生物探究性教學(xué)中培養(yǎng)中學(xué)生探究能力的實(shí)施策略

按照我國《漢語詞典》的解釋，“探究”是指“探索、研究”，也就是說努力尋找答案、解決問題一它有廣義和狹義之分，廣義的探究是一種積極主動的思維方式，狹義的探究是專指科學(xué)探究或科學(xué)研究。

“探究性教學(xué)”強(qiáng)調(diào)學(xué)生自主參與知識的獲得過程，掌握研究自然所必需的探究能力，與傳統(tǒng)的教學(xué)有很大的不同。對“講授式教學(xué)”及“探究性教學(xué)”的簡單比較見表1。

講授式教學(xué)與探究性教學(xué)各有優(yōu)劣，兩者雖然有區(qū)別，但并不是絕對對立的學(xué)習(xí)方式，兩者只是相對而言，在理論上相區(qū)別，又在實(shí)踐中相聯(lián)系。新課標(biāo)提倡的轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式就是改變傳統(tǒng)的生物學(xué)習(xí)方式過分突出和強(qiáng)調(diào)接受和掌握的成份，把生物學(xué)習(xí)過程之中的探究、研究等認(rèn)識活動凸顯出來，使生物學(xué)習(xí)過程更多的成為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題和解決問題的過程。但是，比較之后，顯然，生物探究性教學(xué)比講授式教學(xué)能更好地培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。

而探究能力，作為人們探索、研究自然規(guī)律和社會問題的一種綜合能力，通常包括提出問題的能力、收集資料和信息的能力、建立假說的能力、進(jìn)行社會調(diào)查的能力、進(jìn)行科學(xué)觀察和科學(xué)實(shí)踐的能力、進(jìn)行科學(xué)反思的能力。

1 生物探究性教學(xué)中問題提出能力的培養(yǎng)

生物問題是指“以生物為內(nèi)容，或者雖不以生物為內(nèi)容，但是必須運(yùn)用生物概念、理論或方法才能解決的問題”。楊振寧曾說過，學(xué)問學(xué)問，就是學(xué)會提出問題。但是傳統(tǒng)的教學(xué)模式則由教師提出問題，給出已知、求證，學(xué)生去完成證明就可以了。這種教學(xué)方式恰恰把最寶貴的一部分一提出問題、發(fā)現(xiàn)問題的過程省略了。同樣，生物學(xué)習(xí)也必須以提出問題為起點(diǎn)，問題也是生物探究的起點(diǎn)與焦點(diǎn)，生物探究性教學(xué)是以問題的形式引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷知識的發(fā)生、發(fā)展過程。因此，提出問題對于生物探究性教學(xué)具有特別重要的意義，它是生物探究性學(xué)習(xí)的第一步，也是最關(guān)鍵的一步。教師在生物探究性學(xué)習(xí)中應(yīng)首先對學(xué)生的問題提出能力進(jìn)行培養(yǎng)。下面從情境的創(chuàng)設(shè)、問題條件的改變、逆向思維這三個角度出發(fā)，討論如何在生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力。

1.1 創(chuàng)設(shè)問題發(fā)現(xiàn)情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問題

20世紀(jì)90年代，我國開始針對學(xué)生問題提出能力的培養(yǎng)作專門的研究。貴州大學(xué)的呂傳漢教授和汪秉彝教授主持的“生物情境與提出問題”的教學(xué)實(shí)驗(yàn)研究表明：“情境——問題”教學(xué)對學(xué)生“問題提出”能力的培養(yǎng)具有顯著的效果。生物情境是指含有相關(guān)的生物知識和生物思想方法的情境，同時也是生物知識產(chǎn)生的背景，它不僅能激發(fā)生物問題的提出，也能為生物問題的提出和解決提供相應(yīng)的信息和依據(jù)?！?/p>

