高中生物教学中研究性学习的实施途径

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第２３卷第１期中学生物学Ｖｏｌ．２３Ｎｏ．１２００７

２００７年ＭｉｄｄｌｅＳｃｈｏｏｌＢｉｏｌｏｇｙ

文件编号：１００３－７５８６（２００７）０１－００１４－０３

高中生物教学中研究性学习的实施途径

宋佃信

摘

要

（山东省青岛市城阳第三高级中学２６６１１２）

首先论述了研究性学习与日常学科教学结合的必要性，接着提出了生物学科教学中实施研

究性学习的４条途径：研究性学习思维的培养；变验证性实验教学为研究性实验教学；开展研究性小课题研究；研究性教学模式的实施。关键词

研究性学习

生物学教学

实施途径

文献标识码

中图分类号

Ｇ６３３．９１Ｂ

研究性学习是我国普通高级中学课程规划中一个重要的板块，也是世界各国都非常重视的一种课程，综观国外的研究，课题研究是开展研究性学习的主要形式。由于国内外教育体制的差别，在我国现阶段的中学教育中进行大量的课题研究是行不通的。学生每天在学科学习中累计占用的时间最多，据统计高中学生周一至周六平均每天课堂学科学习时间为午、晚餐的时８．６７ｈ；午间与晚间睡眠时间为１０ｈ；早、

间为１．４５ｈ（以学生实际吃饭时间）；课间预备与休息时间为１．８７ｈ；这样学生每天剩余的时间仅为２．０１ｈ，这还不算学生的课下作业完成时间。因此，笔者认为，如果能在日常教学中把研究性学习与学科学习有机地结合起来，在学科学习中渗透研究性学习，就可以在绝大部分时间里保证研究性学习的实施，可以说，学科教学中渗透研究性学习方式的培养实为适合我国国情的研究性学习实施方式。对于属于自然科学科目的生物学科更是如此。借鉴近几年各地高中学校的做法，结合自己的实践，在高中生物日常教学中实施研究性学习可以采用如下方法。

述性知识的获得为基础。因此，学生科学思维、科学方法的获得，对学生研究性学习的开展非常必要。实践科学方法传授证明，直接以讲授的方式把科学思维、

给学生，往往效果很差；相反，展示科学家思维过程或例如，在学优秀学生的思维过程，能起到较好的效果。

习遗传分离规律和自由组合定律时，教师适时把遗传学奠基人孟德尔选择豌豆作为实验材料，进行科学研究的生物科学史资料呈现给学生，有利于学生掌握遗传学实验的基本技能。

２变验证性实验教学为研究性实验教学

生物教材中有很多演示实验、学生实验，以实验

作为研究性学习的途径，变“验证性实验”为“研究性实验”，可以在以教师为主的实验教学方式中，可以使学生获得研究性学习能力，具体如下。

２．１

实验

从实验原理的应用出发，引申、拓展设计研究性“细胞的质壁分离及质壁分离复原”是高中生物

教材中的一个重要实验，实验的原理是：一个成熟的植物细胞，放在一定浓度的溶液中，就可构成一个渗透系统，从而可以发生渗透作用。渗透系统建立的条件为：具有半透膜，且半透膜两侧具有浓度差。

教师通过引导学生对实验原理的分析，从渗透系

１科学家研究思维过程的展示

据现代认知心理学个体知识的广义定义分类，科

学研究应属于程序性知识，程序性知识的学习需以陈

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态”，有些学生干脆课后主动找老师谈心，表达自己的困惑，期望获得教师的帮助。一段时间后，作业会成为师生传递信息的载体，传递着教师对学生的关心与赞赏，优化了师生情感关系，理所当然地成为教学活动中宝贵的动力源泉，有利于生态课堂的形成和发展。

