法在主動學習中得到生物學科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。

（三）探究式學習評價指導滯后，難以落實評價引導反饋作用

在新課程標準下，探究過程評價的重要性愈加凸顯，需要教師通過“教、學、評”一體化設計將評價滲透到學生生物探究的全過程與各方面。但是，部分教師在探究式學習評價中依舊存在僅僅在探究活動結(jié)束后進行歸納總結(jié)的問題，雖然歸納總結(jié)是生物探究學習回顧探究過程、分析探究不足、總結(jié)探究經(jīng)驗的重要環(huán)節(jié)，但是僅僅依賴歸納總結(jié)進行評價具有一定的滯后性。滯后的評價難以支持教師根據(jù)學生探究過程中的知識、思維、情感、方法等表現(xiàn)評估學生的學習目標達成度，同時也難以為學生提供針對性指導，不利于高效生物探究課堂的構(gòu)建。

二、探究式學習在高中生物教學中的應用策略

（一）設計完整的探究式學習方案，多渠道整合生物探究學習資源

信息技術與教育教學領域的融合，促進了優(yōu)質(zhì)生物教學資源的共建共享，使教師得以依賴互聯(lián)網(wǎng)+教育平臺，收集整理圖片、視頻、模擬實驗等教學資源，為探究問題解決提供資源支持與保障[2]。

在探究式學習開展過程中，教師應引導學生根據(jù)假設、圍繞主線設計探究方案，并結(jié)合方案，多渠道整合生物探究學習資源，促使學生在探究學習中完成生物知識體系的完善與建構(gòu)，切實基于結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的知識體系分析解決問題，實現(xiàn)從知識向能力轉(zhuǎn)化。

例如，人教版教材必修一第三章第一節(jié)《細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能》是學生認識細胞的結(jié)構(gòu)與功能的第一步，重在引導學生在細胞膜研究的過程中領悟“提出假說”與“建構(gòu)模型”的方法，并認識細胞結(jié)構(gòu)與功能的統(tǒng)一。在探究教學中，教師應基于建構(gòu)模型組織學生開展探究學習，引導學生基于假設設計探究方案、整合學習資源，為細胞膜探究活動的高效開展打好基礎，逐步領悟細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能相適應。

第一，形成猜想。教師應引導學生立足生活實際思考問題，向?qū)W生提出問題“為什么雞蛋會出現(xiàn)‘散黃’現(xiàn)象？”并為學生呈現(xiàn)雞卵解剖結(jié)構(gòu)，引導學生聯(lián)系初中學習的雞卵結(jié)構(gòu)知識，猜想散蛋黃出現(xiàn)的原因。同時，教師準備一個雞蛋打碎鈍端，將內(nèi)容物放在培養(yǎng)皿中，并慢慢翻動蛋黃，挑破卵黃膜。在觀察的基礎上，教師應為學生提供文字材料、實驗材料、微課資源等，為學生鋪墊知識，使學生在小組討論中集思廣益、各抒己見，通過類比推理猜想“散蛋黃可能是由于卵黃膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)破壞造成的”，并結(jié)合“細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能”課程內(nèi)容提出探究問題“細胞膜結(jié)構(gòu)與功能有怎樣的關系？[3]”第二，根據(jù)假設，設計方案。教師要引導學生根據(jù)假設開展小組討論，就最可能的假設整合形成探究方案，并通過全班集體匯報、師生交流互動修改完善探究方案，實現(xiàn)方案設計最優(yōu)化。第三，結(jié)合方案，收集資料。教師要使學生根據(jù)問題解決需要，從“互聯(lián)網(wǎng)+”教育平臺中收集整理學習資源，使學生根據(jù)探究方案，結(jié)合課程內(nèi)容，收集整理文獻、微課、學案等學習資源，并在內(nèi)容梳理中構(gòu)建系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的知識體系，為探究活動的開展提供資源支持與保障。