生物問題總是源于某種生物問題情境，而通常所說的“問題情境”可分為“問題發(fā)現(xiàn)情境”和“問題解決情境”?！皢栴}發(fā)現(xiàn)情境”是指這樣一種氛圍：它既能使學(xué)生產(chǎn)生安全的、積極的、愉快的情感體驗(yàn)和希望發(fā)現(xiàn)問題的心理傾向，又具有利于生物問題產(chǎn)生的豐富的生物信息獲得背景材料，能對學(xué)生提出生物問題起幫助或促進(jìn)作用。生物問題發(fā)現(xiàn)情境的創(chuàng)設(shè)，其素材完全可以源于探究性實(shí)驗(yàn)，還可以從知識形成過程的實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)應(yīng)用型問題情境。

1.2 從探究性教學(xué)中尋找豐富的生物素材，使學(xué)生能提出問題

創(chuàng)設(shè)“問題發(fā)現(xiàn)情境”的實(shí)質(zhì)是為學(xué)生架設(shè)攀登知識高峰的“腳手架”，為學(xué)生提供足夠的探索空間，如學(xué)習(xí)“體驗(yàn)制備細(xì)胞膜”教學(xué)過程時，教師提供青菜放在水中會保持新鮮的情境，提出可以用植物細(xì)胞制備細(xì)胞膜的問題。然后由學(xué)生自己去歸納、總結(jié)、發(fā)現(xiàn)、提出猜想，進(jìn)而探索其中的奧秘。由于所提供的生物背景含有豐富的生物信息，每個學(xué)生都能發(fā)現(xiàn)、提出許多的問題，且不同的學(xué)生會提出不同的問題。因此這樣的情境能為每個學(xué)生提供足夠的探索、研究和發(fā)現(xiàn)的空間，每個學(xué)生都能進(jìn)行“再發(fā)現(xiàn)”。

1.3 從知識現(xiàn)實(shí)價(jià)值角度出發(fā)創(chuàng)設(shè)應(yīng)用型問題情境

生物知識來源于生活，最終也應(yīng)用于生活。教師可以從現(xiàn)實(shí)生活中創(chuàng)設(shè)與相關(guān)生物知識有聯(lián)系的應(yīng)用型問題情境，培養(yǎng)學(xué)生的問題提出能力。比如，在探究“酵母菌細(xì)胞呼吸的方式”教學(xué)中，教師可以向?qū)W生展示這樣的問題情境：

吃的面包和饅頭為什么比較松軟?這與酵母菌有什么關(guān)系?酵母菌發(fā)揮這種作用需要什么條件呢?酒的主要成分是酒精。它是酵母菌在什么條件下產(chǎn)生的呢?

這幾個問題環(huán)環(huán)相扣，一個問題的解決為下一個問題的解決打下基礎(chǔ)，最終引出重點(diǎn)內(nèi)容：酵母菌可能又進(jìn)行有氧呼吸又進(jìn)行無氧呼吸。

不管如何，老師在教學(xué)中要以學(xué)生現(xiàn)有的生物認(rèn)知發(fā)展水平為基礎(chǔ)，充分調(diào)動學(xué)生的好奇心和發(fā)現(xiàn)欲，引起認(rèn)知沖突，誘發(fā)質(zhì)疑猜想，使學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題。

1.4 利用“否定假設(shè)法”改變問題的條件和限定提出新的問題

布朗及瓦爾特發(fā)現(xiàn)提出問題的一個很有用的方法是通過對原問題的條件和限定進(jìn)行思考而自由改變來產(chǎn)生新問題，即他們提出的所謂“否定假設(shè)法”

1990年布朗及瓦爾特合著《提出問題的藝術(shù)》一書中詳細(xì)解釋了否定假設(shè)法：(1)確定出發(fā)點(diǎn)，這可以是已知的命題、問題或概念等；(2)對所確定的對象進(jìn)行分析，列舉出它的各個“屬性”；(3)就所列舉的屬性進(jìn)行思考，如果這一屬性不是這樣的話，那它可能是什么呢；(4)依據(jù)上述對于各種可能性的分析提出新的問題；(5)對所提出的新問題進(jìn)行選擇。這一過程其實(shí)是把一個生物問題情境變成另外一個新的生物問題情境的過程。這是一個發(fā)現(xiàn)、探索和創(chuàng)新的過程，教師借用這個過程，可以加深學(xué)生對原問題的進(jìn)一步認(rèn)識和理解。

