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生物学教学活动课开展探究性学习的研究

点击数:    更新时间:2006-9-19 20:08:39    
    

 

新一轮的课改倡导探究性学习,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,逐步培养学生收集和处理科学信息的能力,获取新知识的能力,分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等,突出创新精神和实践能力的培养,这是知识建构的有效途径之一。但是传统的应试教育过于重视知识点的教学而忽略了知识的生长过程;多年的教学也没有对学生的探究性学习能力进行系统的培养。基于这两点,我们在生物学教学活动课开展探究性学习的指导研究,旨在探索如何通过师生的共同努力,在较短的时间内,在学生活动课这一阵地,转变学生被动的接受式学习方式为探究性学习方式。

我们第一次实验时采取了不少措施,尽量每个实验都做,但是由于课时严重不足影响了教学效果,更不能保证探究的质量,因此我们加以改进,现在总结如下,希望我们的探索能够为师生在活动课的探究上提供一点经验。

由“放任”到“教师示范”→“师生共同设计”→“学生独立操作,教师监督、协助”到“由学生设计”→“师生、生生交流改进”→“规范”

实验伊始,我们走了一段弯路,对于学生实验,不敢插手,完全放任,由学生自己进行探究,结果学生不知从何入手,反而视探究为畏途。因此,我们改变为视学生实际情况,教师和学生共同探讨一个到两个方案作为范例,学生可以仿照,关键是重视学生的想法,给予支持,给学生交流的时间,鼓励学生互相质疑,发挥学生的主观能动性。在经过多次活动之后,学生逐渐走上正轨。

良好的开端是成功的一半,第一个范例要让学生产生刻骨铭心的印象,我们的重点在精心设计“科学家研究响尾蛇追捕猎物”案例时,还创设情境让学生马上模仿体验探究的过程。

案例一:教师准备一些塑料和木块,在学习科学家探究过程之后,请学生观察教师分别做塑料块和木块的自由落体实验,观察物体下落到讲台上的快慢,说出从现象想到什么问题?

学生会七嘴八舌:“重的总是落得快”“木块落得快”,教师让其中两个方块同时落下,学生惊呆了,教师马上提问:“同学们想到什么问题?”

学生思考片刻后投入了争论:“为什么会一起落地。”

师生开始交流,然后在黑板上记下:

一、现象:不同质地的方块几乎同时落地;

二、问题:为什么不同质地不同重量的方块几乎同时落地?

三、假设:方块大小一样方块重量一样,等等。选其中做实验。

四、选材,方案,注意质地大小;做几次实验;对照组的选择;设计记录的最佳方式;多人合作的分工;结果预期;现象记录并与预期比较从而得出结论;结论与结果的区别;总结评价。

在实验结束之前,要强调这个实验还有理论的问题,在将来的物理课程中再深入探讨学习。由于时间关系,以引导为主,学生想深入探究要到课外,并且还有一个马上转入“探究影响霉菌生活的因素”活动,学生的讨论时间要保证。

其他案例:学生读报、看电视和听新闻等获悉“非典”,教师指导学生提取相关信息,跟踪学者研究非典的过程,从而总结出探究的基本过程,学生印象很深;课堂上的突发事件,比如教室中有一声响,学生探究声响来自何物;教师询问学生的一些经历,比如“有没有注意到落叶是哪一面着地的?“你是怎样得出结论的?”以谈话方式将学生的体验加以分析,得出探究的基本过程等等。

 

根据建构主义理论,创设适当的情境,激发学生根据自己已有经验,自行建构“探究性学习”的方式及概念,不同的时机有不同的情境,最终都达到了一个结果:体验探究的过程,而且这个过程并没有想象的那么陌生和高深,因此同时也实现了学生体验成功的情感目标。实践表明,学生在生活中对探究学习的体验非常丰富,让他们总结起来成效很好,学生有“似曾相识”“恍然大悟”之感,并激发了进行探究的兴趣。

课堂教学时间是固定的,探究实验的时间是不定的,这是我们实施探究的一个矛盾所在。在课题研究过程中,我们的研究方向有很大一部分是研究如何操作每一个实验。原来我们采取的是每一个实验都做,而且基本上都在课堂上做,包括实验前后的交流活动,想让学生都能参与和体验,结果活动匆匆忙忙,理论也来不及整理升华,学生在热闹之后,没有什么收获。后来就改变为有选择、有重点地做,有的实验改为教师演示,有的变为课外活动等,这是对基础较差的班级适用的,要求学生达到课标的基本要求即可,而对于基础较好的班级,我们尽量优化整合,比如有些实验材料能够一物多用的。

