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初中生物学科中探究性学习的探索
江华一中 陈小练
2004年秋季，我国大部分学校起用生物学科新教材。生物学新教材的新课标中与以前使用的旧教材中其中一个突出的变化是，在新教材中开设了较多的探究性实验。素质教育所提倡的提高学生的综合能力的思想中从新教材中可窥豹一斑。“探究”就是用已知的知识去探知未知的空间，未来不是我们要去的地方而是我们要创造的地方。显而易见，如何引导孩子们去探究的方法体验、尝试、显得尤为重要。
一、酝酿与准备阶段
好奇是每个孩子的天性，生物界是因为有太多的好奇，孩子们才对她有乐此不疲、长盛不衰的吸引力。对每一个现象他们都有太大的兴趣、孩子们有着太多的疑问。
“提出一个问题，比解决一个问题要重要得多”在这种的疑问驱使下学生逐渐成为了学生学习的主体，这是旧教材所不能及的。这时学生的思维已处于松驰的状态，这种满脑联想翩翩学习真正长入不衰的动力源力－－竭力想去解决使他困惑的问题。探究性学习教师就是要将学生置于这种状态这是最首要准备的。学生很想用自己的能力去解决他们所想要解决的问题这是探究的第一步。
1. 提出问题。生命现象的错综复杂，生命活动规律的无穷奥秘，生物资源和科技信息的日新月异，生物学与生活、生产、社会和其他科学技术的纵横关系，生物事实与理论的矛盾,等等，都是探究性学习的丰富的问题源泉。
提出问题是一种创新。因此，重要的是尽可能自己发现和提出问题。要充分利用本校、本地的生物资源，如实验室、标本室、生物园、校园、家庭、田园、大自然和社区环境等，利用这些实际情景，发现和提出问题。也可从图书、报刊、电子信息等资源中发现和提出问题。通过小组的讨论和争论，仔细研究老师提供的背景材料，也是发现问题的好形式。学生如果一时难以发现问题，则可利用同学或教师提出的问题。别忘记，上述生物资源和信息在解决问题时仍会有用。
2. 分析问题。要分析问题的性质、研究的范围、要点、重点和要达到的目标，比较几个问题的不同价值，分析问题解决的主观和客观条件，从而预测问题解决的可能性，并简单而明确地表述问题。
3. 确定课题。根据问题的价值高低、问题解决的可能性的大小，可以选择一个符合自己的优势和自我发展需求的问题作为研究课题。例如，“自己（和他人）的生物节律（生物钟）的测定”课题，其研究成果可以指导自己或他人的学习、生活和工作。我们更需要关注的是与人类生存和生活、社会发展密切相关的重大问题，例如，“人的寿命的影响因素探秘”“地球能养活多少人”“某种植物净化环境的作用探究”“区域性生态情况调查”“空气质量与人的健康的关系”等课题。通过这些课题研究，既能认识有关问题又能树立“可持续发展”的科学思想。科技方面的课题当然很有价值，例如，“仿生制品的现状和未来”“生物信息探究”“20世纪生物科学伟大成就调查”“克隆技术的成就和影响”等课题，这些课题的研究，不但有利于我们科学素质的发展，而且有助于树立“科教兴国”的思想。
生物学科探究性学习活动，除了上述以认识某一问题为主要目的的课题研究，还有项目（活动）设计一类。项目设计以解决一个比较复杂的操作问题为主要目的，例如社会性的爱鸟周宣传活动、植树造林绿化活动、环保宣传活动、科技性的系列标本、模型制作或实验仪器设备的改造设计等等。
课题确定后，就要制定一个初步的研究计划。计划中要有研究活动的主要步骤和目标、活动形式、研究方法、人员组成和分工、时间安排等。随着研究活动的实际开展，这一计划还可灵活调整。
二、实践阶段
经过孩子们的酝酿与准备后，他们便满脑子想着如何