如“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可以假設(shè)原生質(zhì)層不是一層半透膜。從這兒可以看到對原問題部分條件的改變得到的新問題可謂是原問題的引申，學(xué)生如果能通過這種方法產(chǎn)生新的問題，其探究的熱情必然大大提高，產(chǎn)生“打破砂鍋問到底”的欲望，讓學(xué)生從新的角度來研究問題，在相同或相似中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

1.5 通過類比聯(lián)想來產(chǎn)生新的問題

類比是根據(jù)兩個對象或兩類事物的一些屬性相同或相似，猜測另一些屬性也可能相同或相似的思維方法。其邏輯結(jié)構(gòu)是：已知甲具有某些屬性，而乙具有與甲相似(或相同)的部分屬性，因而乙也可能具有與甲相似(或相同)的另外一些屬性。

類比是發(fā)現(xiàn)問題的偉大源泉。如白菜剁碎做餡時會放鹽，放鹽后會見到水分滲出，那洋蔥表皮細(xì)胞浸在蔗糖溶液中應(yīng)該也會失水。

在這一生物問題的“橫向”探究中，學(xué)生體會到提出生物問題的樂趣。教師應(yīng)充分從生物問題本身出發(fā)，多角度地讓學(xué)生去探究、去思考，提出更多、更深刻的問題。此外，教師還可以鼓勵學(xué)生運(yùn)用分析、綜合、一般化、特殊化、比較、歸納等各種思維方法，讓學(xué)生大膽猜想，也是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出生物問題的有效途徑。

事實(shí)上，關(guān)于問題提出能力培養(yǎng)的途徑是非常豐富的。除了從上述的認(rèn)知因素考慮之外，教師還應(yīng)該留意影響學(xué)生問題提出的情感因素，當(dāng)一個人的行為得到外界的肯定時，其行為會得到固化和積極的遷移，當(dāng)其行為得到否定或輕視時，往往會削弱相應(yīng)的行為傾向。所以，當(dāng)學(xué)生提出問題時，教師首先對其敢于提出問題的勇氣與膽量做出積極的肯定，然后師生一起對問題進(jìn)行探究，讓其體驗(yàn)到成功的喜悅，并鼓勵其進(jìn)一步進(jìn)行探索。

2 生物探究性教學(xué)中觀察力培養(yǎng)

教師如何引導(dǎo)學(xué)生主動參與到探究性教學(xué)中來。特別是如何讓學(xué)生深層次的參與，已成為生物探究教學(xué)成功與否的“瓶頸”。那么，成功的生物探究教學(xué)應(yīng)該是在生物思維一般方法指導(dǎo)下的積極主動的學(xué)習(xí)方式。生物探究技能的培養(yǎng)也與生物思維過程中運(yùn)用的基本方法密切相關(guān)，它們包括：觀察、實(shí)驗(yàn)探究、歸納、演繹探究、比較、類比探究、假設(shè)、猜想探究等。

在進(jìn)行探究性教學(xué)中，教師要注重學(xué)生觀察能力的培養(yǎng)。觀察是科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究活動的基本方法之一。如何在課堂探究性教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力呢?

