基于核心素養(yǎng)下高中生物探究性學(xué)習(xí)的設(shè)計與實(shí)踐

陳英水+陳欣

新課標(biāo)提出以學(xué)生發(fā)展為本的新課程理念，關(guān)注學(xué)生體驗(yàn)、感悟和實(shí)踐的過程，通過學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)、實(shí)踐環(huán)節(jié)的開發(fā)和學(xué)習(xí)渠道的拓展，豐富學(xué)生的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，實(shí)現(xiàn)知識傳承、能力發(fā)展、態(tài)度與價值觀的統(tǒng)一。因此，課改重在推動學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變，使學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)。如何把握新課程理念，創(chuàng)新教學(xué)方式，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變？探究性學(xué)習(xí)是順應(yīng)時代發(fā)展的要求和倡導(dǎo)的學(xué)習(xí)方式。那么如何指導(dǎo)學(xué)生探究性學(xué)習(xí)呢？探究性學(xué)習(xí)方案的科學(xué)設(shè)計和指導(dǎo)是實(shí)施探究性學(xué)習(xí)的根本保證。

1 對高中生物探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的認(rèn)識

探究性學(xué)習(xí)設(shè)計是在探究式教學(xué)過程中，教師在教案的基礎(chǔ)上，針對學(xué)生開展探究性學(xué)習(xí)而開發(fā)的一種學(xué)習(xí)方案，是引導(dǎo)學(xué)生“探求知識的奧妙，追求美好未來”的學(xué)習(xí)策略；是“為開發(fā)學(xué)生的智力，培養(yǎng)學(xué)生的能力而設(shè)計的一系列探索問題、要點(diǎn)強(qiáng)化等情景，形成綱要式的學(xué)習(xí)方案，在教學(xué)過程中供學(xué)生全程探究活動使用，并由學(xué)生完成的一種主動探求知識的特殊案例”。

探究性學(xué)習(xí)設(shè)計對于教師來說，主要的任務(wù)就在于讓學(xué)生明確本節(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)的同時，明確本節(jié)要探究解決的問題和應(yīng)該掌握的知識點(diǎn)，通過設(shè)疑、激發(fā)思維，培養(yǎng)學(xué)生的能力和創(chuàng)新素質(zhì)。所謂“以問拓思，因問造勢”，因此，問題探究是探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的關(guān)鍵。教師應(yīng)依據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)生情況，精心設(shè)計問題——將知識點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿餍缘膯栴}點(diǎn)、能力點(diǎn)，為學(xué)生設(shè)置探究情境，建立探究氛圍，把握探究的方向和深度，進(jìn)而調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，激發(fā)學(xué)生自主探究的動機(jī)。

探究性學(xué)習(xí)設(shè)計對于學(xué)生來說，可以“學(xué)在教前”而又“學(xué)有目標(biāo)”。學(xué)生既能從教師設(shè)計的問題中找到學(xué)習(xí)的興趣點(diǎn)，獲得解決問題的方法，進(jìn)而學(xué)會看書，學(xué)會自主探究；又能在質(zhì)疑、釋疑的同時自己發(fā)現(xiàn)問題，并對自己提出的問題通過思考、討論、分析等方式進(jìn)行探究，獲得自己的探究結(jié)果。這樣，學(xué)生在嘗試自主、合作探究學(xué)習(xí)的過程中，不僅掌握了知識，而且學(xué)習(xí)方式得到轉(zhuǎn)變，思維能力和實(shí)踐創(chuàng)造能力也得到了培養(yǎng)和提高。

2 高中生物探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的要素、原則與教學(xué)流程

以高中學(xué)生為研究對象，主要采用行動研究的方法對高中生物探究性學(xué)習(xí)設(shè)計和運(yùn)用進(jìn)行研究與實(shí)踐。

2.1 高中生物探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的組成要素

現(xiàn)代教育理論認(rèn)為，學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)是影響學(xué)習(xí)過程的重要因素。因此，探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的設(shè)計與運(yùn)用要重視學(xué)生的原有經(jīng)驗(yàn)的獲得，設(shè)計方式可以多元化，但其基本的結(jié)構(gòu)組成應(yīng)該規(guī)范化。