1. 作出假设。假设是针对未知事实或规律而提出的一种推测性的说明，它要以已有的科学理论知识和事实材料为依据。假设不是胡思乱想的臆测，不是无根据的猜想、幻想。对研究课题作出假设，这一假设就是我们研究的方向和预期的结果。通过研究，我们要对这一假设的科学性和内容进行鉴别、修改、补充和发展。
2. 收集和处理信息。收集信息的方法有：（1）现场法：有观察法、实验法等。生物学是一门实验科学，因此，生物学科的研究性学习要突出实验性，实验和观察是生物课题研究的主要方法。（2）问询法：有访谈法、电话调查法、问卷法、测量法等，从而获得“活”资料。（3）间接法：有文献法、痕迹法等，从而能够了解研究对象的过去和现状，为揭示其来龙去脉做准备。
上述方法，在一个课题中可以选用一种、两种和几种，方法的选择和组合要以简便、实用、实效、经济为标准。
方法的使用过程中，要涉及许多专门性的技能技巧，如实验技能、观察技能、测量技术、文献搜集技术、访谈技巧等，这些技能关系到研究方法的使用效果和学习活动的成败，要积极努力去掌握所使用的方法。
信息收集过程中要写好研究日记，详细、及时地记载研究情况、现象或数据，真实记录自己的体验，这些记录本身就是重要的信息。
信息收集后，需对信息进行思维加工：先把信息进行归类统计整理；然后在分析、比较、判断的基础上进行去伪存真、去粗取精的处理，筛选出有用信息和关键信息；最后，用这些重要信息来检验、解释、补充假设，形成结论。
（三）研究性学习的第三阶段──研究总结、成果表达和交流阶段
总结时，把研究过程简要回顾一下，把研究成果阐述一下，把研究的成败得失经验教训反思一下，把自己的思想观点、精神态度审视一下，把自己的能力发展、知识扩充状况评价一下，如果需要还可以把帮助过你的朋友感谢一下。
研究成果的表达和交流形式可以多样化，如书面形式的实验报告、观察报告、调查报告或展板、墙报、小刊物、研究笔记、设计方案等，如口头形式的汇报交流会、研讨会、辩论会等，如实物形式的模型、标本、动植物活体产品等。
下面以“工业‘三废’对农业环境的影响”为例来说明。
【课题的确定】
1996年，国家明文下令关闭全国的对环境有严重染污的小印染厂、小造纸厂、小冶炼厂等，在环境得到一定改善的同时，也造成了一大批工人下岗。国家为什么下决心关闭这些工厂？工业“三废”对环境的危害到底有多严重？
【活动目标】
1. 在研究活动中提高学生的环保意识和科研意识。
2. 培养学生提取、筛选、加工信息的能力。
3. 使学生懂得土壤、地下水被污染后的影响是长期的，要消除是困难的，增强学生保护环境的责任感和使命感。
4. 了解工业发展与环境保护的矛盾，理解国家关闭严重污染环境的小工厂的正确性。
5. 培养学生团结、合作的精神。
6. 在研究活动的过程中，促进学生的创造性思维的发展。
【研究方案】
1. 参加人员：初中生物学课外科技活动小组成员。
2. 研究的起止时间：2002年9月至12月份的每星期六课外活动时间，并辅以一定的课余时间。
3. 研究的主要方法及活动形式为调查、采访、座谈、实验测定等。
4. 研究成果写成科研论文或调查报告。
【研究过程】
1. 教师给出以下材料（这些材料均来自本校学生的讲述）。
（1）杨市镇王巷、出新两个自然村，那儿的水稻亩产普遍偏低。1996年前只有200～300斤（湿谷），且大多是秕谷，1999年达到600斤左右，但与邻近村（800斤左右）相比仍有较大差距。
（2）杨市镇王巷村村民小组×××（其儿子曾是我校学生）家的一口鱼塘，从1990年以来就没有养活过鱼，后从其他地方拉来土填上后至今（4年）也没种活过菜。
（3）王巷和出新电镀厂，是私人开的厂。王巷电镀厂1996年开始进行技术改造。2000年全厂关闭停产至今。出新电镀厂自2000年技改后生产至今。