我们有如下几种方式来处理这个问题:

一、课前准备,课上总结。

如在《细胞为什么这么小》《探究人口增长的趋势》中计算立方体表面积和体积之比的数据,开始我们让学生在课堂上算,结果几乎成了数学课,以后就改成学生课前算好,课堂上主要进行数据分析,学生的表达能力较差,所以要保证他们课堂上的交流时间。事实证明,学生口头表达能力得到了明显提高。另外,在《评价自身的营养状况》《调查自己的饮食结构和习惯》这两个活动中,课前就可以计算和调查,(学生的年龄有的超过14岁,因为超过不多,也按2-14岁的标准计算)。课堂上统计小组和全班的情况,能节约更多时间来进行学生的交流和讨论。

二、压缩。

把三天的实验压缩在一节课中完成,如《测量不同植被环境的空气湿度和湿度》。原来我们的实验是把湿度计发给学生小组长保管,做完以后再交流,结果湿度计坏了不少,学生的实验变成小组长一人的活动,效果不好,我们改成了学生一节课内,在校园中找到三种植被环境进行测量,学生都能亲手操作,能够亲眼看到不同植被对环境的影响,并学会读湿度计,效果很好。

三、分解。

将一节课的内容变为两节课,如《探究植物细胞的吸水和失水》,用天平测量萝卜的质量,学生第一次使用天平,不懂如何操作,无法测得萝卜的重量在浸泡之后的变化。后来将本实验分解为两次课,第一节课学习天平的使用方法,第二节课进行实验,对于基础好点的班级,可以要求测量三次,对于基础较差的班级,要求测量至少一次,做到每一个学生都能尝试使用天平这一测量工具,,这样较好地解决了天平使用这一问题。

 

四、课堂上的实验变为课外活动

如《探究皮肤的温度觉》,老师根据需要增加了一些如“探究舌头的感觉活动”,在课堂上做由教师控制,而书上有比较详细说明的活动由学生回家自己补做,下节课再进行交流。这样可以拓展教材,学生对于力所能及的事也乐意做。

五、延续性的实验。

把几个目标融合在一个实验中,比如《种子萌发时的形态结构变化》《探究种子萌发时的外部条件》《观察幼苗根茎叶的生长》《探究影响叶绿素形成的因素》《观察无机盐对植物生长的影响》等实验可以布置学生在种植和观察植物生长的过程中整合成一个延续性实验。可以培养学生坚持观察和思考以及进行系统实验的训练。在生态瓶实验中,老师要求学生自己改变生态瓶的外部条件,或者根本不改变,观察生态瓶的变化,并且进一步思考是什么原因使得生态瓶内的生态崩溃,进而引出后面的“生态环境改变的因素”一课。

六、改进性实验。

蛋白质和维生素C的检测中,吲哚酚即26-二氯酚靛酚钠,该药品成本高,所以找经济实用的替代品,我们多方查找资料,教师之间交流经验,找出高锰酸钾溶液、淀粉和碘液的混合液等替代品,效果很好,也节约了经费。《评价自身的营养状况》中,上网查得“标准体重”,应用中国军事科学院推荐的适合中国人的体重标准,这里有南方人的标准,比较符合南方地区学生。并引导学生思考:公式实际上是由大量调查研究的基础上总结推算出来的,强调调查及统计学的重要。

中国军事科学院推荐的适合中国人的体重标准:

北方人:(身高㎝-150)×0.6+50(㎏)

南方人:(身高㎝-150)×0.6+48(㎏)

七、新设性实验。

吸烟对生命的影响,在《健康的生活》一章中,原来设计的《探究酒精对水蚤心率的影响》,因为水蚤的活体材料比较难找,而且观察比较困难。所以教师在课堂上新设了吸烟对生命的影响实验,学生自己设计实验方案,自己准备活体小动物,用香烟的烟雾对小动物进行处理,观察小动物的生命迹象,效果直观而且明显,取材也有明显的地域性。

八、实验的整合。

把实验材料和知识点相关的几个实验整合成一节课,比如《观察根毛》和《观察根尖的结构》两个实验相近,知识点也能连贯,所以可以整合成一节课,这样可以避免后期天气寒冷根毛不易培养的缺点。学生肉眼观察根毛后,再通过显微镜观察根毛上的一部分,由宏观到微观,完成了很好的过渡。学生对两者之间的关系也就明了了。

