第五讲 生物探究教学的实施困难和解决途径  
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尽管大量研究表明探究性学习的学习效果是积极的,但实施生物探究教学并不容易,尤其是刚开始时,会遇到各种困难,效果有时也不尽人意。主要困难反映在五个方面,下面逐一分析:
一.生物学探究教学实施的困难  

1.教学时间的困难

探究教学与讲授教学相比,最大的缺点是教学效率较低。由于学生参与探究受认知条件、个体差异和训练基础等限制,完成同一知识点教学所化时间探究法比讲授法要多得多,而目前中学生物学课时较少,学习时间很有限,教学时间尤其是课堂教学时间难以保证。

2.学生知识经验的困难

探究教学的学习要求学习者必须具备一定的知识经验与需要,才能以强烈的问题意识找到解决问题的线索,做出适当的假设并开展积极的探究。如果学生基础太差或缺乏探究动机和兴趣,或虽有兴趣但缺乏技能训练,会导致探究难以进行。

3.教学内容选择的困难

由于生物学科不同内容具有不同的抽象性和形象性的特点,以及在知识内容、难度深度、智力操作、情感态度等方面的不同要求,会造成探究不同内容的不同选择困难。某些讲授法都较难处理的复杂、抽象生物学知识内容,使用探究法往往会碰到更大困难。

4.教师指导的困难

教师指导学生探究除了专业知识、实践经验需较高要求外,还受自身缺乏探究训练的限制。大多数在非探究学习环境中培养出来的生物学教师若不经过职后专门的探究教学培训和实践,刚开始时很难对学生开展有效的探究学习指导,要成功组织实施生物探究教学会遇到各种困难。

5.教学条件的困难

开展生物探究教学需要一定的教学条件,如教具、标本、实验器材、图书资料、计算机多媒体、网络条件等,需要教学软环境和硬环境的支持,有的农村基层学校在这方面的教学配备条件不具备会带来实际困难。

二、解决探究教学困难的参考途径  

1.教师培训和自我提高

教师培训和自我提高是解决探究困难的基础,教师探究意识的建立和探究能力的提高是实施探究教学成功的关键。生物学教师除必需的学科知识外,还必须具备一定的生产实践、社会生活经验和科研训练的基础。在指导学生开展探究学习之前,教师自己应先学会“探究”。通过教师教育培训和不断实践,深刻理解“探究”的涵义,能把握“探究”的核心问题,通过“教”与“学”引导“探究”。教学设计具有启发性和可行性,教学语言具有逻辑性和趣味性,善于创设良好的探究问题情境,用“兴趣”、“悬念”、“任务”等途径引导学生进入情景展开充分思考。

2.积极创造探究条件

国外经验表明,实施探究教学小班化上课比较有利,每个教学班的人数不宜过多,一般20 至30人的小班教学比较适宜,效果较好。但根据我国的国情,目前小班教育大部分地区,尤其是高中还无法做到,对比较普遍的50人左右的大班级,一些地区采取分组法探究已取得一定效果,实践证明,分组法是比较可行和有效的解决方法。

实施探究教学必须为学生提供一定的教学软硬件条件,如探究性学习材料、视听器材、生物实验设备、图书资料和网络条件等,这些条件准备越充分,对克服困难越有利。

根据教学进度和学校条件,因地制宜的设计多样性的生物探究教学,课时安排要有灵活性,课内和课外相结合,充分利用农村校园、田园、庭院的有利条件,农业栽培和养殖业等方面的条件优势,开展有农村特色的生物探究教学。当然。探究教学内容刚开始时不宜太难太深,循序渐进地逐步提高。

3.精选生物探究内容

中学生物学每个知识点都去探究是不可能也不必要的。如遗传、生理和进化论偏重于推理思维,生物多样性偏重于形象思维,细胞生物学和生化偏重抽象思维等,不同内容需组织不同类型的探究。

尽管高中生物学并不是所有知识点都适合探究学习,但可供选择的不同难度的探究选题还是不少。精选探究内容应根据学生特点,着眼点首先是“合适”,然后根据由易而难、循序渐进的原则,选择一定数量进行练习。

上海高中新教材中以下选题可供参考:

(1)探究细胞的类型和形态 (15)抗生素、防腐剂对细菌的抑制效果;

(2)细胞与细胞核大小的关系;

(16)光合作用的影响因素;

(3)外液种类、浓度与质壁分离的关系;

(17)阳生、阴生植物的差异及影响因素;

(4)细胞质基质流动性的影响因素;

(18)植物细胞有丝分裂的影响因素;

(5)酶活力的影响因素 (19)化学因子对蚕豆根尖细胞变异的影响;

(6)酶的化学成分;

(20)肌肉无氧呼吸;

(7)叶绿素色素的种类和性质;

