探究性學(xué)習(xí)課程資源的開發(fā)與利用初探

黃敏（江蘇省泰州中學(xué)江蘇泰州 225300）

探究性學(xué)習(xí)課程資源的開發(fā)與利用初探

黃敏（江蘇省泰州中學(xué)江蘇泰州 225300）

基于高中生物教學(xué)實(shí)踐，剖析了探究性學(xué)習(xí)課程資源素材選擇的要求，并結(jié)合事例闡明對基于實(shí)驗(yàn)、基于科學(xué)史、基于生活、基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境、基于學(xué)生本真問題的探究性學(xué)習(xí)課程資源的開發(fā)及運(yùn)用。

探究性學(xué)習(xí) 高中生物 課程資源 開發(fā)與利用

文件編號：1003－7586（2017）01－0053－03

“課程資源的豐富性和適切程度決定著課程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)范圍和實(shí)現(xiàn)水平”。實(shí)踐證明，探究性學(xué)習(xí)資源的開發(fā)與合理利用對課堂教學(xué)的優(yōu)化、對學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變革有較大的推動作用。

1 高中生物探究性學(xué)習(xí)課程資源素材選擇要求

高中生物探究性學(xué)習(xí)課程資源既包括教材、教具、儀器設(shè)備、教學(xué)軟件等有形的物質(zhì)資源，也包括學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)等無形的資源。其中，教材是非常重要的課程資源，但由于文本教科書的局限性，不可能面面俱到滿足各類學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，而且更新速度慢，所以教師在充分利用教材的同時，要結(jié)合教學(xué)實(shí)際，積極開發(fā)新的課程資源。探究性學(xué)習(xí)課程資源的開發(fā)和利用是以滿足學(xué)生發(fā)展的需求為價值準(zhǔn)則，對“潛在的”課程資源素材進(jìn)行加工或原創(chuàng)新的課程資源，并以一定的方式把它們納入到教學(xué)活動中。

實(shí)踐中，教師要追求課程資源開發(fā)與利用的效益，對有關(guān)素材選擇要求是“精、典、新、思”：

“精”指所選擇材料應(yīng)當(dāng)是經(jīng)過仔細(xì)斟酌、比較后挑出的，要能支持學(xué)生的探究活動，有利于學(xué)生從中發(fā)現(xiàn)和提出問題，收集證據(jù)、觀察實(shí)驗(yàn)、動手動腦地解決問題；

“典”指素材具有典型性，學(xué)生經(jīng)過典型素材的分析與活動訓(xùn)練足以掌握相關(guān)知識與技能；

“新”指素材的新穎性，即所選素材應(yīng)與現(xiàn)代科技、生產(chǎn)、生活緊密相連，可為課堂增添時代的源泉和生活的動力，對學(xué)生來說是新奇的，能激趣；

“思”指素材必須以提高學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)為中心，有利于學(xué)生在探究性學(xué)習(xí)中獲得知識、啟迪思維。

2 探究性學(xué)習(xí)課程資源開發(fā)與利用的實(shí)踐

2.1 基于實(shí)驗(yàn)的課程資源開發(fā)與利用

新課程實(shí)施之初，我校生物實(shí)驗(yàn)課存在著一些條件性資源不足的問題：沒有專職實(shí)驗(yàn)員老師，很多實(shí)驗(yàn)設(shè)備、儀器、藥品缺乏，實(shí)驗(yàn)常常是“紙上談兵”；能開的實(shí)驗(yàn)中“照方抓藥”驗(yàn)證式多于探究式，幫助學(xué)生了解知識點(diǎn)的多，真正放手聯(lián)系生產(chǎn)、生活、社會實(shí)際具有實(shí)用價值的開放性實(shí)驗(yàn)少……