九、与时事结合

案例三:预防传染病

本节课原来安排在将近期末时上课的,2004鉴于年开春出现的禽流感,在假期中学生一定听说得比较多,有一定的感知,所以趁热打铁,先上《传染病》这节课。

事先准备好相关内容的报纸,内容包括

            各国禽流感的发病、趋势

            专家对禽流感的研究和推测

            各地对禽流感采取的措施

            禽流感的历史和病原体

            艾滋病、炭疽病、疯牛病等传染病的报道

            心脏病、糖尿病、军团病等的报道

学生用3-5分钟阅读教师指定的文章,然后交流文章摘要,学生在黑板书写摘要,师生共同分析相关信息,从而开展传染病的学习。

效果较好,学生对传染病的学习是从生活经验入手,很容易内化并运用到生活中去。

报纸是凝固的最新信息,在教师初步筛选后,由学生阅读、归纳、总结,这是培养学生对信息资料的处理能力。而且可以激励学生关心时事,学会从生活中发现生物学知识,并将已知的知识运用到解决生活中的实际问题中去。

 

 

实验报告的撰写

在实验的过程中我们发现,学生对于范例的需要是迫切的。在第一批实验学生中,实验报告是一个难题,第一次交实验报告,学生写得五花八门,大多以记叙文形式呈现,有的写成了抒情散文,基础差的干脆写不出,后来我们采取的办法是提供难易程度不同的几种形式的范文,让学生选择适合的形式模仿。在第二批实验学生中我们增加了《探究实验报告册》和《伴你学生物》,特别是《伴你学生物》,这个问题就好办多了。可见,探究需要有学生的原始积累,需要有教师提供的足够信息,指导学生用自己的思维方式去完成。

我们发现学生更多的采用记叙的形式来记录,用表格的很少,因此,提供表格的范例非常重要,经过指导,学生的报告达到了新的水平。

案例二:学生的实验报告

课题:探究植物细胞的吸水和失水

目的要求:了解植物细胞吸水或失水的前提条件,培养实践和动手能力。

材料器具:天平1台(包括砝码),100毫升量筒一个、大烧杯3个、牛皮纸2张,萝卜片3块、镊子一把、清水、20%盐水。

实验步骤:

①配制5%10%20%盐水各20毫升,分别放入4个烧杯中;

②称量萝卜并记录,再放入4个烧杯中(等待5分钟);

③用镊子取出萝卜,称量,记录;

④分析结果。

 

清水中(克)

5%盐水中(克)

10%盐水(克)

20%盐水(克)

第一次

2.2

2.2

2

2.8

第二次

2.6

2.4

1.8

2.4

预 期

加重

减轻一点

减轻一半

减轻大半

结 果

加重

加重

减轻

减轻

根据结果分析:萝卜在清水中吸入了水,因此重量增加,随着盐水浓度增加,萝卜的重量逐渐减轻。

结论:当细胞液浓度大于水溶液浓度时,细胞吸水;反之,当细胞液浓度小于水溶液浓度时,细胞失水。

范例是模式,是可以模仿的公式 这对于很多从传统的教学中转型的教师和学生来说,似乎特别重要。但是在实际教学中,不应也不能千篇一律,搞成固定的模式,这实际上也会约束师生的思维,违背我们的初衷。

如何评价与激励学生

评价系统和评价标准的滞后必然会使学生消极懈怠;反正干与不干一个样,干好干差一个样,最后弄得一盘散沙。

(一)       组内评价  

在实验报告中设计一项分工细则:

    

编号

姓名

职务

职责

自评

组评

备注

A

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

 

                                          

其中,编号便于简称;职务为角色名称,如组长、发言人、记录员、安全员等等;职责是职务的详细解说,做到职责分明,人人有事做,人人被监督;自评是每人对自己在本次活动中的表现评估;组评是小组在组长主持下对各人的评估;备注栏可以有组评的详细评语,如特别优秀,应加分,或特别差劲,应减分;又比如在全班交流时被公认为最佳策划 最佳发言人等的都予以记录。这样,学生的劳动成果就可以很明确,有集体的智慧,也有个人的发展。对于这一表格,学生填写是很认真的,但是如何积累,这就是一个量化的阶段,这需要教师和学生大量的细致的工作。

(二)全班评价 

我们将这种评价方式作为一个重点,要求学生上台宣讲报告、答辩质疑,必要时还要做示范实验。比如,学生做了探究温度对霉菌生活的影响实验后,让学生每组的发言人上讲台展示并阐述实验步骤,学生不断地对他们提出质疑,在他们的对话中,学生可以获得能力的提高和得到相应的评价。几乎每个人都能得到这个机会,因为每次实验都给每个组2~3分钟左右交流答辩,再加上平时其他类型的活动交流。虽然这会造成每个人的次数都不多,但学生受益匪浅。当然这类活动受学生自身的语言表达能力等因素的制约,教师要鼓励学生,善于引导学生敢于、善于发言,提高交流的效率。

