高中生物“研究性學(xué)習(xí)”的探索
上饒縣中學(xué)生物組 葉俊杰
【摘要】研究性學(xué)習(xí)在21世紀(jì)基礎(chǔ)教育新課程體系中具有重要地位。師范教育更應(yīng)注重研究性學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施，使師范生畢業(yè)后能更好地從事研究性學(xué)習(xí)的教學(xué)。生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)，較多采用以小組合作為組織形式，以問題為中心的主題式內(nèi)容進(jìn)行。
問題中心進(jìn)課堂，這種新的學(xué)習(xí)方式在21世紀(jì)基礎(chǔ)新課程體系中具有突出地位，將貫穿于整礎(chǔ)教育階段。為了適應(yīng)今后在小學(xué)進(jìn)行研學(xué)習(xí)的教學(xué)，師范教育生物學(xué)教學(xué)應(yīng)注重研學(xué)習(xí)的設(shè)計與實施。
研究性學(xué)習(xí)是指教師在課堂授課以外，引生結(jié)合典型個案分析研究，對教學(xué)中或教外涉及的一些問題進(jìn)行探究其本質(zhì)規(guī)律的學(xué)習(xí)活動。研究性學(xué)習(xí)以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和創(chuàng)新能力為目的，要求給學(xué)生提供探究題和探究的手段，讓學(xué)生自己探究知識的過程，并將在探索過程中獲得的感性材料思維加工，使之轉(zhuǎn)化為學(xué)習(xí)成果，因而具究性。這種學(xué)習(xí)從問題的提出到解決問題案設(shè)計、實施、結(jié)論的得出、研究成果的等原則上均由學(xué)生自身完成，因而具有自和創(chuàng)新性。研究性學(xué)習(xí)一般要通過調(diào)查研專題討論、實驗探索、文獻(xiàn)查閱、社會實方式進(jìn)行，因而具有開放性和實踐性。研學(xué)習(xí)作為在一定的教育目的指導(dǎo)下，通過織、有計劃編制的教育內(nèi)容對學(xué)生施加影響。
1.1 研究性學(xué)習(xí)的基本特點(diǎn)
研究性學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)師生在交互過程中共同建構(gòu)課程內(nèi)容，完成學(xué)習(xí)內(nèi)容的選擇、組織和編排；課程的主要目的不是將知識目標(biāo)放在首位，而是比較強(qiáng)調(diào)素質(zhì)目標(biāo)。課程重點(diǎn)不是理解知識，是讓學(xué)生主動探索知識的過程；強(qiáng)調(diào)在學(xué)習(xí)活動的過程中，創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境和途徑，讓學(xué)生圍繞某一主題通過多種途徑，運(yùn)用多種手段(包括運(yùn)用因特網(wǎng)等現(xiàn)代手段)主動探索、發(fā)現(xiàn)、獲取信息，學(xué)會對大量信息進(jìn)行收集、分析、簡約、引申、轉(zhuǎn)換和評價等加工策略，并應(yīng)用知識解決實際問題。研究性學(xué)習(xí)不再局限于現(xiàn)有教材和已有知識基礎(chǔ)，它需要更為靈活、開放及有效的教學(xué)組織形式。學(xué)習(xí)形式可以由個體轉(zhuǎn)向班級集體學(xué)習(xí)或小組合作，組內(nèi)成員分工協(xié)作，進(jìn)行社會調(diào)查訪談，開展平等的討論與交流，共同完成課題研究過程。通過合作手段，取得集體成果，各成員學(xué)習(xí)結(jié)果相互依存，有利于培養(yǎng)學(xué)生社會合作精神與人際交往能力。研究性學(xué)習(xí)的評價關(guān)注的不是研究成果、學(xué)術(shù)水平的高低而是學(xué)習(xí)內(nèi)容的豐富性、研究方法的多樣性，更重視應(yīng)用，重視體驗，重視全員參與等價值取向的選擇。
1.2 研究性學(xué)習(xí)的師生角色