首先，教師要精心地創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境。創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境有利于激發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究的濃厚興趣和求知的渴望。

其次，培養(yǎng)學(xué)生觀察的興趣。在課堂教學(xué)中，教師要充分發(fā)揮自己的主導(dǎo)作用，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，適時引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題或提出問題，然后再讓學(xué)生多思考，多問一下為什么，使他們在興趣的促動下進(jìn)行探究活動。

第三，觀察要有目的，要實(shí)事求是?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)如果沒有目的，是盲目的實(shí)踐；科學(xué)實(shí)驗(yàn)倘若不實(shí)事求是，則是徒勞無益的活動。教師一定要讓學(xué)生明白這個道理。有的學(xué)生不明白此理，怕出錯、怕被批評，甚至于為結(jié)果而結(jié)果，忽視探究的科學(xué)性原則——實(shí)事求是。

第四，要使學(xué)生學(xué)會表達(dá)與交流。這一點(diǎn)尤其重要，它是課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一個重要環(huán)節(jié)，不能輕易地放過。探究做得好還是不好，成功與否，同學(xué)之間、小組之間一定要當(dāng)堂匯報(bào)交流，這對學(xué)生進(jìn)一步思考進(jìn)而達(dá)到訓(xùn)練思維具有重要的作用。有時正是通過表達(dá)與交流實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生才會迸發(fā)出新的思想火花。但如果離開了學(xué)生敏銳的觀察，或者學(xué)生沒有敏銳的洞察事物的能力，他們就會表達(dá)不出，交流不好，甚至道不出個所以然來。

3 探究性教學(xué)中實(shí)踐能力的培養(yǎng)

探究性教學(xué)是在教師指導(dǎo)下的學(xué)生自主實(shí)踐活動，教師在課堂教學(xué)中一定要引導(dǎo)學(xué)生去觀察、去思考、去發(fā)現(xiàn)、去實(shí)踐。許多事情如果學(xué)生不去實(shí)際地做一下，親身地體驗(yàn)一回，是絕不會體會到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的真諦、科學(xué)發(fā)現(xiàn)的樂趣。在進(jìn)行探究性教學(xué)過程中，教師一定要多為學(xué)生提供實(shí)踐的機(jī)會，多讓學(xué)生去思考自己的科學(xué)探究的方案設(shè)計(jì)，充分調(diào)動學(xué)生的積極性、主動性和創(chuàng)造性，充分發(fā)揮學(xué)生的合作精神和集體智慧。教師在課堂教學(xué)過程中可以聽取學(xué)生的合理意見，但即使學(xué)生的方案和計(jì)劃有明顯的不足，也不應(yīng)輕易地來個少數(shù)服從多數(shù)，可讓他們按照自己的實(shí)驗(yàn)思路來探究一番，如果失敗了還可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考和分析失敗的原因，達(dá)到訓(xùn)練思維和培養(yǎng)實(shí)踐能力的目的。

例如，在觀摩“光對鼠婦生活的影響”的探究課的擴(kuò)展性實(shí)驗(yàn)的實(shí)施計(jì)劃中，就有學(xué)生在探究干、濕度對鼠婦的影響時，對放置鼠婦于什么位置有2種不同觀點(diǎn)，甲同學(xué)認(rèn)為應(yīng)放置在干、濕兩側(cè)的中央，乙同學(xué)認(rèn)為應(yīng)放置在干、濕兩側(cè)的中線附近。其實(shí)，這兩種放置方法都各有道理，完全可以讓學(xué)生自己去試一試，教師如果不輕易用少數(shù)服從多數(shù)的方法，否定掉學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中的真實(shí)想法，或許探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果會更好。

4 生物探究性教學(xué)中反思能力的提高

生物探究性教學(xué)旨在突出學(xué)生的主體地位，以學(xué)生的主動參與、自覺探索為基本特征，它的主流形式不是調(diào)查、實(shí)驗(yàn)性活動，而是突出表現(xiàn)在以思維活動為特征的問題探索范疇。由于生物學(xué)科的抽象程度高、生物思維過程的復(fù)雜性和隱蔽性都很強(qiáng)，這也就決定了要提高生物反思能力。在生物教學(xué)中如何提高生物探究的反思能力?