探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的組成要素包括“探究課題、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、知識梳理、知識架設(shè)、探究解決”六個部分。其中，“知識梳理”就是提示學(xué)生本課題探究過程中必須掌握和應(yīng)用的背景性知識，幫助學(xué)生回顧和梳理知識；“知識架設(shè)”是學(xué)生必須在課前自主探究解決的問題；“探究解決”是學(xué)生通過探究解決問題的過程。

2.2 高中生物探究性學(xué)習(xí)設(shè)計遵循的原則

探究性學(xué)習(xí)是以學(xué)生的主體實(shí)踐活動為主線展開的學(xué)習(xí)過程，探究性學(xué)習(xí)的核心是“問題的提出”。只有提出的問題具有啟發(fā)性和趣味性，才能激發(fā)學(xué)生主動的探索欲望，提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的積極性。探究性學(xué)習(xí)設(shè)計需要遵循主體性、問題性、探索性、興趣性和多樣性等原則。

2.3 高中生物探究性學(xué)習(xí)設(shè)計運(yùn)用的教學(xué)流程

教師針對現(xiàn)象或問題進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)設(shè)計——學(xué)生依據(jù)設(shè)計自主探究——學(xué)生感知問題質(zhì)疑提問——教師創(chuàng)設(shè)情境引導(dǎo)探究——師生/生生互動分析討論合作探究——學(xué)生問題解決能力內(nèi)化——師生/生生互動構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)

3 高中生物探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的基本模式

“探究”不等同于“動手操作”，單純照方抓藥的動手操作固然不是探究，探究也不一定都要動手操作，重要的是解決問題的思維過程。探究性學(xué)習(xí)正是以問題為核心展開教學(xué)過程的學(xué)習(xí)方式。因此，在探究性學(xué)習(xí)設(shè)計過程中，筆者把問題的形成作為設(shè)計的起始階段，把提出對學(xué)生具有挑戰(zhàn)性和吸引力的問題并使學(xué)生產(chǎn)生問題意識作為探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的關(guān)鍵，然后根據(jù)學(xué)習(xí)目標(biāo)與內(nèi)容所需，調(diào)整設(shè)計方式。

探究性學(xué)習(xí)設(shè)計主要有以下幾種類型。

3.1 問題模式

生物學(xué)教學(xué)中，知識的呈現(xiàn)形式是多元化的。雖然，每一個知識點(diǎn)都可以形成一定的問題，但不是所有的問題都能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的。因此，在問題式設(shè)計過程中，教師要盡可能地挖掘與生活實(shí)際相聯(lián)系的內(nèi)容，呈現(xiàn)一個需要學(xué)習(xí)探究的問題來激發(fā)學(xué)生的探究動機(jī)；也需要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計一些具有開放性的探究問題，鼓勵學(xué)生對問題的現(xiàn)象和本質(zhì)進(jìn)行探究，使學(xué)生通過自主發(fā)現(xiàn)問題、實(shí)驗(yàn)操作、調(diào)查收集信息、討論交流，在學(xué)會質(zhì)疑問難的過程中，理解知識，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)知識的構(gòu)建。實(shí)踐證明，問題式設(shè)計從問題入手，層層深入，環(huán)環(huán)相扣，使學(xué)生的求知欲在問題的情境中由潛伏狀態(tài)轉(zhuǎn)入到活躍狀態(tài)，進(jìn)而饒有興趣地主動探索，分析歸因，掌握知識。這不僅有利于培養(yǎng)和促進(jìn)學(xué)生對知識的遷移能力、綜合分析能力和探索創(chuàng)新能力，也有利于學(xué)科知識的整合。