研究性學(xué)習(xí)特別注重學(xué)生的創(chuàng)新精神和社會實踐活動。強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心，要求學(xué)生由外部刺激的被動接受者和知識的被灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w、認(rèn)知意義的主動建構(gòu)者；要求學(xué)生要學(xué)會學(xué)習(xí)，善于設(shè)想，勤于思考，學(xué)會通過同伴之間的積極的相互影響提高研究性學(xué)習(xí)的有效性；要具備在日常學(xué)習(xí)與生活中愛質(zhì)疑、樂于探索、努力求知的心理品質(zhì)。研究性學(xué)習(xí)要求教師由知識的傳授者、灌輸者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生主動建構(gòu)的指導(dǎo)者、幫助者、促進(jìn)者。教師在設(shè)計和實施課題研究中對正確引導(dǎo)設(shè)題、提示研究方法、設(shè)計研究計劃、實施研究課題、支持交流評判、引導(dǎo)歸納總結(jié)起到了積極的主導(dǎo)作用，體現(xiàn)了學(xué)法指導(dǎo)。
1.3 生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)的程序
在進(jìn)行生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)的初期，較多采用的是在活動課程中進(jìn)行的以小組合作為基本組織形式，以問題為中心的主題式研究性學(xué)習(xí)。即學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，以類似科學(xué)研究的方式圍繞某一需要探究解決的特定問題展開研究，去主動地獲取知識，應(yīng)用知識，解決問題，從而使學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)和發(fā)展有切實的落腳點(diǎn)。以問題為中心的主題式研究性學(xué)習(xí)的一般程序可概括為：
2 生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)的類型按照研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容和形式, 可以將研究性學(xué)習(xí)分為以下幾種類型:
2. 1 收集整理類 對生物學(xué)的一般性問題, 通過對有關(guān)資料、知識的查閱, 并進(jìn)行收集、整理、分析、歸納揭示其本質(zhì)和一般規(guī)律, 從而得出相關(guān)結(jié)論的研究性學(xué)習(xí)活動。如收集并交流我國自然保護(hù)區(qū)的資料、收集基因工程資料并暢談基因工程前景、收集花卉變異現(xiàn)象等。起始階段, 學(xué)生要在教師的指導(dǎo)下, 初步掌握其研究的方法和要領(lǐng), 在此基礎(chǔ)上, 可采用個體研究、小組研究和班級研究相結(jié)合的方式, 收集資料、整理歸納、概括總結(jié)、形成報告。
2. 2 調(diào)查訪問類 對社會生活、生產(chǎn)實踐中的某一生物學(xué)事實, 通過調(diào)查訪問了解情況, 弄清事實, 再結(jié)合自己所學(xué)知識和查閱資料, 分析原因, 從而揭示其現(xiàn)象的本質(zhì)和客觀規(guī)律的創(chuàng)造性實踐活動。如調(diào)查人群中的遺傳病、調(diào)查媒體對生物科學(xué)技術(shù)發(fā)展的報道、調(diào)查環(huán)境污染對生物的影響、統(tǒng)計社區(qū)肥胖的比率并說明對人體的危害等。在此活動中, 學(xué)生以小組或班集體研究相結(jié)合的方式, 通過社會調(diào)查、訪問記錄、現(xiàn)場觀察、實驗操作、問題討論等過程, 完成某一課題的研究。
2. 3 實驗研究類 把實驗同研究結(jié)合起來, 通過實驗來探索求結(jié)論。特別是教師有目的、有計劃地提出一定的課題, 學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行設(shè)計實驗, 自己設(shè)計技術(shù)方案來進(jìn)行驗證。這樣既可達(dá)到驗證理論教學(xué)的目的, 又可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立研究的能力。如設(shè)計實驗, 觀察生長素或生長素類似物對植物生長發(fā)育的影響、觀察被子植物的花粉管、設(shè)計實驗了解外界因素的干擾與變異產(chǎn)生的關(guān)系等。