4.1 促進(jìn)生物認(rèn)知能力的發(fā)展

生物反思能力和生物認(rèn)知能力是相互促進(jìn)、互為基礎(chǔ)的。生物認(rèn)知能力的發(fā)展為生物反思能力的發(fā)展提供了基礎(chǔ)，學(xué)生只有具有很強(qiáng)的生物觀察能力生物記憶能力，才能提高對問題情景中各種線索的敏感度，抓住反思的時機(jī)，及時調(diào)節(jié)思維的方向，對解決問題的各種策略進(jìn)行權(quán)衡、預(yù)見，從而提高控制水平。生物思維能力的發(fā)展特別是抽象思維能力的發(fā)展，極大地豐富了學(xué)生的反思技能，為提高學(xué)生的反思水平打下了基礎(chǔ)。生物能力的發(fā)展為反思提供了更廣闊的空間和機(jī)會。另一方面，生物反思能力的發(fā)展，提高了認(rèn)知效率，縮短了認(rèn)知時間。

4.2 引導(dǎo)學(xué)生以自己的生物活動作為意識對象，以“自我提問”的方式進(jìn)行

生物反思即要求學(xué)生對自己的思考過程進(jìn)行反思，就是在一個生物活動結(jié)束以后盡力去回憶自己從開始到結(jié)束的每一步心理活動：一開始自己是怎么想的，走過哪些彎路，碰過哪些釘子；為什么會走這些彎路，碰到這些釘子有什么規(guī)律性的經(jīng)驗(yàn)可以吸??；我的思考與老師或同學(xué)的有什么不同，其中的差距是什么，原因是什么，自己在一些思考過程中能否做某些調(diào)節(jié)。學(xué)生以反問的方式進(jìn)行反思性學(xué)習(xí)，這樣探索出來的結(jié)論正確嗎?怎么驗(yàn)證自己的結(jié)論呢?還有其他方法推導(dǎo)這個公式嗎?通過對這個公式的探索過程，你有什么想法嗎?

學(xué)生在生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中需不斷調(diào)整自己的學(xué)習(xí)策略，建構(gòu)自己對問題的理解，產(chǎn)生超越已有信息以外的信息。只有通過反思性生物學(xué)習(xí)才能使學(xué)習(xí)者的生物學(xué)習(xí)活動成為有目標(biāo)性的、有策略的主動行為，才能使學(xué)習(xí)成為探究性的活動，增強(qiáng)學(xué)生的能力，提高個人的創(chuàng)造力。

4.3 在生物探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)中利用“提示語”的方式進(jìn)行反思性學(xué)習(xí)

在生物教育研究領(lǐng)域，解題的反思思想是非常重要的，在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)當(dāng)有意識地結(jié)合教學(xué)內(nèi)容，積極運(yùn)用“提示語”，創(chuàng)造不同的情境，讓學(xué)生以各種不同的方式反復(fù)用提示語提問自己，通過不斷強(qiáng)化產(chǎn)生同樣的思維活動。

探究性教學(xué)實(shí)施的關(guān)鍵在于教師的觀念和素質(zhì)的高低。首先，教師觀念的轉(zhuǎn)變是重中之重。只有教師具備全新的教育理念，意識到探究性學(xué)習(xí)的重要性，才會把學(xué)生當(dāng)成是學(xué)習(xí)的主體而不是被動的受教育者；才會注重發(fā)展學(xué)生的整體素質(zhì)而不是只要求其聽話、成績好就行了；才會注重科學(xué)素養(yǎng)形成的過程而不僅僅是科學(xué)結(jié)論；才會注意將知識、能力、情感態(tài)度和價(jià)值觀融于同一教學(xué)目標(biāo)中而不是把它們相互孤立或只注重知識的累積。其次，教師要具備較高的素質(zhì)，如廣博的知識面、靈活駕馭教材的能力、較強(qiáng)的親和力以及一定的探究能力和創(chuàng)造能力。再次，學(xué)校要提供一定的硬件如實(shí)驗(yàn)室、多媒體教室和足夠的資料。

著名的“木桶原理”告訴我們：木桶水位的高低，往往受最短木板的限制。存在于實(shí)際工作中的一些問題和矛盾，若沒能得到有效地解決，同樣也有可能成為探究性學(xué)習(xí)，甚至是生物課程改革這一“木桶”中的“最短板”。