摘 要 在文獻(xiàn)研究、問(wèn)卷調(diào)查的基礎(chǔ)上提出了高中生物理論探究教學(xué)的研究問(wèn)題,闡述了理論探究教學(xué)的內(nèi)容選擇及其提高理論探究教學(xué)效率的策略,研究表明理論探究教學(xué)對(duì)于長(zhǎng)期困擾教學(xué)的傳統(tǒng)知識(shí)與能力的錯(cuò)位及如何在教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的能力問(wèn)題,將是一個(gè)實(shí)際的解決措施。
關(guān)鍵詞 理論探究 生物學(xué)教學(xué) 實(shí)踐研究
中圖分類號(hào) G633.91
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B
筆者發(fā)現(xiàn):探究教學(xué)不一定非得通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能進(jìn)行,教師只要在對(duì)某些生物學(xué)規(guī)律和科學(xué)發(fā)展史等理論知識(shí)的教學(xué)過(guò)程中同樣滲透探究思想,通過(guò)一系列問(wèn)題情景的創(chuàng)設(shè),引導(dǎo)學(xué)生以探究的思維方式研究它,就能使學(xué)生感悟這些知識(shí)的產(chǎn)生和發(fā)展的過(guò)程,從而有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻把握和各種能力的培養(yǎng),能夠使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)更趨于合理化和系統(tǒng)化,能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)的講授法常常出現(xiàn)的能力與知識(shí)分離的不足。
理論探究教學(xué)還沒(méi)有非常明確的概念界定,筆者在文中提出的“理論探究教學(xué)”,是針對(duì)“實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)”而言的。故筆者將“理論探究教學(xué)”界定為:教學(xué)過(guò)程是在教師的啟發(fā)誘導(dǎo)下,以學(xué)生獨(dú)立自主學(xué)習(xí)和合作討論為前提,以現(xiàn)行教材中的有關(guān)概念、規(guī)律以及有關(guān)生物科學(xué)發(fā)展史為基本探究?jī)?nèi)容,為學(xué)生提供充分自由表達(dá)、質(zhì)疑、探究、討論問(wèn)題的機(jī)會(huì),讓學(xué)生理解概念、規(guī)律等科學(xué)知識(shí)的產(chǎn)生、發(fā)展過(guò)程的教學(xué)活動(dòng)。它強(qiáng)調(diào)以教材中的問(wèn)題為中心,以學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)(包括直接經(jīng)驗(yàn)和間接經(jīng)驗(yàn)),以學(xué)生的自主探究為主要形式。
1 實(shí)施高中生物學(xué)理論探究教學(xué)的必要性
1.1 探究教學(xué)困難重重
筆者通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)學(xué)生從小學(xué)到初中,已經(jīng)習(xí)慣了“教師講、學(xué)生聽(tīng)”的模式,學(xué)生在生物學(xué)習(xí)中主體性嚴(yán)重缺失,如何激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物和參與探究的興趣,需要教師做大量的、耐心的、艱苦細(xì)致的工作,為此,教師所付出的時(shí)間和精力遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)教學(xué)。筆者通過(guò)與一些一線高中生物教師的訪談,了解到他們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中都曾嘗試過(guò)探究教學(xué),但目前的教學(xué)成果評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、評(píng)價(jià)制度、目前的高考模式、課時(shí)安排,使他們更青睞講授法。實(shí)踐中筆者發(fā)現(xiàn)探究教學(xué)實(shí)施的最大障礙來(lái)源于升學(xué)的壓力,社會(huì)、家長(zhǎng)乃至學(xué)校都以學(xué)生的考試成績(jī)?yōu)楹饬拷虒W(xué)質(zhì)量好壞的重要標(biāo)準(zhǔn),這嚴(yán)重阻礙了探究教學(xué)的實(shí)施。因此中學(xué)探究教學(xué)的開(kāi)展困難重重。