2. 4 創(chuàng)造制作類 根據(jù)課題提出的要求, 通過理論與實踐的研究, 創(chuàng)造性地設(shè)計制作生物的宏觀標(biāo)本(模型)、微觀標(biāo)本(模型), 或模擬實驗。如制作小生態(tài)瓶、制作各種裝片等。創(chuàng)造制作類要求用豐富的知識和充實的智慧、熟練的技巧去完全制作過程。做到動手動腦、手腦并用, 使研究者的能力得到提高。
3 生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)的實施
3. 1 確定研究課題 學(xué)校應(yīng)對學(xué)生提出的課題進(jìn)行歸納整理, 根據(jù)學(xué)校資源、學(xué)生實際、校內(nèi)和校外實踐活動場地情況, 以及課題的科學(xué)性、可行性、可操作性,審定課題內(nèi)容。
3. 2 制定實施方案 課題確定之后, 各課題小組在教師的指導(dǎo)下, 制定出切實可行的研究方案。一個比較完整的方案, 應(yīng)包括以下幾方面內(nèi)容:
1)題目: 即所確定的研究課題。
2)研究目的: 即通過活動要明確的問題, 掌握的方法, 提高的能力。
3)理論依據(jù): 包括實驗的原理、假設(shè)和預(yù)期的結(jié)果等。
4)材料場所: 包括選材、場地、儀器和藥品等。
5)方法步驟: 指活動的組織方式、研究方法、具體步驟, 研究的主要方面, 記錄的主要素材(現(xiàn)象、數(shù)據(jù)、原由), 等等。
6)結(jié)果結(jié)論: 根據(jù)研究活動, 對素材的整理歸納,分析推斷, 形成科學(xué)、系統(tǒng)、確切、理性的結(jié)果結(jié)論。
4 生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)示例
4. 1 選擇研究課題 生態(tài)系統(tǒng)有一種內(nèi)部的自動調(diào)節(jié)的能力, 以保持自己的平衡穩(wěn)定性, 系統(tǒng)越成熟, 組成種類越多, 營養(yǎng)結(jié)構(gòu)越復(fù)雜, 調(diào)節(jié)能力越大。相反, 成分單純, 結(jié)構(gòu)簡單的生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力就小, 對劇烈的生態(tài)改變適應(yīng)性比較脆弱。研究生態(tài)系統(tǒng)的平衡性,若能在自然中進(jìn)行會直觀明了、客觀實在。鑒于學(xué)生學(xué)習(xí)條件的限制, 教師可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生態(tài)平衡原理, 設(shè)計簡單的實驗, 探索生態(tài)系統(tǒng)平衡的建立。因此, 現(xiàn)確定研究課題“通過模擬小型生態(tài)系統(tǒng)實驗, 探索使生態(tài)系統(tǒng)保持平衡的條件”。
4. 2 設(shè)計研究方案
1)研究課題: 通過模擬小型生態(tài)系統(tǒng)實驗, 探索使生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)平衡的條件。
2)研究目的: 初步學(xué)會設(shè)計模擬小型生態(tài)系統(tǒng)并通過平衡生態(tài)系統(tǒng)的建立實驗, 探索使小型生態(tài)系統(tǒng)保持平衡的條件。
3)實驗原理: 生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與它的物種組成、營養(yǎng)結(jié)構(gòu)和非生物因素等都有著密切關(guān)系。將少量的植物, 以及以這些植物為食的動物和其他非生物物質(zhì)放入一個密閉的廣口瓶中, 便形成一個人工模擬的小型生態(tài)系統(tǒng)。通過設(shè)計一組模擬小型生態(tài)系統(tǒng)實驗, 使它們的物種組成和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)不同, 觀察其中動植物的生存狀況和存活時間的長短, 就可觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性, 并能探索影響生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的各種因素。
4)材料場所: 小魚(或螺螄、蝸牛)、水草(滿江紅、黑藻或者生有雜草的土塊)、河水(或井水、晾曬后的自來水)、凡士林(或蠟)、廣口瓶(或 500 mL 燒瓶)若干。該研究活動在校內(nèi)、校外或家庭均可進(jìn)行。
