孕妇吃了打蜡的苹果:“探究性学习”在生物学教学中的应用

论 文 题 目：

“探究性学习”在生物学教学中的应用

   内容摘要：“探究性学习”有利于改变学生的学习方式，学生由被动接受到主动探究，调动学生学习的积极性，为终身学习打下基础，有利于学生情感交流和个性发展。《生物课程标准》倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生获取新知识的能力、分析和解决问题的能力。本文把中学生物教学中“探究性学习”的基本程序归纳为以下几个层次：1.提出问题；2.猜想与假设；3.设计实验方案；4.进行实验研究，收集解释和评价科学性问题的证据；5.根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答；6.思考与反思；7.表达与交流 ；并分别进一步进行分析、探讨，提出相应的解决方法。以“探究酵母菌无养呼吸产生酒精所需的适宜温度”一节为例，论述“探究性学习”在生物学教学中的具体实施过程。并对“探究性学习”教学的思考及实施“探究性学习”的意义等方面进行了有益的探索。生物课堂教学中理应重视探究性学习，培养学生探究性学习能力，从而提高我们的教学质量。

关键词：探究性学习    程序    应用    思考

目   录

1 “探究性学习”的基本程序 --------------------------------------------- 5

  1．1 提出问题 -------------------------------------------------------- 5

1．2 猜想与假设 ------------------------------------------------------ 5

1．3 设计实验方案 ---------------------------------------------------- 5

1．4 进行实验研究，收集解释和评价科学性问题的证据 -------------------- 6

1．5 根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答  --------------------- 6

1．6思考与反思 ------------------------------------------------------- 6

1．7表达与交流  -----------------------------------------------------  6

2 “探究性学习”在生物学教学中的应用 ----------------------------------- 7

2．1 创设情景，激发提问  --------------------------------------------- 7

2．2 引导假设与实验设计，指导实验过程  ------------------------------- 7

2．3 引导反思与思考  ------------------------------------------------- 8

2．4 组织成果汇报，相互讨论交流  ------------------------------------- 8

3 “探究性学习”教学的思考  -------------------------------------------- 9

3.1 认真选择探究的内容  ---------------------------------------------- 9

3.2 精心设计探究的问题  ---------------------------------------------- 9

3.3 努力提高探究的质量  ---------------------------------------------- 9

3.4 有机结合其它教法  ------------------------------------------------ 10

3.5 充分应用现代信息技术 --------------------------------------------- 10

3.6合理进行教学评价  ------------------------------------------------ 10

3.7实施探究性学习的意义 --------------------------------------------- 10

参考文献--------------------------------------------------------------- 11

致谢--------------------------------------------------------------- 11

《生物课程标准》中明确指出：生物科学不仅是众多事实和理论，也是一个不断探究的过程。倡导探究性学习是新一轮课程改革中的重要课程理念，其宗旨是改变学生的学习方式，突出学生的主体地位^[1]。探究性学习活动能激发学生从事物或现象中发现问题，促使学生积极主动地进行观察、实验、收集证据、提出和求证假设、作出解释等建构知识的活动，并通过交流、辩论，使学生进一步扩展自己对知识的理解，提高质疑、推理和批判性思考科学现象的能力^[2]。通过“做”科学，学生进行手脑并用的探究活动，学习科学知识和方法，增进对科学的理解，体验探究的乐趣，在此基础上学生能够学习知识、学习科学方法、形成正确的科学态度等。在生物教学中，我们应该转变观念，加强学生的探究性学习。

因此，生物课堂教学中理应重视探究性学习，培养学生探究性学习能力，从而提高我们的教学质量^[3]。如何把探究性学习渗透到生物教学中去，使学生通过探究主动学习知识以提高生物学教学效果呢？

1“探究性学习”的基本程序

科学探究是一种多方面的活动。这种活动包括提出问题、进行假设、制定计划、收集数据、整理分析、得出结论、评鉴预测，从书籍和其他各种信息来源查找自己所需的知识，设置研究计划，通过实验证据问题复习已经知道的知识，对问题进行回答和说明，并与别人交流结果等。因此，探究性学习的基本程序至少包括如下几个方面：

1．1 提出问题  

提出探究所要解决的问题，这是进行探究的基础，没有这一步探究无法进行。探究的问题通常是人们根据自己的生活体验以及周围的事物和自然现象提出来的。例如：“冬天，制作馒头时师傅们将发面团放在温水中，为什么？”等等。