如何籌備齊實(shí)驗(yàn)器材？除了充分利用原有的以及必要購置一些器材外，還要靠師生的智慧因陋就簡、創(chuàng)造性地開發(fā)，“瓶瓶罐罐當(dāng)儀器，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)”。如“氣球+裝著發(fā)酵面的瓶子+盛有開（冷）水的盆”可以進(jìn)行“觀察溫度對呼吸作用速率影響的實(shí)驗(yàn)”；“綠葉中色素的提取與分離實(shí)驗(yàn)”點(diǎn)樣時，“毛細(xì)吸管吸提取液劃線”可以用“蓋玻片沾提取液蓋章”代替；注射器可以代替量筒；廢棄小藥瓶用作培養(yǎng)容器；冰糖代替蔗糖，新鮮的馬鈴薯組織樣液提供過氧化氫酶等。這樣豐富了實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，既有助于解決實(shí)驗(yàn)儀器和藥品短缺，彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)不足的問題，又能增強(qiáng)學(xué)生節(jié)約和環(huán)保意識。

如何激發(fā)學(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)的熱情？在每次實(shí)驗(yàn)前，教師要求學(xué)生思考：怎樣做才可以使實(shí)驗(yàn)效果更好？實(shí)驗(yàn)器材、試劑、實(shí)驗(yàn)步驟是否可以進(jìn)行改進(jìn)？課上鼓勵學(xué)生自帶實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行探索。

如“植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原實(shí)驗(yàn)”，學(xué)生發(fā)現(xiàn)可用黑藻幼葉、馬齒莧莖表皮等代替紫色的洋蔥表皮進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，操作簡單,效果明顯。關(guān)于實(shí)驗(yàn)試劑的改進(jìn)，例如教材中所用的是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.3 g/mL的蔗糖溶液，由于蔗糖溶液濃度大、黏稠，實(shí)驗(yàn)過程中常常會出現(xiàn)封堵鏡頭的情況，影響實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行，且鏡頭的清洗費(fèi)時費(fèi)力、易損壞。可以用什么溶液來代替蔗糖溶液呢？教師可以指導(dǎo)學(xué)生配制系列濃度梯度的氯化鈉溶液、硝酸鉀、氯化鈉等溶液，探究何種溶液在何濃度下效果更好。

實(shí)驗(yàn)過程中，不要怕學(xué)生暴露錯誤，錯誤更容易激發(fā)學(xué)生的求知欲。如果教師能對學(xué)生錯誤中反映的認(rèn)識偏差或?qū)嶒?yàn)?zāi)芰Φ牟蛔?，加以合理指?dǎo)，可以讓學(xué)生在改進(jìn)中實(shí)現(xiàn)真正意義上的探究性學(xué)習(xí)。開發(fā)自制的實(shí)驗(yàn)器材、好的探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、學(xué)生實(shí)驗(yàn)中發(fā)生的錯誤、改進(jìn)中獲得的新發(fā)現(xiàn)等都是寶貴的課程資源，實(shí)驗(yàn)后要及時歸納總結(jié)。

除了盡量開設(shè)校內(nèi)實(shí)驗(yàn)外，教師可引導(dǎo)學(xué)生積極開發(fā)家庭小實(shí)驗(yàn)，如“自制葡萄酒、果醋、腐乳、泡菜等”“探究加酶洗衣粉在何種水溫下洗滌效果最佳”“探究種子萌發(fā)需要的外部條件”“觀察寵物的行為和信息交流方式”等可以家中操作的實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生將關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用數(shù)碼相機(jī)拍下來，做成課件，然后到班級展示介紹實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理、過程、現(xiàn)象與心得。由于是自己親自摸索出的經(jīng)驗(yàn)（如自釀葡萄酒的學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在將新鮮葡萄沖洗2、3遍去枝梗后，晾干后再榨汁，被雜菌污染的可能性會減??；如果沒有榨汁機(jī)，可以拿洗凈的洋瓷盆底壓葡萄等），學(xué)生介紹起來非常自信，聽的學(xué)生也很興奮，會好奇地提出很多問題，產(chǎn)生試一試的欲望，使探究性家庭實(shí)驗(yàn)資源教學(xué)效益大大提高。

有關(guān)師生課內(nèi)外探究實(shí)驗(yàn)相關(guān)的教與學(xué)的知識、技能、經(jīng)驗(yàn)、活動方式等資源需要教師長期不斷地積累與打造，恰當(dāng)利用后使實(shí)驗(yàn)教學(xué)從淺表走向深層，才能真正體現(xiàn)出這樣探究性實(shí)驗(yàn)課程資源作用的豐富內(nèi)涵。