2. 学生根据上述所给材料进行分析讨论，自行组成若干课题小组（每组3至5人），各自选定具体研究项目。
3. 各小组相互评议研究项目，在教师的帮助下，结合本校、本镇的具体情况，进行可行性论证，最后确定具体研究项目。
4. 各小组设计具体的研究方案。方案中必须包括以下内容：
（1）研究题目，（2）研究目的，（3）实验原理，（4）所需仪器药品，（5）具体研究步骤，（6）预期结果。
5. 师生分别做准备（需外单位协助的实验、教师给予联系）。
6. 各小组成员按照自己的活动方案进行操作，要求成员间相互协作，相互切磋 ，共同解决活动中出现的问题，下厂或下乡调查与采访时，教师一同前往。
7. 各组之间交流进展情况，相互进行评议，提出自己的不同看法，并可相互利用各组的信息。
8. 各组在评议的基础上进一步完善研究结果，并写出科技论文、调查报告或实验报告。
【总结及评价】
根据研究活动的全过程及成果给予总结与评价，前期注重发现问题，提出问题和解决问题，中期注重研究方案的实施情况，研究中的资料积累及研究中遇到的问题、困难和解决的情况，后期主要是参与研究性活动全过程的情况及结果。
附1 学生根据提供的材料确定的部分研究项目
1. 王巷、出新两村水稻亩产偏低原因探讨。
2. 不容忽视的地下水污染。
3. 重金属离子对农作物的影响。
4. 电镀厂废水最佳利用方法探讨。
5. 王巷、出新两村被污染农田改良方法探讨。
6. 地下水污染对农作物及土壤的影响。
附2 学生设计的研究性学习活动方案（选例）
1. 研究课题。
王巷、出新两村被污染农田改良方法探讨。
2. 研究目的。
农田是农作物的生存之地。两村的农田在电镀厂停产技改或关闭至今的多年里，水稻亩产仍比邻近村偏低许多，说明这里的农田可能被污染。本研究活动将在调查的基础上，对农田土壤的pH和某些金属离子含量进行实验检测，找出适合当地受污染土壤的改良方法。
3. 所需用品（工具、仪器、药品）。
铁铲、塑料袋、标签、托盘天平、圈尺、照相机、录音机、尼龙筛、pH试纸、酸度计等。
4. 研究过程。
（1）调查，采访当地的农户，了解他们改良土壤的方法及效果，向电镀厂的技术员了解电镀废水的主要成分及废水的处理方法。
（2）结合学过的知识，分析农田污染的原因及可能污染的成分，确定分析土壤的项目。
（3）赴实地采集土壤样品。
（4）对土壤样品进行处理。
（5）实验检测（金属离子含量的测定在校化学实验室帮助下完成）。
（6）根据调查和实验检测的结果进行分析讨论，提出适合当地的改良方法。
（7）根据分析讨论结果，撰写报告。
附3 本次探究性学习活动总结
通过本次研究活动，使小组成员明白了土壤、地下水一旦被污染后影响的长期性，治理的困难性，千万不能为了眼前的经济利益而污染环境，充分认识到了国家关闭对环境污染严重的工厂的必要性和正确性，提高了学生的环保意识和科研意识。
在查阅资料、调查采访、实验检测的过程中，学生对信息的提取、筛选、加工的能力得到提高，同时也加深了对农作物生长环境、“三废”的处理与利用、土壤分析等基础知识的理解，使各科知识的灵活应用得到一次有机的结合。学生的互助精神和与人交往的能力也得到锻炼。
本次研究活动的主要不足之处有：教师提供的材料中涉及的地点离校较远，学生只能利用几个双休日去，不能对农作物的生产情况进行随时观察，所用的材料听到的多。
本次研究活动得到了校化学实验室的老师和环保部门的配合和协助，这对活动的顺利进行和达到预期的成效至关重要。
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