（二）創(chuàng)新探究式學習實踐形式，推動探究問題的解決

1.創(chuàng)設探究式學習情境，從學生已有經(jīng)驗入手提出問題

創(chuàng)設情境是探究式學習的重要環(huán)節(jié)，能夠提高學生課程學習的參與感，激發(fā)學生內(nèi)在探究動能。在探究式學習中，教師要以現(xiàn)實生活和學生發(fā)展需要為依據(jù)創(chuàng)設探究情境、提出探究問題，有效幫助學生構(gòu)建生物探究學習與現(xiàn)實生活的聯(lián)系，并通過知識情境、互動情境、跨學科情境等的創(chuàng)設激活學生的知識、思維、情感與學習動能，為生物探究活動的高效開展奠定良好的氛圍

基礎[4]。

以人教版教材必修二第五章第三節(jié)《人類遺傳病》的生物探究教學為例，“人類遺傳病”以基因突變和染色體變異相關知識為依托，闡釋了基因突變和染色體變異在人類遺傳病中的具體表現(xiàn)，是可遺傳變異理論聯(lián)系實際的延伸，側(cè)重遺傳病的分類、調(diào)查、檢測與預防等知識的學習，與學生現(xiàn)實生活具有密切聯(lián)系。

在探究情境創(chuàng)設中，首先，教師應通過生活情境創(chuàng)設，構(gòu)建生物課程與現(xiàn)實生活的內(nèi)在聯(lián)系。生物學科與環(huán)境、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥科學等領域聯(lián)系十分密切，廣泛滲透在學生的生產(chǎn)生活實踐活動中。教師應針對日常生活中與遺傳病有關真實情景提出清晰、有價值、可探究的生命科學問題，比如教師可以緊密結(jié)合“遺傳病”，從互聯(lián)網(wǎng)中搜集整理有關遺傳病的案例和新聞，借助生活化視頻，導入探究主題“遺傳病”，引導學生初步思考遺傳病給人類帶來的危害。其次，教師應基于生活提出探究性問題，通過問題情境創(chuàng)設激發(fā)學生課程參與的積極性與主動性。教師要通過講述“遺傳病患者小A”的故事創(chuàng)設問題情境，引導學生去思考“小A患上遺傳病的可能原因是什么？”“要如何預防遺傳病？”等問題，全面激活學生的知識、思維、情感與學習動能，激發(fā)學生問題探究的積極性與主動性，激勵學生嘗試利用新知識解釋生物現(xiàn)象。

2.以小組為單位，通過合作解決探究式學習的問題

《課程標準》明確，“教師應該提供更多機會讓學生親自參與和實踐”。為了促進問題解決，教師應按照組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的原則組建等實力學習小組，讓學生以小組為單位，按照探究方案、結(jié)合研究任務開展自主、合作與探究學習，切實在問題分析中完成生物知識、技能等的內(nèi)化整合、實踐應用與遷移創(chuàng)新，在問題解決中完成能力向素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化，落實生物課程教學培根鑄魂、啟智增慧的價值。

以人教版教材必修一第五章第三節(jié)《細胞呼吸的原理和應用》的生物探究教學為例，“細胞呼吸的原理和應用”對應《課程標準》的“比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同，闡明細胞呼吸的實質(zhì)、探討細胞呼吸原理在生產(chǎn)和生活中的應用”，需要學生通過探究酵母菌的細胞呼吸方式認識細胞呼吸的概念，并逐步理解有氧呼吸和無氧呼吸的異同，深入理解生命活動中物質(zhì)與能量的變化規(guī)律。在探究式學習開展過程中，教師可以運用實驗探究法組織學生開展自主、合作與探究學習，使學生根據(jù)生活經(jīng)驗、實驗結(jié)果等論證酵母菌細胞呼吸方式及其產(chǎn)物，在實驗探究中理解有氧呼吸和無氧呼吸的異同。

