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《生物课程标准》中明确提出“倡导探究性学习”的理念,力图促进学生学习方式的变革,引导学生主动参与探究过程、勤于动手和动脑,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、批判性思维的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力。在生物教学中,如何加强学生的探究性学习,下面谈几点粗浅的认识和做法。
1.充分挖掘教材因素,引导学生进行探究性学习
现行新教材重视科学研究过程的内容,教师应充分挖掘教材中的相关内容,引导学生学会探究,学会研究。例如,光合作用的探究历程,书本介绍了普里斯特利发现植物可以更新空气,可以引导学生思考,并指导学生课后进行操作:
给你提供相关的器材,请你设计一个试验,证明植物可以更新空气。另外设计一个实验证明植物光合作用产生的气体是氧气。
通过引导学生对其实验方法的科学性进行校正和分析,引导学生在实践中提高科学探究能力。
萨克斯验证植物叶片在光合作用中产生淀粉的实验,除了可以引导学生按所学的知识另外设计实验证明产物是淀粉外,还可以设问:萨克斯将叶片一半遮光另一半不遮光,不遮光部分作脱色处理后加碘若也呈现蓝色,说明什么问题?应怎样处理植物才能避免出现这种现象?还可以联系其他知识设问:为什么不用清水而要用酒精脱色?引导学生联系色素不溶于水而溶于有机溶剂,以及杀死细胞才能让碘进入细胞内对叶绿体进行着色等细胞膜通透性的相关知识。
恩格尔曼证明叶绿体是光合作用场所的实验,鲁宾和卡门采用同位素标记法证明光合作用放出的氧全部来自水的实验,都可以充分处理、挖掘相关内容,引导分析这些科学家实验设计的巧妙之处,并请学生利用所学的知识另行设计实验进行验证。教材中类似的材料还有很多。通过教师有意识的去处理和挖掘教材,对培养学生严密的科学探究精神和探究式的学习方法很有好处。
2.创新课本实验,提供学生自行探索的环境
课本实验有些为验证性实验,可以进行以下两方面的处理:
2.1对实验内容多设问,引导学生通过本身的实验操作和思考解答教师所提的问题,达到学习知识的目的。
例如, “绿叶中色素的提取和分离”实验过程所用器材和药品较多,应引导学生对整个实验过程进行详细的分析,解决以下问题:
(1)研磨叶片时,为什么要加入少许SiO2、CaCO3和丙酮?
(2)为什么要迅速、充分?
(3)研磨液为什么要用棉纤维过滤?
(4)滤液收集到试管中,为什么要用棉塞将试管口塞紧?
(5)制备滤纸条时,为什么要将纸条的一端剪去两角?
(6)划滤液细线,为什么线条越细越好?
(7)为什么不能让层析液没及滤液细线?
(8)为什么要用培养皿盖在层析液的烧杯上?
(9)实验结束,滤纸条上的色素带,自上而下依次是什么颜色、什么色素?
(10)色素为什么能在滤纸条分离?
(11)移动最快与最慢的各是哪一种色素?各具有什么颜色?
(12)最宽与最窄的各是哪一种色素?各具什么颜色?为什么各种色素带的宽窄有异?
(13)实验后的滤纸条经干燥后,为什么要避光保存?
(14)实验结束后,为什么要用肥皂把手洗干净?此实验来用的是什么方法?
(15)通过实验和对实验结果的分析,能说明什么问题?
通过实验和解决以上问题,使学生从实践中获取知识和方法。
2.2对课本实验进行适当改造和延伸,让学生按老师的要求去完成相关实验,对于培养学生科学探究知识的能力和动手能力至关重要。例如,“植物细胞的吸水和失水”实验,除了完成课本实验内容以外,可以依照渗透作用原理要求学生学会“细胞汁液浓度的简易测定”,做法是:配制一系列连续浓度的蔗糖溶液,请学生思考,如何利用这些溶液简单鉴定所提供的细胞的汁液浓度范围?为了更准确,需注意哪些问题?等等。这样,使学生在实践中探索,在实践中学习,在实践中更深刻地理解和掌握知识。
3.设计课外活动,为学生创造新的探索空间
课外活动形式多种多样,包括参观、调查、课外实验和实习等。因为这几种教学活动是离开课堂的教学,事先更应当重视“计划、目的、方法、提纲和注意事项”,切实做好组织工作。提纲可使学生在实践活动中有章可寻,知道干什么、怎么干,能更有效地达到预期目标。在上述实践活动中应要求学生实事求是地按提纲进行,对观察或调查到的实际情况进行分析和研究,从中获得知识和学会探究知识。
例如,DNA双螺旋结构的发现,可布置学生课外查阅资料,了解詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克如何发现DNA的空间结构。可提出问题供学生们查阅资料时作为依据:他们用的什么方法?利用了哪些学科的知识?还有哪些国家的什么科学家参与或协助?
又如,布置学生假期开展“遗传性状家谱调查与分析”,要求学生事先设计好调查方案,方案应包括调查什么性状(不一定要调查遗传病)?如何进行?调查登记表包括哪些内容?调查几代?如何画遗传系谱图?并引导学生学会按照“问题~假设~实验~分析~结论”的科学研究基本方法对所调查的遗传性状进行分析研究,形成调查报告。
这样既让学生学习了生物学知识,又学会了科学探究知识的方法。 4.组织讨论,在协作中探究
讨论是进行探究性学习的好形式之一,可进行全班性讨论和分组讨论。为了达到最佳效果,教师应进行充分准备和引导。
例如,在讨论“生长素如何促进根、茎的生长”时,提出问题供学生讨论:生长主要靠细胞分裂还是细胞长大(伸长)?引导学生学会“推理、反证、讨论、怀疑、核实、得出结论”的方法。
教学中,经常会遇到学生回答有些问题时有多种答案,教师应引导学生充分发表意见、展开讨论、总结并得出正确的结论。让两种或多种意见进行正面交锋,经过争论、辩论和讨论,获得正确的结论,让学生在讨论中学习,在团结协作中探索问题和解决问题。 此外,结合研究性学习活动,也是培养学生科学探索技能的好方法。 总之,在生物教学中,不仅要让学生学习一些现成的理论,更要引导学生懂得这些理论是如何获得的。应该强调“发现”知识的过程,而不是简单地获得结论,强调创造性解决问题的方法和形成探究的精神;既强调课内学习,也强调课外多渠道学习,强调学生之间的相互促进、协作和交流。法国教育家弟斯多惠说:“一个不好的教师奉送真理,一个好的教师则教人发现真理。”诺贝尔奖获得者丁肇中教授就曾敦促我们教师“不要教死知识,要授之以方法,打开学生的思路,培养他们的自学能力。”这对我们如何更好地指导学生进行探究性学习将有重要的指导意义。
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