1.2課堂教學(xué)方法亟需改進(jìn)
盡管傳統(tǒng)的講授法不能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體性,直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣和探究能力的培養(yǎng),目前高中生物教學(xué)中傳統(tǒng)的講授法仍處于重要地位,許多課堂幾乎仍是“滿堂灌”。由于探究教學(xué)(特別是實(shí)驗(yàn)探究)存在種種不足:教學(xué)進(jìn)度緩慢、耗時(shí)、需要大量的教學(xué)材料和設(shè)備、課堂教學(xué)秩序混亂、倉(cāng)促完成教學(xué)任務(wù)、探究活動(dòng)本身具有模糊性難以實(shí)施、結(jié)果難以控制,再加上目前的大多數(shù)考試重視對(duì)知識(shí)的記憶,而忽視科學(xué)方法和技能以及調(diào)查研究策略的考核。這種教育背景的存在,使得許多教師不能也不愿采用探究教學(xué)。筆者對(duì)本校4種不同類型(奧賽理化班、普通理化班、生化班、物生班)的班級(jí)學(xué)生作了一次問(wèn)卷調(diào)查,問(wèn)卷調(diào)查中84%的學(xué)生認(rèn)為目前的生物課堂教學(xué)仍然以講授為主,絕大多數(shù)學(xué)生希望生物課堂教學(xué)方式有所變化,但也有16%的學(xué)生喜歡講授法(他們已經(jīng)習(xí)慣講授法,認(rèn)為只要能節(jié)約時(shí)間,對(duì)應(yīng)付高考有利就行)。
2 理論探究教學(xué)內(nèi)容的選擇
2.1科學(xué)史探究教學(xué)
在傳統(tǒng)的生物教學(xué)中,科學(xué)史沒(méi)有得到足夠的重視,往往是把科學(xué)史作為一種知識(shí)附加在教學(xué)內(nèi)容中,教師以講解的方式進(jìn)行教學(xué)。實(shí)踐證明,這樣的科學(xué)史教學(xué)方法是低效的。對(duì)生物科學(xué)史實(shí)施探究教學(xué),能幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)研究方法和科學(xué)認(rèn)識(shí)模式,有利于學(xué)生從科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中體驗(yàn)成功,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和探究的積極性,同時(shí)還有助于學(xué)生深刻理解科學(xué)史中所涉及的生物科學(xué)的基本概念和基本規(guī)律。如果學(xué)生們的記憶中保留某些生動(dòng)事實(shí)的話,那些抽象真理不是更容易記住嗎?如:通過(guò)“孟德?tīng)枌?shí)驗(yàn)成功原因”知識(shí)內(nèi)容的探究學(xué)習(xí),可使學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)家艱辛的探索歷程、認(rèn)真細(xì)致的工作作風(fēng)和一絲不茍的科學(xué)精神,讓他們從中學(xué)習(xí)科學(xué)家對(duì)待知識(shí)的科學(xué)態(tài)度,學(xué)習(xí)他們善于探究的精神,這些嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)素質(zhì)是學(xué)生未來(lái)發(fā)展所必需的。
因此生物理論探究教學(xué)中,教師在選擇內(nèi)容時(shí),首先要注重精選生物學(xué)史中的一些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)作為范例(如光合作用的過(guò)程、生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)、證明DNA是遺傳物質(zhì)的一組實(shí)驗(yàn)等),通過(guò)學(xué)習(xí)科學(xué)史中科學(xué)家們的探究過(guò)程,包括發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假說(shuō)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并實(shí)施、分析現(xiàn)象得出結(jié)論等科學(xué)探究過(guò)程,使學(xué)生在了解科研過(guò)程的同時(shí)學(xué)習(xí)有關(guān)的生物知識(shí)。