在一年多的实践中,我们外出听课,集体备课,批判反思……总的来说,取得了“教学策略要注重探究”的共识,也产生不少的争论。

课堂的放开度 

比如,教师在和学生一起探究世界人口的增长趋势时,让学生讨论有什么办法可以减缓世界人口的增长趋势。学生围绕这一个问题展开了长达半节课的讨论,有的学生提出发动一场世界大战;有的学生提出让火星撞地球;甚至有的学生还提出练法轮功,集体自杀等等。有教师评论:“对学生们提出的这些观点,这位教师自始至终都没有发表自己的意见,没有给学生正确的引导,只是任由学生思想的野马尽情地驰骋。这位教师就认为,所谓探究就是完全让学生自己去学,最好一节课上只有学生活动,没有教师活动,这样的教学才叫新课改。进行探究性学习是不是就应该忽略教师的主导作用了”?实际上,教师在上课时应对学生活动进行适时的引导,“这不人道”“会造成环境污染,是人类的灾难”“请问你自己会练法轮功吗”……一直到“实行计划生育来减少人口”这些都是教师和学生之间不断地交流,水到渠成地形成的结果,没有说教,教师没有以一个权威自居,让学生充分表达他们的真实想法,珍视并正确处理学生已有的个人知识和原始概念,引导学生积极反思,珍视探究中学生独特的感受、体验和理解,面向全体学生,并关照个别差异。按照评论者的意思,就是学生不应该出现这些念头,一旦出现,教师就应该讨伐一番,为什么不能让其他学生来“讨伐”他呢?教师在引导当中已经表达了个人的看法和现实性。

我们认为:教师作为探究式课堂教学的导师,其任务是调动学生的积极性,促使他们自己去获取知识、发展能力,做到自己能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题,因此教师要学会充分的倾听;与此同时,教师还要为学生的学习设置探究的情境,建立探究的氛围,促进探究的开展,把握探究的深度,评价探究的成败。学生作为探究式课堂教学的主人,自然是根据教师提供的条件,明确目标、思考问题、掌握方法、敞开思路、交流内容、总结结果。由此可知,探究式课堂教学是教师和学生双方都参与的活动,他们都将以导师和主人的双重身份进人探究式课堂。

实现教学形式的转变,一要最大限度地减少教师的讲授;二要最大限度地满足学生自主发展的需要;三要尽可能做到让学生在“活动”中学习,在“主动”中发展,在“合作”中增加知识,在“探究”中创新。要强调学生之间的合作与交流,要学生之间互相倾听。要充分体现学生学习的自主性:自主发现规律,自主寻找方法,自主探究思路,问题让学生自主解决。教师要重视学生自己对各种现象的理解(学生的个人知识),首先倾听他们现在的想法,洞察他们这些想法的由来,并鼓励学生之间相互交流和质疑,了解彼此的想法,以此为根据,引导学生彼此丰富和调整自己的理解。有一种十分重要的教育理念,叫“倾听着的教育”,强调不仅要让“学生倾听教师”,更强调首先要“教师倾听学生”。

探究实验范围的界定 

“一个简简单单的解剖鸡翅的实验,他非要叫什么‘探究鸡翅的结构’,实际上这不是探究实验,这是教师没能理解探究的含意,也造成了学生的误解”。评论教师认为这是“为探究而探究”。这实在没有探讨的必要,实际上,探究式学习有多样化的设计模式。从自主获取的信息的现成程度分,可将探究式学习区分为两大类:接受式探究与发现式探究。发现式探究也有多样化的模式。如观察、实验、问题解决、变量分析、概念澄清、文本解读等。像这个实验就是典型的观察探究从而发现,不过题目可以变动一下叫做“探究鸡翅的飞行适应性结构”,那么探究的方向就明确得多了,学生的创造性思维可能会运用得更多些。我们习惯的教学方法是讲授法,现在明白要让学生自主探究以后,恨不得什么都打上“探究” 的标签,另一些人又怕被说成“为探究而探究”,我们认为:除了纯粹讲授的知识,比如病毒的大小,学生无法亲眼目睹,很多知识都可以以探究的方式展示,这符合知识重演的规律和知识建构的规律。

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