另外我还针对生态课堂的特征，制定了生物学课堂生态化程度评价标准，通过设计学生成长档案袋的形式，结合学生自评、互评和家长、学校对教师的测

评，绘制出师生成长记录流程图，对生态课堂的发展形成过程进行实时监控和评价，及时了解各层次学生价值取向及其发展变化情况，的思想动态，思维特征、

便于及时检验、修正、调整教学行为，引导、促进生态当然，高课堂的形成，自己也从中收获了成功的喜悦。中生物学生态课堂的构建及其评价是一项系统而复杂的工作。

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统建立的条件上思考，创设２个研究性学习情景：

（１）比较２种溶液的浓度大小；

（２）要求学生测定某植物细胞的细胞液浓度。

到有关事实的日常观念与科学概念之间的矛盾，也可给学生介绍那种似乎无法解释却是科学史上曾导致提出科学问题的事实等。

（２）提出问题，确定问题。

教师直接提出问题或通过引导学生描述已学知识与所发现的问题的冲突所在，从而明确问题、确定问题。

（３）提出假设，设计方案。

教师引导学生根据已有的知识经验提出各种不同的大胆假设，并开动脑筋，提出设计方案，验证自己的假设。

（４）开展研究，得出结论。

在教师的指导下，学生根据自己的假设，开展调查，进行实验研究，检索文献，获取研究资料和实验证据，并经过分析、综合、判断、推理来否定假设或肯定假设，最终得出结论。

（５）相互交流、总结评价。

研究结束，小组间交流自己的成果，小组和个人进行研究过程的全程总结，即总结成功的经验或失败的教训，找出不足，明确努力的方向；并同时采用自评和他评相结合的方法，对自己和组员在主动性、创意、合作、收集资料的能力、分析和解决问题的能力、口头表达和动手操作的实际能力等方面进行全面评价。

２个实验情景作为问题提出后，学生设计的方法

必然涉及渗透作用原理，通过观察植物细胞的质壁分离的程度来估测细胞液的浓度。

２．２从改变实验材料和试剂或实验步骤出发设计研在教学过程中，教师应鼓励学生在实验过程中使

究性实验

用不同方法，通过对比实验来研究哪种方法能达到最佳的实验效果。教师在“叶绿体中色素的提取和分离”实验过程中，建议学生对所取的菠菜与酒精的量的比例作一研究（可以采用１０ｇ菠菜叶与５ｍＬ无水酒精组合、１０ｇ菠菜叶与１０ｍＬ无水酒精组合、５ｇ菠菜叶与５ｍＬ无水酒精组合、５ｇ菠菜叶与１０ｍＬ无水酒精组合等）；也可对滤纸条的划线次数（可以是３次、５次、划线方法（可以是用毛细吸管、载７次、１０次等）、玻片、铅笔、滤纸条折线等器材或方法）、取用碳酸钙是否需要过滤等实验步骤提出建的量（少量或较多）、

议。学生在实验过程中，自己选择对比实验组，通过自己的实验，得出结论。

２．３从允许学生故意出错的角度设计研究性实验每一个实验过程都有科学的步骤，如果实验步骤

操作不正确会出现什么结果呢？教师可以从允许学生“生物组织中蛋故意出错的角度设计研究性实验，如

白质的鉴定”实验中蓖麻籽的薄片需用９５％酒精洗去“叶绿体中色素油脂，以免影响对蛋白质晶体的观察；

的提取与分离”实验中不能让层析液浸没滤液细线，否则色素会溶解在层析液中，影响实验结果等。通过学生的“错误”操作，学生知道了此操作所造成的后果，并分析其原因，使学生体会到科学研究的严谨性。

４实行研究性教学模式：学案导学—探究教学模式学科教学、课堂教学是我国最主要的教学形式，

实行研究性教学模式是实施研究性学习的重要途径。目前来看，有２种教学模式可资借鉴。

一是布鲁纳的发现法教学；二是建构主义的“抛锚”式教学。这２种教学模式不能机械地照搬，教师必须根据不同的问题、不同的学习情境，灵活地设计和安排有利于研究性学习的教学步骤。在教学实践中，结合上述２种教学模式，我提出了适合现阶段国情的学案导学—探究教学模式，教学流程如图１所示。

创设情景、激发兴趣、导入新课

３开展研究性小课题研究

开展课题研究是各地学校实施研究性学习的主

要方式，根据生物学科特点，生物课题研究一般分为实验探究型、调查思考型、文献检索型和实践摸索型。中学生的课题研究不要太大，最好是小课题研究，也没有必要强求学生进行正规、严格的论证、答辩活动及要求撰写规范的研究报告和论文。中学阶段的小课题研究过程类似于科学家的研究过程可分为以下５个阶段来进行。

（１）创设情景，激发兴趣。

教师根据学生现有的认知结构状况和学生的智能水平创设问题情景，激发学生的学习兴趣和潜在的学习内驱力。教师可以让学生面临要加以理论解释的联系或事实，引导学生在完成作业时产生问题情景，激发学生分析日常生活中的事实和现象，或让他们遇