如在對(duì)生長(zhǎng)素的科學(xué)發(fā)現(xiàn)史進(jìn)行探究教學(xué)時(shí),筆者認(rèn)為可按照以下思路、步驟來(lái)處理:發(fā)現(xiàn)問(wèn)題(教會(huì)學(xué)生如何閱讀、分析資料:在單側(cè)光照射下,有尖端的燕麥胚芽鞘彎曲生長(zhǎng),而除掉尖端的燕麥胚芽鞘卻不生長(zhǎng),不彎曲)——提出假設(shè)(引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)如何依據(jù)資料提出假設(shè):胚芽鞘尖端可能產(chǎn)生某種物質(zhì),使植物表現(xiàn)出生長(zhǎng)和彎曲的現(xiàn)象)——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證(啟發(fā)學(xué)生思考為什么和怎樣設(shè)計(jì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證)——得出結(jié)論(學(xué)生進(jìn)行小組討論,教師啟發(fā)學(xué)生領(lǐng)悟如何科學(xué)表述自己的研究結(jié)論:尖端確實(shí)能夠產(chǎn)生某種促進(jìn)生長(zhǎng)的物質(zhì)——生長(zhǎng)素)。
通過(guò)這樣的教學(xué)能使原本看似高深莫測(cè)的科研過(guò)程揭開(kāi)神秘的面紗,有助于學(xué)生學(xué)習(xí)完整的探究過(guò)程以領(lǐng)悟探究思維的真諦。
2.2概念探究教學(xué)
在生物實(shí)際教學(xué)過(guò)程中有大量的生物學(xué)概念!學(xué)生對(duì)概念掌握的正確與否,直接關(guān)系到對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解應(yīng)用,因此,“概念”的教學(xué)在生物理論探究教學(xué)中具有十分重要的地位。學(xué)生在學(xué)習(xí)某個(gè)生物概念或規(guī)律時(shí),必須以探究的思維方式研究它,才能抓住其實(shí)質(zhì)。實(shí)踐表明:理論探究教學(xué)可以讓學(xué)生掌握比較抽象的概念,符合學(xué)生學(xué)習(xí)的思維規(guī)律,是學(xué)生掌握科學(xué)概念或抽象教學(xué)內(nèi)容的一種有效的方式。
如無(wú)性生殖是分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、營(yíng)養(yǎng)生殖的上位概念,概括性較高,探究教學(xué)時(shí)可以先用豐富的實(shí)例使學(xué)生掌握分裂生殖、孢子生殖、出芽生殖、營(yíng)養(yǎng)生殖的概念,然后啟發(fā)學(xué)生嘗試著從中總結(jié)出它們的共同特點(diǎn):不經(jīng)過(guò)生殖細(xì)胞的結(jié)合,由母體直接產(chǎn)生新個(gè)體。通過(guò)這種方式得出的無(wú)性生殖的概念能讓學(xué)生舉一反三,理解深刻。
進(jìn)行概念探究教學(xué)時(shí),教師還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生找出新概念與已有概念相關(guān)聯(lián)的有關(guān)部分,通過(guò)探究原有概念和新概念之間的區(qū)別與聯(lián)系,把新概念納入認(rèn)知結(jié)構(gòu)中相應(yīng)的概念體系。如在學(xué)習(xí)生物新陳代謝的基本類型時(shí),同化作用是自養(yǎng)型和異養(yǎng)型兩個(gè)概念的上位概念,異化作用是需氧型和厭氧型兩個(gè)概念的上位概念,學(xué)生已掌握了同化作用、異化作用這兩個(gè)上位概念,教學(xué)中教師只需抓住自養(yǎng)型、異養(yǎng)型概念中“合成物質(zhì)”這一相關(guān)聯(lián)部分,對(duì)比自養(yǎng)型和異養(yǎng)型的本質(zhì)屬性:能不能利用無(wú)機(jī)物制造有機(jī)物;抓住需氧型、厭氧型概念中“分解物質(zhì)”這一相關(guān)聯(lián)部分,對(duì)比需氧型和厭氧型的本質(zhì)屬性:以對(duì)氧的需求來(lái)探究新概念。這樣通過(guò)原有上位概念對(duì)新學(xué)習(xí)的概念的探究,使學(xué)生對(duì)獲得的概念有了深刻的理解,并加深了記憶。
3 提高理論探究教學(xué)效率的策略
3.1 分解探究環(huán)節(jié)