1．2 猜想与假设 

针对要探究的问题，根据相关的事实、信息和自己的经验、知识，对所要探究的问题的答案作出初步的猜想或推测，即提出假设。例如：冬天，制作馒头时师傅们将发面团放在温水中因为酵母菌发酵需要适宜的温度，温度较低发酵时酶的活性也较低。

1．3  设计实验方案 

针对猜想和推测，设计一个检验假设是否成立的实验方案。科学的认知方式与其他认知方式不同，科学是以实验证据为基础来解释客观世界的运行机制的，人们在实验中通过观察测量可获得实验证据。实验方案包括采用的实验方法、步骤、内容、时间、地点、仪器设备等。

1．4  进行实验研究，收集解释和评价科学性问题的证据 

根据制定的实验方案，利用一定的仪器进行控制条件的观察研究活动。认真细致地观察实验中发生的所有现象，并准确无误而又完整客观地作好记录，用文字叙述或用数字反映事物变化的过程。同时，学习者也可以从教师、教材、网络或其他地方获取证据对他们的探究进行补充。还可以通过改进测量、反复观察，或者就相同的现象收集不同类型的实验数据的方法提高收集到的证据的可靠性。证据是可以被质疑和进一步调查研究的。

1．5  根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答

对比实验的结果与提出的假设是否一致，尝试用不同的方式分析和解读实验数据，对实验现象作出合理的解释，而且要尝试对同一现象做不同的解释。

科学解释借助于推理提出现象或结果产生的原因，并在证据和逻辑推理的基础上建立各种各样的联系。科学解释须同自然观察或实验所得的证据一致，并遵循证据规则。科学解释还须接受公开的批评质疑。

解释是将所观察到的与已有的知识联系起来学习新知识的方法。因此解释要超越现有知识，提出新的见解。对于科学界，这意味着知识的增长；对于学生，这意味着对现有理解的更新。例如，通过酵母菌的发酵可解释酿酒坊为什么闷热、潮湿等问题。

1．6 思考与反思  

对实验结果、证据以及所形成的解释进行修正，甚至抛弃，是科学研究有别于其他探究形式的一个特征。评价解释，可以提出这样的问题：有关的证据是否支持提出的解释？这个解释是否足以回答提出的问题？从证据到解释的推理过程是否存在某些偏见或缺陷？从相关的证据中是否还能推论出其他合理的解释？

这一环节主要是比较各自的结果，或是与教师、教材提供的结论相比较，以检查自己提出的结论是否正确。保证学生在他自己的结论与适合他们发展水平的科学知识之间建立联系。也就是说，学生的解释最后应与当前广泛为人们所承认的科学知识相一致。

1.7表达与交流 

选择自己擅长的方式(语言、文字、图表、模型等)表述研究过程和结果(研究问题、程序、证据、提出的解释)，与他人交换意见,使别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。学生间相互讨论各自对问题的解释，能够引发新的问题，有助于学生对实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释三者之间更紧密地联系起来。

2 “探究性学习”在生物学教学中的应用

从探究性学习的基本程序中可以看出，探究性学习强调学习者具有高度的自主性和探究性。教师在教学中主要起组织、引导和指导的作用^[4]。如何在课堂教学中设计与组织探究性学习活动？下面以“探究酵母菌无养呼吸产生酒精所需的适宜温度”一节为例，谈一谈一己之见。

2．1 创设情景，激发提问 

根据学生的生活经验与已知知识结构，提出问题：冬天，制作馒头时师傅们将发面团放在温水中是因为酵母菌发酵需要酶的催化，而酶的活性受温度的影响，在低温时发面团不能较好的发酵，馒头蒸熟后气孔较少，吃起来不松软。然而你是否想过，气泡中是什么气体？还有在酿酒坊中，发酵罐始终有一定量的水流入和流出，并且流出的水比流入的温度要高，发酵罐有时开放有时密闭，为什么？酒精从何而来？搅拌器和PH检测装置各起什么作用？关于这些问题你是否愿意并且通过自己去探究获取答案？你有什么问题与大家探讨吗？……。当学生充分发表自己的意见后，教师再引导学生优化和集中问题使得后续的探究有明确的目标和内容，如探究酵母菌无氧呼吸产生酒精所需的适宜温度（温度条件为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃）。

2．2  引导假设与实验设计，指导实验过程   

让学生针对要探究的问题，提出自己的猜想与假设:你认为是20℃？是25℃？是30℃？是35℃？是40℃？这时教师指出科学的假设不是凭空猜想，而是以相关的事实、信息和自己的经验、知识为依据，经过认真思考后提出的。同时指出假设只是主观上的推测，究竟与科学事实符合与否，必须经过实验检验才能知道。如何进行实验？首先需要设计出一个切实可行的实验方案，然后根据实验方案进行实验探究，收集证据，形成解释并检验假设是否与实验结果相一致，实验方案是否需要修正甚至推翻^[5]。这样循序渐进地引导学生进行假设、设计实验并进行实验研究，能让学生更主动地参与科学探究过程。例如有的学生写出了实验程序：