图１

组

内交流评价

分析学案上的问题教师引导、激发

阅读教材或实验或调查收集

有关信息和资料开展研究

组间交流、得出结论

形成新的认识结构

自

我测评检查反馈

学案导学—探究教学模式教学流程

下面以“高中生物教材第一册第四章第一节：植

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物生命活动的调节”为例，具体说明学案导学—探究教学模式的流程。

植物落花落果的原因是什么？农业上怎样防止落花落果？

种子和果实分别是花的什么结构发育而成的？如何发育而成的？

无子蕃茄是怎样培育而成的？什么叫顶端优势？其原理是什么？

顶端优势的原理在生产实践中有哪些应用？有何意义？

种植马铃薯，用马铃薯块育种时，农民为什么要根据芽眼将薯块切开？如果用整个薯块育苗，结果会怎样？

得出结论。（３）组间交流、

小组讨论结束，教师让各小组交流各自的探究结果，并把各组的学习成果整合在一起，最终得出结论。教师应注意学生“探究—讨论—交流结论”的环节，最好以一个知识点为单位进行，切忌最后所有问题一起交流、总结。

（４）总结评价、自我测评。

所有知识点的探究结束，教师引导学生作本节内容的最后总结，必要时对学习内容进行补充讲解，形成学生内在的知识网络和能力网络。最后，用含有本节内容知识点的几个题目作测评，检查学生的学习效果。

５案例分析５．１课前准备

（１）编写本节内容导学学案。（２）准备文字、图片和达尔文发现生长素的实验

过程录像影片材料。

５．２教学方法

自主探究、学案导学。

【教学过程】

（１）创设情境、导入新课。

观看植物的应激性录像，教师点拨：植物对环境变化所作的反应一般是不易被人们察觉的。那么，有没有易为人们感知的反应呢？植物有哪些应激性现象呢？

教师以问题情境导入新课。（２）开展研究、学案导学。

以４人为一小组进行合作，依据学案进行问题探究，对不同的认识和看法，让学生相互讨论，教师进行点拨和引导，具体步骤如下。

①录像展示小麦胚芽鞘的向光弯曲。

教师简述实验方法、过程和结果，创导问题情境引导学生参考教材６７～６８（一段）页后作研究性讨论：

引起小麦幼苗向光弯曲的因素是什么？

同样接受单侧光照射，为什么切去胚芽鞘尖端的小麦幼苗不发生向光弯曲？

戴上锡纸“小帽”的小麦幼苗，胚芽鞘是完整的，为什么也不发生向光弯曲？

５．３教学反思

案例中的研究性学习模式，并不是一成不变的，

在实际教学中，它还有很多形式，如“问题—阅读—归纳—结论”、“问题—实验—归纳—结论”、“问题—阅读—实验—总结—练习”等，这些都是研究性教学模式。

需要指出的是，强调教师在学科教学中渗透研究性学习，并不是排斥研究性学习课程。就培养学生的研究性学习能力方面考虑，研究性学习课程同样有其不可替代的作用。教师只有从多个渠道、综合地采用多种教育方法，才能促进学生的研究性学习能力的发展。

参考文献：

［１］胡继飞．郑晓惠．生物学教育心理学．广州：广东高等教育

出版社，２００２：１３９～１６０．

［２］田光文．以研究性实验代替验证性实验的研究．中学生物教学，２００１（２）：３５～３６．

②学习生长素的作用。

参考教材第６８（第二、三段）页后，分析讨论并解

决问题：

生长素具有哪些生理作用？

小麦幼苗产生向光性的原理理是什么？生长素的作用具有什么特点？

③学习生长素类似物在农业上的应用。阅读教材第６８～讨论并解决问题：６９页后分析、

什么是生长素类似物？它们在农业上有哪些应用？

怎样才能保证插枝生根？

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封面照片说明

叶蓝绿色，本品种黄色中杂有绿色。

花叶翡翠盘Ａｇａｖｅａｔｔｅｎｕａｔａ‘Ｖａｒｉｅｇａｔａ’

花叶翡翠盘为单子叶植物，龙舌兰科龙舌兰属植物。它是一种园艺品种。叶长７０ｃｍ，无缘刺和顶刺。原种

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