5)研究方法: 本課題是一項以生物學(xué)知識和實驗技能的結(jié)合、拓展為基礎(chǔ)的選題, 主要采用實驗操作和分析歸納相結(jié)合的研究方法。研究的組織形式可采用小組合作的方式進(jìn)行, 每組 4～ 6 人組成。
6)研究成果: 實驗報告, 科學(xué)小論文。
4. 3 實驗課題研究
1)取 3 個廣口瓶, 分別編號。
2)在 1 號瓶內(nèi)加健壯水草; 在 2 號瓶內(nèi)加 1～ 2 條健壯活小魚; 在 3 號瓶內(nèi)加健壯水草和 1～ 2 條健壯活小魚。然后向3 個瓶內(nèi)灌河水直至液面離瓶口
3)把裝配好的 3 個廣口瓶放到陽光充足的窗臺上, 但不要直接曝曬。以后每天定時觀察 1 次, 自行設(shè)計表格(如下表) 記錄瓶中水草的生活狀況、顏色變化,及小魚的活動情況。2～ 4 周后, 對各瓶中的生物活動情況進(jìn)行總結(jié), 并得出研究結(jié)論。
* 開始與結(jié)束3 個瓶應(yīng)同時間
各課題研究小組及其每個成員, 在研究活動中產(chǎn)生了大量信息, 即所記錄的實驗現(xiàn)象。學(xué)生按照研究方案的需求, 對所獲得的信息進(jìn)行判斷、分析、篩選處理。最后得出相應(yīng)結(jié)論, 寫出實驗報告或科學(xué)小論文。
4. 4 交流評判結(jié)果
課題組在信息加工的基礎(chǔ)上, 完成實驗報告, 形成科學(xué)小論文, 這些成果分別在班級進(jìn)行交流, 同學(xué)之間、小組之間互相討論學(xué)習(xí), 互相質(zhì)疑、補(bǔ)充, 讓每個學(xué)生接觸整個研究活動的其他各個方面。最后教師點(diǎn)評。對本次活動中設(shè)計實驗科學(xué)、環(huán)節(jié)齊全、步驟嚴(yán)謹(jǐn)?shù)却?/span>
表性的研究成果, 單獨(dú)整理撰寫出詳細(xì)的研究報告, 形成典型材料或案例, 采取展示會、答辨會、報告會等各種方式在全體同學(xué)中交流、推廣, 借此激發(fā)學(xué)生參與研究活動的積極性和主動性。
5 對生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)的幾點(diǎn)思考
5. 1 關(guān)于生物學(xué)研究性學(xué)習(xí)的選題 研究性學(xué)習(xí)的課題可以由教師提出, 也可以由學(xué)生提出或通過師生合作確定題目。一般可從聯(lián)系生活實際, 課堂知識延伸, 生物學(xué)實驗問題等誘發(fā)選題。選題內(nèi)容有以下幾方面: 1)生物學(xué)學(xué)科知識和技能的綜合、拓展以及與實踐緊密聯(lián)系的內(nèi)容; 2)生物學(xué)學(xué)科知識與相關(guān)學(xué)科知識的融合、交叉; 3)生物學(xué)學(xué)科知識與人類、社會、科技、生活的聯(lián)系、滲透。
5. 2 關(guān)于研究性學(xué)習(xí)方案的制定 在指導(dǎo)學(xué)生制定方案的實施過程中應(yīng)提醒學(xué)生注意以下 3 點(diǎn): 1)科學(xué)性: 即嚴(yán)密的理論依據(jù), 嚴(yán)格的操作步驟。選題所研究的問題應(yīng)具體明確不要空泛模糊。2)可行性: 即學(xué)校和學(xué)校周圍能提供學(xué)生課題實施的必要條件(包括信息資料、實驗設(shè)備、藥品試劑、精力財力、時間場所等), 課題本身切合學(xué)生實際, 簡單可行, 易于操作, 效果明顯。3)創(chuàng)新性: 即突出自己的特點(diǎn), 有創(chuàng)新意識。
5. 3 關(guān)于研究性學(xué)習(xí)的操作 研究性學(xué)習(xí)以學(xué)生已有的知識儲存為基礎(chǔ), 并與其他學(xué)科的學(xué)習(xí)相關(guān)聯(lián), 所以在具體操作上要掌握一定的靈活性。對不同經(jīng)驗背景的學(xué)生的研究目標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)的定位應(yīng)體現(xiàn)層次性, 以利于各類學(xué)生在原有基礎(chǔ)上的提高。實施研究性
學(xué)習(xí)時要兼顧課內(nèi)外結(jié)合、校內(nèi)外結(jié)合、短期研究與長期研究結(jié)合。選定的課題應(yīng)根據(jù)中學(xué)生的研究能力、條件等實際情況, 選擇確定較小范圍的有具體方向的研究課題, 以增強(qiáng)可操作性。
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