首先，設計實驗方案。教師應基于問題“酵母菌細胞呼吸的方式及其產(chǎn)物是什么？”設計實驗方案，并在兼顧不同水平的學生的基礎上設計探究層次性、連貫性的實驗任務，引導學生以小組為單位開展實驗探究。其次，整合多種探究方法。探究式學習開展過程實際上是科學探究的過程，教師應促進觀察法、實驗法、調(diào)查法、文獻法等方法有效結(jié)合，使學生在分工協(xié)作、操作實踐中循序漸進地突破自身最近發(fā)展區(qū)[5]。在探究實驗過程中，教師可以引導學生應用觀察法，發(fā)現(xiàn)“有氧條件下澄清石灰水更渾濁且溴麝香草酚藍溶液顏色變化快、明顯”“重鉻酸鉀檢測酒精，無氧條件下溶液變成灰綠色，有氧不變色”現(xiàn)象。基于此，教師可以引導學生結(jié)合調(diào)查法、文獻法等方法形成推論，“在有氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生大量二氧化碳和水”和“在無氧條件下，酵母菌通過細胞呼吸產(chǎn)生酒精和少量二氧化碳”，逐步加深對生物概念的認識與理解。最后，教師應布置創(chuàng)新作業(yè)，包括動手體驗式、社會實踐互動、課外書籍閱讀、線上學習等。比如，教師可以“細胞呼吸原理的應用”為核心設計課后調(diào)查實踐活動，促使學生以小組為單位走進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品加工、醫(yī)療衛(wèi)生等領域的企業(yè)、工廠等開展調(diào)查研究，切實在調(diào)查實踐中發(fā)展生物學科核心

素養(yǎng)。

（三）完善評價體系，提升“教、學、評”一致性

評價是生物探究式學習的“指揮棒”，具有引導、激勵、調(diào)控、反饋與總結(jié)等功能。教師應將評價作為了解探究過程、調(diào)控教學行為、提高教學質(zhì)量的重要手段，在探究式學習開展過程中，教師堅持以評促學、以評促教，以學生發(fā)展為中心循序漸進地構(gòu)建主體多元、內(nèi)容豐富、形式多樣的評價體系，提升“教、學、評”一致性，運用評價促進教師的“教”與學生的“學”的提質(zhì)增效。

以人教版選擇性必修二第四章第一節(jié)《人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響》的探究式學習為例，《人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響》一課重點介紹了人口增長與生態(tài)足跡，探討了人口增長過快帶來的環(huán)境壓力，旨在幫助學生理解人口、資源與環(huán)境的關系，并能夠運用所學知識解決實際問題。在探究學習中，教師可以運用評價激勵學生圍繞“人類活動對生態(tài)環(huán)境的影響”展開探究，再深度學習理解“人類活動對生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡有著深遠的影響，依據(jù)生態(tài)學原理保護環(huán)境是人類生存和可持續(xù)發(fā)展的必要條件”等概念。在評價中，教師要加強“教、學、評”一體化設計，將評價滲透到學生探究學習的全過程與各方面，既關注學生的探究成果，也重視學生的個體進步與多方發(fā)展，支持學生生物學科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。具體來說，在學生猜想與探究中，教師應運用課堂觀察、交流互動、隨機提問等方法促進學生自評、學生互評與教師評價，引導學生及時發(fā)現(xiàn)問題，并在自主反思、學習借鑒與歸納總結(jié)中補齊短板，提升探究式學習的效率[6]。

結(jié)束語

總而言之，隨著高中生物課程改革的深入，將探究式學習的應用擺在了更加重要的位置，需要教師立足生物學科特點和學生階段特征革新教學理念、創(chuàng)新教學方法，促進生物課程教學的提質(zhì)增效。在探究式學習構(gòu)建過程中，教師要以核心素養(yǎng)為導向，統(tǒng)籌設計教學目標、探究情境、探究方案、探究實踐以及教學評價，使學生在真實生動的問題情境中，根據(jù)假設設計方案、整合資源，并以自主、合作與探究學習的形式進行實踐探究，逐步完成生物知識、技能、思維、方法等的內(nèi)化整合、實踐應用與遷移創(chuàng)新，促進生物學科核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。

參考文獻

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