2.2 基于科學(xué)史的課程資源開發(fā)與利用

科學(xué)史是承載著科學(xué)思想、科學(xué)知識、科學(xué)方法、科學(xué)精神教育等的優(yōu)質(zhì)探究性學(xué)習(xí)課程資源，在歷史背景下看生物科學(xué)的孕育、產(chǎn)生和發(fā)展，會使生物學(xué)知識、原理和規(guī)律變得生動鮮活而富有生命力，同時生物學(xué)家的感召力和生命科學(xué)的魅力能喚起學(xué)生對生命科學(xué)的興趣，使他們在知識、能力、情感和人文素養(yǎng)方面得到和諧發(fā)展。教師可以廣泛搜集學(xué)生能夠接受和認(rèn)同并與教材知識點(diǎn)對應(yīng)的生物史資料，整理成生物學(xué)家的故事、經(jīng)典的生物科學(xué)發(fā)現(xiàn)和生命科學(xué)新成果，按教材順序編排，形成一套科學(xué)史資源庫，讓師生共享。

高中生物教材中本身就有不少經(jīng)典的科學(xué)發(fā)現(xiàn)史，如光合作用的探究歷程、生物膜流動鑲嵌模型的建立、DNA是遺傳物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)、遺傳密碼的發(fā)現(xiàn)等?？茖W(xué)史素材的教育價值取決于再加工、再創(chuàng)造的有效性，如“光合作用的探究歷程”的教學(xué)，如果只是將寓意深刻、內(nèi)容精煉的教材內(nèi)容轉(zhuǎn)化為帶領(lǐng)學(xué)生回憶當(dāng)時的科學(xué)家分別做了什么實(shí)驗(yàn)，結(jié)論是什么，那會非常平淡，讓學(xué)生感到索然寡味。如果教師在科學(xué)史的再加工中引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，可以還原鮮活的知識。如分析“光合作用的探究歷程”中科學(xué)家經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的巧妙之處和有無局限性，從改進(jìn)實(shí)驗(yàn)取材、嚴(yán)格控制變量、實(shí)驗(yàn)裝置優(yōu)化等角度，對科學(xué)家的探究性實(shí)驗(yàn)（光合作用原料有CO2、H2O，產(chǎn)物有淀粉、O2，需要適宜的光照、溫度，場所在葉綠體）進(jìn)行再設(shè)計(jì)。猜想卡爾文如何研究光合作用暗反應(yīng)的？如何探究中間產(chǎn)物順序的？固定CO2的物質(zhì)是什么物質(zhì)？教師通過設(shè)計(jì)問題鏈進(jìn)行任務(wù)驅(qū)動學(xué)習(xí)，把知識傳授轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生的思維探究過程，對培養(yǎng)學(xué)生分析解決問題和批判性思維能力、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法大有裨益。

當(dāng)今生物科學(xué)發(fā)展迅猛，每年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎、化學(xué)獎等最新研究成果續(xù)寫著生物科學(xué)史中新的篇章。教師要努力尋找比較高深的科技成果素材，與學(xué)生知識能力接受水平相當(dāng)?shù)慕Y(jié)合點(diǎn)進(jìn)行改造，及時吸納并補(bǔ)充在有關(guān)章節(jié)的教學(xué)中，以拓展學(xué)生的科技視野，激發(fā)學(xué)生走近科學(xué)，認(rèn)識科學(xué)、技術(shù)與社會的關(guān)系，增強(qiáng)探究性學(xué)習(xí)的主動性。如在“細(xì)胞分化”一節(jié)學(xué)習(xí)中，給出2012年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎“誘導(dǎo)多能干細(xì)胞”資料，設(shè)問：分化的體細(xì)胞與胚胎干細(xì)胞有何區(qū)別？分化的體細(xì)胞為什么還能改造成類似胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞？科學(xué)家為什么要把分化的體細(xì)胞改造成類似于胚胎干細(xì)胞的細(xì)胞？你發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)科學(xué)研究蘊(yùn)含的巨大意義了嗎？這樣可以深化學(xué)生對細(xì)胞分化本質(zhì)的理解，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注干細(xì)胞研究及其重要性。新穎有趣的科技熱點(diǎn)素材容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，吸引他們繼續(xù)關(guān)注研究的進(jìn)展，樹立投身生物學(xué)研究的志向。