新課程理:念之一就是讓學(xué)生充分參與探究活動(dòng),而完成探究的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要一定的時(shí)間,學(xué)生又存在個(gè)性差異,加之課堂教學(xué)的時(shí)間有限,如果在1節(jié)課內(nèi)不分主次、輕重地讓學(xué)生經(jīng)歷探究的每個(gè)環(huán)節(jié),就不可能給學(xué)生留夠思維的時(shí)間和空間,勢(shì)必會(huì)限制學(xué)生主體性的發(fā)揮,造成“充分參與”與“課時(shí)限制”的矛盾。筆者通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)在實(shí)施理論探究教學(xué)時(shí)若將探究的各個(gè)環(huán)節(jié)分解,依據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容在教學(xué)中完成一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)探究任務(wù),不僅可以解決一般實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問(wèn)題,同時(shí)又可適應(yīng)現(xiàn)行的高考背景要求,使學(xué)生能力得到發(fā)展的同時(shí),獲得較為完整的知識(shí)體系,從而提高理論探究教學(xué)的效率。教學(xué)時(shí),教師要改變過(guò)去傳統(tǒng)教學(xué)完全依賴教材的現(xiàn)象,應(yīng)根據(jù)《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)教材的一些章節(jié)講行大膽的刪減與合并,調(diào)整教學(xué)順序,將探究過(guò)程分階段完成,每一階段應(yīng)各有側(cè)重(如何發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、得出結(jié)論;如何圍繞問(wèn)題展開(kāi)資料搜集與分析;如何科學(xué)地展示科研成果,即表達(dá)和交流的科學(xué)探究能力;如何學(xué)會(huì)溝通與合作,如何通過(guò)多種途徑獲取信息、并且加工處理;如何運(yùn)用知識(shí)分析、解決問(wèn)題的實(shí)踐能力)。這樣既能保證理論探究教學(xué)的時(shí)間又可以讓學(xué)生對(duì)知識(shí)有一個(gè)系統(tǒng)性地學(xué)習(xí)。在理論探究教學(xué)的過(guò)程中,教師可以根據(jù)活動(dòng)的難易程度及學(xué)生知識(shí)和能力水平,采用不同的探究形式。例如,問(wèn)題的來(lái)源,可以是學(xué)生自己提出的,也可以是教師通過(guò)特殊的問(wèn)題情境誘導(dǎo)學(xué)生提出的,甚至可以是教師或教材提出的。又如,對(duì)數(shù)據(jù)的收集,可以讓學(xué)生通過(guò)對(duì)資料的觀察、分析、討論,親自收集數(shù)據(jù),也可以給出一定的現(xiàn)成數(shù)據(jù)讓學(xué)生分析并作出解釋,甚至將數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的分析方法都告訴學(xué)生。筆者認(rèn)為理論探究教學(xué)過(guò)程中只要合理將探究環(huán)節(jié)分解就可使學(xué)生在不同的理論知識(shí)探究過(guò)程中逐漸學(xué)會(huì)探究的方法和步驟,使得理論探究教學(xué)真正落到實(shí)處。
3.2 了解探究過(guò)程中學(xué)生面臨的問(wèn)題,教會(huì)學(xué)生探究方法
教學(xué)實(shí)踐中,筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生探究能力的缺乏,往往使得理論探究過(guò)程流于形式。探究能力主要包括:根據(jù)情景提出問(wèn)題的能力、根據(jù)問(wèn)題和條件提出假設(shè)的能力、資料收集的能力、利用現(xiàn)有資源進(jìn)行探究的能力、分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論的能力、有效地表達(dá)和交流研究成果的能力等。筆者發(fā)現(xiàn)學(xué)生只有具備了一定的探究能力才能使探究教學(xué)得以順利開(kāi)展。因此在教學(xué)中教師應(yīng)該通過(guò)各種途徑了解學(xué)生在探究過(guò)程中可能遇到的各種困難:如理論探究教學(xué)中提不出問(wèn)題或不知道如何提出問(wèn)題,如何解決?如何生成問(wèn)題并進(jìn)行各種探究活動(dòng),如何正確分析資料學(xué)會(huì)“搜索問(wèn)題”或找“經(jīng)得住檢驗(yàn)的問(wèn)題”?什么樣的問(wèn)題才是能夠?qū)嶋H進(jìn)行探究的問(wèn)題?如何與同伴合作并對(duì)生成的問(wèn)題進(jìn)行深入討論?怎樣把探究的結(jié)果科學(xué)地表述出來(lái)?……美國(guó)認(rèn)知心理學(xué)家?jiàn)W蘇貝爾曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“影響學(xué)習(xí)的最重要因素是學(xué)生已經(jīng)知道了什么,我們應(yīng)當(dāng)根據(jù)學(xué)生原有的知識(shí)狀況去進(jìn)行教學(xué)?!