(21)酵母呼吸方式;

(8)植物的色素类型;

(22)酸雨对种子萌发的影响;

(9)动物对环境(光、温、湿、pH)等刺激的反应; (23)水污染对水生动物呼吸生理的影响;

(10)陆生无脊椎动物分布的影响因素; (24)泡菜、酒酿的制作条件;

(11)生物面体积规律的分析; (25)花卉的保鲜技术;

(12)种群数量变化的影响因素;

(26)水果的保鲜技术;

(13)矿质元素对植物生长的影响; (27)市售牛奶的蛋白质含量比较;

(14)重金属对细菌生长的影响;

(28)厨房油烟对小鼠的生理影响等。

4.加强学生针对性探究辅导

探究教学能否成功,很大程度取决于学生的参与和学习主动性。因此激发学生的探究动机和兴趣十分重要,教学设计要善于创设良好的探究问题情境,教学语言要有逻辑性和趣味性,启发学生充分思考。

探究必须建立有效假设,但有效假设的提出要以学生已有知识和先行经验的贮备为基础。“学习者有了一定的经验与需要,才能以强烈的问题意识找到跨出解决问题的线索,做出适当的假设。”因此,当学生基础差或者知识难度太大时,探究学习就会很困难甚至无法进行,因此教师的辅导十分必要。探究训练应从易到难,循序渐进,对不同基础的学生应采取不同的方法和要求,切忌一刀切。

5.倡导灵活的探究教学型式

要组织学生开展有效的探究学习,应当根据教学内容、学生特点和学校条件灵活采用不同的探究教学型式,目前用的比较多的是以下5种型式,当然这些型式也不是完全独立的,可以混合使用,新的型式还会在课改中被创造出来。

(1)导入探究型

当学习课题是探究有关事物的规律时,教师可先讲述其中某些较简单的事实,然后让学生模仿教师探究过程去发现更复杂的事实,最后概括出有关规律。

导人探究型能为学生较快地提供探究的思路和线索,便于学生明确探究的方向,有利于学生较快达到探究的目标。例“鸟类适应飞翔的特征”以具体实物(活体家鸽)通过形象思考的方式导入新课展开探究就是这种型式。

(2)交叉探究型

在整个课程的教学过程中,根据实际情况,交叉采用探究学习和接受学习的教学安排,有的内容可采用探究学习,有的则采用接受学习。例如,美国BSCS教材、人教社2001年版新课程标准生物教科书,有很多按照这种结合形式编排的内容。这种结合形式既能使学生体验探究学习的过程,又能保证在规定的教学时段内完成教学任务,也比较切合我国多数学校现有教学资源实际,也是解决课时困难的有效办法。

事实上,学生的认识顺序既从个别到一般,也从一般到个别。探究学习强调前者,接受学习强调后者。从认识论来看,两种学习方法均有合理的理论内核与积极的作用。所以,在实际教学中,生物学教师应根据不同的教学对象、教材内容而选取不同的方法,结合使用,做到“你中有我”“我中有你”的交叉探究。

例如探究细胞与细胞核大小的关系、叶绿素色素的种类和性质、酵母呼吸方式等都适合交叉探究。

(3)演示探究型

这是教师按照科学探究的方式讲解和演示而引导学生进行思考探究的型式。也就是说,学习课题、假设、验证的方案和资料、实验,甚至资料的分析过程和由此得到的结论,都由教师演示提供,学生通过教师演示探究获得知识的同时,经历了探究的过程,强化了意义学习。演示探究对时空条件限制、微观抽象而学生较难直接观察的生物学内容比较适宜。 一些直观手段,如实验演示、电脑多媒体、网络技术等教学手段,能让学生在掌握演示资料基础上通过探究学习得出结论。如“细胞膜结构”、“物质进出细胞的方式”、“生长素的发现”等采用演示探究比较合适。

(4)部分探究型

教学过程按照探究活动模式设计,有些环节由教师讲述或演示完成,有些环节则由学生自我探究完成。这种形式教学效率高,能使学生体验探究的基本过程,探究时间较少,比较灵活,因而使用较普遍。

如“寄生虫形态结构和寄生特点”、“细胞质基质流动性的影响因素”、“酶活力的影响因素”等都适合部分探究。

(5)自主探究型

这种探究教师不直接向学生提供问题的答案,而是让学生自主选题,自主探究。教师可以适当地给以线索和方法的提示,并提供指导和帮助,鼓励学生探究学习的信心。自主探究适合课外作业和科技活动,实验室、野外、社区、图书馆、计算机网络都是实施自主探究的理想场所。自主探究可以作为课堂探究延伸在课外进行比较大的探究项目,对一部分学有余力基础较好的学生,自主探究是培养提高学生综合研究能力的有效途径。