2.3 基于生活的課程資源開發(fā)與利用

“注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”是新課程的重要理念。挖掘生活化、社會化和實(shí)用化的探究性學(xué)習(xí)課程資源用于課堂教學(xué)，將教學(xué)活動置于現(xiàn)實(shí)的生活背景下，源于生活的知識更容易引起學(xué)生共鳴進(jìn)而理解和掌握相關(guān)知識，同時可以讓學(xué)生感到學(xué)習(xí)生物學(xué)知識有“用”。

如“免疫調(diào)節(jié)”教學(xué)時，教師首先播放視頻：“走近美國天使泡泡男孩”，介紹由于免疫功能缺陷，泡泡男孩只能生活在塑料泡泡房里，12年后移植姐姐的骨髓時，被病毒感染死亡。利用情境導(dǎo)入，讓學(xué)生在同情泡泡男孩的同時，非常想知道：什么是免疫？正常人是怎樣進(jìn)行免疫調(diào)節(jié)的？生物學(xué)與人體健康密切相關(guān)，幾乎每個學(xué)生都得過流感，而且都曾體驗(yàn)到從SARS到甲流感等對他們生活與健康的影響，這些經(jīng)歷可以作為學(xué)習(xí)“免疫調(diào)節(jié)”很好的探究性學(xué)習(xí)資源。

教師可以設(shè)計(jì)以下問題，供學(xué)生討論：

①當(dāng)我們班上有同學(xué)得了甲流感，其他同學(xué)不可避免地接觸了甲流病毒后一定會患甲流嗎？如果不，機(jī)體怎樣防衛(wèi)的？最后讓學(xué)生畫相關(guān)免疫調(diào)節(jié)的過程圖。

②甲同學(xué)注射過疫苗一段時間，乙同學(xué)未注射，在被同樣的甲型H1N1病毒同程度感染后，他們體內(nèi)的抗體量、病毒量、患病程度有什么不同？

③如果甲同學(xué)注射疫苗1 d后，乙同學(xué)患病，甲可能被傳染嗎？

④甲同學(xué)注射過疫苗，流行病期間未發(fā)病，但再次流行時為什么會患病？

⑤你對遏止流感流行有哪些建設(shè)性的意見？

……

生活化問題的討論有助于學(xué)生掌握生物學(xué)知識，增強(qiáng)健康意識。

留心處處皆有基于生活的課程資源，如霧霾天氣、生物多樣性喪失、水污染與水資源危機(jī)等令人警醒的圖片、數(shù)據(jù)、案例資源，可用于啟迪教育學(xué)生學(xué)會與自然和睦相處，堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展之路。筆者曾帶領(lǐng)學(xué)生在校園里進(jìn)行中學(xué)生早餐營養(yǎng)與健康調(diào)查、清除校園生態(tài)入侵植物“加拿大一枝黃花”、參加栽培番茄等的勞動并采摘與品嘗果實(shí)、組織去曾被聯(lián)合國教科文組織評為全球500佳的江蘇省泰縣河橫村生態(tài)農(nóng)業(yè)基地參觀考察等。這些活動中的所見所聞、經(jīng)歷與體驗(yàn)，以及每天媒體中海量的科普新聞報(bào)道、電視專題欄目等都可以成為探究性學(xué)習(xí)課程資源，重要的是教師要有善于發(fā)現(xiàn)和加工能力。

2.4 基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的課程資源開發(fā)與利用

基于網(wǎng)絡(luò)的探究性學(xué)習(xí)資源據(jù)自主獲取信息的程度不同可分為兩大類：

①事先組織一定的資源建立專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站，有目的地安排學(xué)生在固定區(qū)域?qū)W習(xí)；

②整個學(xué)習(xí)過程都置身于開放性網(wǎng)絡(luò)資源中。

筆者曾經(jīng)搜集大量與主題相關(guān)的素材制作“DNA分子的結(jié)構(gòu)”“人類基因組計(jì)劃”等專題學(xué)習(xí)網(wǎng)站，設(shè)立教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)資源、自主學(xué)習(xí)、在線交流、在線測試欄目，讓學(xué)生在校園網(wǎng)上主動通過教師提供的現(xiàn)有信息資源進(jìn)行學(xué)習(xí)。借助于較豐富的課程資源，學(xué)生接受有效信息的量和學(xué)習(xí)的交互性、自主選擇性、參與度與傳統(tǒng)的講授式課堂教學(xué)明顯不同。這樣的學(xué)習(xí)受到學(xué)生歡迎。