币虼?,實(shí)施理論探究教學(xué)時(shí)教師要通過(guò)了解學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)、思維狀況、態(tài)度和價(jià)值觀等方面,來(lái)了解學(xué)生探究活動(dòng)過(guò)程可能存在的困惑,適時(shí)地給學(xué)生提供一些跳板,以確保學(xué)生能積極主動(dòng)參與探究教學(xué)。如在探究“植物的激素調(diào)節(jié)”這部分內(nèi)容時(shí),學(xué)生一開(kāi)始提不出高質(zhì)量的探究問(wèn)題。教師可以通過(guò)提供相應(yīng)的背景資料:多媒體演示荷蘭科學(xué)家溫特的實(shí)驗(yàn)過(guò)程(把尖端切下后放在瓊脂切快上幾小時(shí),移去尖端,再把瓊脂切成小快,放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè))引導(dǎo)學(xué)生思考:為什么要這么做呢?有的學(xué)生可能就會(huì)想到:這是否與尖端產(chǎn)生的物質(zhì)能夠運(yùn)輸有關(guān)?尖端產(chǎn)生的物質(zhì)在胚芽鞘的生長(zhǎng)中會(huì)有什么作用呢?如何證明它的作用?學(xué)生此時(shí)會(huì)很自然地圍繞這個(gè)問(wèn)題展開(kāi)討論并會(huì)主動(dòng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己的假設(shè)……這樣教師通過(guò)具體實(shí)例,結(jié)合探究過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)適時(shí)誘導(dǎo)、啟發(fā)學(xué)生,讓學(xué)生學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,提出假設(shè),并能夠進(jìn)行科學(xué)選材,合理設(shè)計(jì)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)方案,從而得出結(jié)論,理解、掌握探究的思路和方法。
3.3精心組織教學(xué)材料
探究活動(dòng)需要足夠的支持條件。沒(méi)有充足的結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的材料,即使學(xué)生們有了強(qiáng)烈的探究欲望,探究活動(dòng)也難以展開(kāi)和深入。教材是學(xué)生學(xué)習(xí)的基本材料,是教師教、學(xué)生學(xué)的依據(jù),在進(jìn)行理論探究教學(xué)時(shí),教師必須認(rèn)真分析,領(lǐng)悟教材的有關(guān)內(nèi)容,切實(shí)把握教材內(nèi)容的意圖和目的,精心組織教材內(nèi)容以及相關(guān)的拓展資料和影像資料,讓學(xué)生通過(guò)對(duì)這些材料的分析研究,掌握全面深入的知識(shí)。對(duì)于學(xué)生在探究學(xué)習(xí)過(guò)程中可能會(huì)遇到困難的教材內(nèi)容,教師應(yīng)根據(jù)需要適時(shí)適量地選擇一些與揭示科學(xué)概念有關(guān)、能提供相關(guān)信息的材料;幫助學(xué)生克服探究過(guò)程中的困難,從而提高探究的實(shí)效性,使學(xué)生享受探究的樂(lè)趣。教師在選擇相關(guān)的拓展材料時(shí)應(yīng)注意:(1)所選材料必須要與教材中重要的概念和原理有關(guān),要有適應(yīng)性和可操作性,要能直接指向整個(gè)探究活動(dòng),能夠引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探究,避免探究目標(biāo)的分散;(2)所選材料要能引起學(xué)生的興趣,產(chǎn)生心理共鳴,激起探究的欲望,如生活中的自然現(xiàn)象、蘊(yùn)含哲理的有趣故事、生動(dòng)形象的錄像等。
實(shí)踐中筆者發(fā)現(xiàn)理論探究教學(xué)從提出問(wèn)題開(kāi)始,到形成概念、解決問(wèn)題為止,學(xué)生始終處于獨(dú)立思考、積極探索的學(xué)習(xí)情境中。理論探究教學(xué)通過(guò)實(shí)施探究活動(dòng)讓學(xué)生在自主參與知識(shí)獲得的過(guò)程中,掌握科學(xué)探究的一般過(guò)程和方法,使學(xué)生受到科學(xué)方法的系統(tǒng)訓(xùn)練,有利于提高學(xué)生的科學(xué)素質(zhì),對(duì)于長(zhǎng)期困擾教師的傳統(tǒng)知識(shí)與能力的錯(cuò)位及如何在教學(xué)中發(fā)展學(xué)生的能力問(wèn)題,將是一個(gè)實(shí)際的解決措施。