①取五套图示装置分别编号A、B、C、D、E，向五只锥行瓶内各加入适量的酵母菌液和适量的葡萄糖液；②将五套装置中的锥形瓶分别放入温度20℃、25℃、30℃、35℃、40℃的水浴装置保温；③经过一段时间后，观察U型管右侧液面的变化。有的同学根据这个程序开始实验，大约过了5小时得出了下表数据：

温度（℃）

20

25

30

35

40

5小时产生的气体量（ml）

2.1

6.1

10.2

8.1

4.1

他们从这个实验得出结论：酵母菌无氧呼吸产生酒精所需的适宜温度为30℃。还有的学生用注射器等仪器做此实验，根据产生2ml气体体积量（以针筒推柄上升的毫升数为产气量）所需要的时间作为记录，如下表：

温度（℃）

20

25

30

35

40

时间（s）

36

23

14

20

33

他们从这个实验得出结论：酵母菌无氧呼吸产生酒精所需的适宜温度也为30℃。在实验过程中注意装置的密封性，要用到凡士林，将凡士林涂抹在针头等处。

2．3 引导反思与思考 

在学生完成实验并收集到相关的证据得出结论后，引导学生对自己的实验设计、过程、结果、结论等进行反思与思考。指出在科学探究中，当实验结果与假想一致时，人们需要重复实验过程，以检查核对实验结果的科学性，只有当实验结果也重复出现时，才能证实该理论的真实性，才能使科学发现得到社会的承认。然而，当实验结果与假设不相一致时，人们则需要对假设做出必要的修正（甚至完全推翻），并进行新一轮的研究。正是在无数次提问→假设→实验→肯定、修正或推翻假设→再提问的科学探究过程中，人类一步步的接近真理，科学一天天的得到发展。同时还要指出，对于同一个问题，可选择的探究方式往往不止一个，如果实验结果推翻了假设，也完全不必在意，因为许多问题本来就不是能够仅仅通过一次探究就得到正确答案的。探究的重要意义在于探究过程中的新发现以及在探究过程中所进行的创造性思维活动。

2．4  组织成果汇报，相互讨论交流 

 让学生汇报自己的实验方法、过程、现象、结论以及新发现等，相互提问、质疑、答辩，与他人交流意见，倾听和尊重他人的不同观点和评议，最终使学生能解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验为基础的论证，从而使探究活动更具有科学性和更有意义。

3 “探究性学习”教学的思考

同样的教材内容，让学生学会的途径绝不是一种，实践证明“自主探究性学习” 是一种既能使学生获取知识，又能培养学生创新精神和实践能力的学习模式。因此，我们在日常的教学中，要充分发挥其优势。当然这就需要教师做很好的细化工作，特别是对教材的处理以及创设探究性学习的情境等，都需要下工夫去研究。实践中，我们要成功地开展“探究性学习”活动，应该努力做好以下几点：

3.1 认真选择探究的内容

我们开展“探究性学习”的目的在于通过学生的探究学习活动，让学生既学到生物学知识，又培养他们探究问题的能力，养成良好的学习习惯。要实现这样的目标，时间是一个重要的问题，因为通过实践我们发现“探究性学习”比传统的教学需要更多的时间，因此我们不可能也没有必要把每节课都设计成为探究性的。实践中我们应该选择那些对于生物学学科来说具有核心和基础地位的概念和实践性的知识，因为学生真正了解了这样的知识，就等于掌握了学科知识的主干，形成了扩充和扩展自己知识结构的能力^[6]。在这些知识的学习上，多花一些时间是没有多大争议的。如我们在实践中选择的课题：《胰腺对血糖平衡的调节作用》、《不同浓度“博落迥”浸出液对水稻种子发芽率的影响》、《酸碱度对酵母菌酒精发酵酶促反应速度的影响》、《探究香烟烟雾处理与酶的活性的关系》、《不同PH的酸雨对种子发芽率的影响》等都是学科的主干知识。另外，教材中大量的“想一想”和“研究性课题”、“阅读材料”、“实习作业”等都是很好的探究性学习的素材，教学中应该尽量用好。