開放性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開展探究性學(xué)習(xí)必須由學(xué)生自己搜集、分析、整理信息獲得或發(fā)現(xiàn)知識。如選修3“基因工程安全性”的學(xué)習(xí)時，教師要求學(xué)生進(jìn)行搜索與瀏覽網(wǎng)頁，跟蹤基因工程安全性研究的最新進(jìn)展，或去一些論壇，與網(wǎng)友交流討論，然后將正反方的觀點(diǎn)整理后寫成綜述，在班上匯報(bào)交流，并將搜集到的典型資源放到班級公共郵箱，實(shí)現(xiàn)信息資源共享。開放性網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)可以由教師定期發(fā)布或?qū)W生自主提出探究思考題，本班師生、全校同學(xué)、甚至互聯(lián)網(wǎng)友之間成為學(xué)習(xí)共同體，常常會獲得一些專業(yè)人員的熱心幫助，促進(jìn)學(xué)生深入地進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，最終達(dá)到對當(dāng)前所探討知識較為深刻的意義建構(gòu)。

利用網(wǎng)絡(luò)信息資源開展探究性學(xué)習(xí)，對培養(yǎng)學(xué)生信息檢索、收集、篩選、分析、處理能力等有著重要作用。在利用網(wǎng)絡(luò)信息資源時，教師應(yīng)當(dāng)提醒學(xué)生注意分析信息的權(quán)威性和可靠性，提高學(xué)生信息評價意識和能力。

2.5 基于學(xué)生本真問題的課程資源開發(fā)與利用

動態(tài)生成的課堂上，學(xué)生提出的“似懂非懂”的問題或暴露的一些錯誤，常常是最本真的，教師要善于捕獲這些寶貴的無形資源，因勢利導(dǎo)、以學(xué)定教，以提高課堂教學(xué)的針對性。

如在反射弧的教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生回憶初中所學(xué)知識，說出反射弧的組成。兩人一組做“膝跳反射”實(shí)驗(yàn)，嘗試畫出膝跳反射模式圖。在講評時，學(xué)生“插嘴”提出以下問題：

如何判別反射弧中傳入與傳出神經(jīng)？如果效應(yīng)器只由傳出神經(jīng)末梢和它所支配的一塊肌肉組成，踢小腿的動作能完成嗎？

筆者意識到學(xué)生的學(xué)習(xí)困難所在：感覺神經(jīng)元與神經(jīng)元的模式圖差別比較大，學(xué)生難以辨別樹突與軸突；一塊肌肉的收縮的確不能引發(fā)踢小腿動作發(fā)生，膝跳反射模式圖教材上簡化只畫1個反射弧，不夠嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，給學(xué)生探究性學(xué)習(xí)帶來困難。因此補(bǔ)充了神經(jīng)元種類的知識，并展示釘子刺腳引起反射的圖片，引導(dǎo)學(xué)生觀察：傳入和傳出神經(jīng)上興奮的傳導(dǎo)方向、其上是否有神經(jīng)元胞體、與灰質(zhì)前后角連接的位置有什么不同。另外，說明動作發(fā)生的確需要伸肌收縮、屈肌舒張，以及需要多個反射弧結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)才能完成。

以后教神經(jīng)調(diào)節(jié)時，筆者都要對反射弧模式圖做適當(dāng)拓展和說明。教學(xué)中遇到類似的例子還比較多，如X與Y染色體是否是同源染色體，教室里所有的人是否是一個種群，雙眼皮的夫婦生出單眼皮的孩子屬于遺傳還是變異，若是變異，屬于基因突變、基因重組、染色體變異嗎？……諸如此類的問題數(shù)不勝數(shù)，教學(xué)時，教師一定要尊重學(xué)生，留給學(xué)生發(fā)表自己想法的機(jī)會。學(xué)生的前科學(xué)概念、疑惑和見解都是很好的課程資源，教師充分開發(fā)利用，可以讓教學(xué)更有效。

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