3.2 精心设计探究的问题

问题是探究性学习的核心。要想在45分钟的时间里搞好探究性学习，教师必须精心设计探究性问题，学生只有在教师精心设计的问题情境中才能在有限的时间里进行有目的的探究。

3.3 努力提高探究的质量

不管采用什么教学模式，我们追求的是教学活动的质量。探究性学习的过程是由学生的好奇心、求知欲或要解决一个问题的热情所驱动的。在实践中，我们没有必要纠缠一堂课是否完整地经历了探究的几个环节，也没有必要刻意去追求学生在程序上、形式上是否重复了生物学家发现的过程，而要顺着学生的思维发展去灵活地驾驭课堂教学。我们真正关注的是学生的“学”，所以要努力提高学生探究的质量，不要搞形式化的东西，试想如果探究的环节都有了，探究的程序也都走过了，生物学家的样子也做得像模像样了，学生的学习却仍然是机械的而不是有意义的，那样的探究又有什么真正的价值呢？

3.4 有机结合其它教法

“探究性学习”并非是一种孤立的模式，它与其它教学方法并不矛盾，相反，有时需要与“目标教学”“学议导练”“启发诱思”“小组研学”等教学模式密切结合，这样可相互促进，相得益彰，效果会更好。

3.5 充分应用现代信息技术

“探究性学习”的实施离不开先进的教学媒体和现代教学手段，教师应努力提高自己应用现代信息技术的能力，在教学中应尽量创造条件，提供充足的材料，如生物课件、教具、音像制品、文字材料等，这样才能创设出理想的教学情境。

3.6合理进行教学评价

在“探究性学习”的过程中，应实行学生自评、互评、师生共评等多种形式，并采取多维的动态式评价，评价应以激励为主，要高度重视学生的每一个，哪怕是极其微小的成功。应注意加强课堂教学评价的诊断、导向、教学等功能，把课堂教学的重心从教师完成教学任务转移到正视学生的基础，促进学生的发展上来。

3.7实施探究性学习的意义：
     ⑴探究性学习模式有利于改变学生的学习方式，学生由被动接受到主动探究，调动学生学习的积极性，使学生的学习能力、思维方法、创新精神和实践能力得到培养，为终身学习打下基础。
      ⑵有利于提高课堂教学效率。简单的问题由学生自己总结获得，可以集中精力，突破重点难点知识，时间利用分配更为合理，特别是学生参加了知识的发现、探索和获得过程，对知识的感知、理解、记忆会更加深刻。
      ⑶有利于学生情感交流和个性发展，在探究的氛围中，学生积极、主动、放松，大脑处于活跃状态，学生的参与意识、竞争意识、表达能力都有所发展，经常有成功的激励，其自主学习的动力大大增强。
    在这样的一个日新月异的社会里，作为教育者，我们有责任不断进行教育改革，不断研究教育规律，为学生营造良好的学习氛围，促进他们主动发展，积极进取，成为具有终身学习能力、创新意识和创新本领的人才，这是我们始终不变的追求，“探究性学习”是一种新型的教学方法和学习方法，实施过程中每个环节的具体策略还需要我们在今后的运用中不断探索、总结和完善。例如如何有效的引导学生进行探究性学习；在探究性学习工程中，怎样激发起学生学习的积极性等。相信在不久的将来，我们会拿出一套更为具体、更具有可操作性的模式和大家一起探讨。

参考文献：

[1]赵玉兰，生物学实验教学中提高学生科学素养的途径。《生物学教学》，2009（10）：22。

[2]汪忠，生物学课程论。《新编生物学教学论》，2006（5）：24。

[3]韦延清，对中学生生物学实践能力评定标准的研究．《中学生物教学》，2002(9)。

[4]王玉翠，探究性学习在课堂教学中的实践与思考。《生物学教学》，2003（5）。

[5]仇让永，生物课堂教学中自主探究性的研究与实践。《生物学教学，2005（4）。

[6]周初霞，走出课堂提问的误区．《生物学教学》，2006（2）：11。

首先诚挚的感谢指导老师谢嗣光教授的悉心的教导，使我获益匪浅，老师对学问的严谨更是我学习的典范。 本论文的完成另外亦得感谢徐州教研室生物教研员刘继祥老师、丰县宋楼中学高级教师仇让永老师大力协助，因为有你们的指导及帮助，使得本论文能够更完整而严谨。

以“探究酵母菌无养呼吸产生酒精所需的适宜温度”一节为例，论述“探究性学习”在生物学教学中的具体实施过程。并对“探究性学习”教学的思考及实施“探究性学习”的意义等方面进行了有益的探索，举例实用，有一定的指导意义。