3.2 圖解模式

有些生物學(xué)知識點(diǎn)，雖與生活密切聯(lián)系卻又比較抽象而難以掌握。圖解式設(shè)計可以幫助學(xué)生對這些知識進(jìn)行整理和總結(jié)，并實(shí)現(xiàn)新舊知識的整合，使學(xué)生形成清晰的知識結(jié)構(gòu)。前提是首先要提出一個能激發(fā)探究興趣的問題，使其有興趣去探究，例如，在高中生物必修一第5章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”中的“ATP的主要來源——細(xì)胞呼吸”與“能量之源——光與光合作用”的探究學(xué)習(xí)，雖然已有了一些關(guān)于化合物的組成、代謝場所及光合作用與細(xì)胞呼吸的知識基礎(chǔ)，但對學(xué)生而言，還是有一定的抽象性，但此知識點(diǎn)與學(xué)生非常關(guān)注的“什么食物吃了容易發(fā)胖”以及有些學(xué)生為所謂“減肥”而盲目節(jié)食現(xiàn)象相關(guān)，教師從創(chuàng)設(shè)問題情境入手，將有關(guān)營養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)換過程設(shè)計成圖解形式，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，從而展開自主探究。

3.3 圖表模式

有些生物學(xué)知識點(diǎn)內(nèi)在聯(lián)系較強(qiáng)，對比較明顯，但學(xué)起來比較枯燥，學(xué)生難以識記。圖表式設(shè)計有利于幫助學(xué)生理解和掌握概念，并在對比中會聯(lián)想發(fā)現(xiàn)，主動學(xué)習(xí)探究，深化并完善知識結(jié)構(gòu)。例如，必修一第三章“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”的學(xué)習(xí)中，神秘的細(xì)胞使學(xué)生饒有興趣去探究，但學(xué)起來枯燥而學(xué)后容易忘。這類設(shè)計可以分別就“不同細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)功能、動植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)區(qū)別”等設(shè)計成表格形式，如探究細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器結(jié)構(gòu)功能表（表1）。endprint

3.4 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?/p>

實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探究的主要形式，生物新教材非常注重通過生物實(shí)驗(yàn)來開展探究活動，而且有不少活動是整合了驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的探究，特別是對一個核心概念的學(xué)習(xí)過程。如必修一第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”第四節(jié)“能量之源──光與光合作用”，“光合作用的探索歷程”是整合了光合作用的研究歷史中的一系列驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而展開的。教師將這些實(shí)驗(yàn)以探究性學(xué)習(xí)設(shè)計的形式提供給學(xué)生，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，通過“親臨其境”，不僅有利于學(xué)生體會科學(xué)家的科研過程與精神，也會更容易接受和掌握知識。

當(dāng)然，并非所有的實(shí)驗(yàn)都允許“親臨其境”，教師可以抓住學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)與科學(xué)概念之間的矛盾沖突，將這種沖突結(jié)合問題設(shè)計來推進(jìn)；或?qū)⒖尚行缘膶?shí)驗(yàn)進(jìn)行探究性設(shè)計提供給學(xué)生，讓學(xué)生自己實(shí)驗(yàn)探究；或提出問題加以探究解答。比如，教師可以設(shè)計“綠葉在光下制造有機(jī)物”實(shí)驗(yàn)的探究設(shè)計，并在關(guān)鍵步驟設(shè)計巧妙的思考題：實(shí)驗(yàn)中植物要放在黑暗處一晝夜，這樣處理的目的是為什么？實(shí)驗(yàn)中要用黑紙片把葉片一部分的上下兩面遮蓋起來，然后移到陽光下照射，為什么要將兩面都遮??？只遮一面行嗎？為什么只遮蓋葉片的一部分，而不是全部？通過學(xué)生親手實(shí)驗(yàn)探究，以激活學(xué)生思維從而得出結(jié)論。

生物實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的開放性，有些實(shí)驗(yàn)探究活動歷時相對較長，比如必修一中“嘗試制作真核細(xì)胞的三維結(jié)構(gòu)模型”、探究“環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響”，必修二中“建立減數(shù)分裂中染色體變化的模型”、“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”、“低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目的變化”實(shí)驗(yàn)，必修三中探究“培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的變化”、探究“土壤中小動物種群豐富度的研究”。這些模型建構(gòu)或?qū)嶒?yàn)探究歷時時間比較長，因此，在設(shè)計探究活動中，教師要盡可能為學(xué)生提供主動參與、樂于探究、積極實(shí)踐的機(jī)會，不能只求探究的結(jié)果或結(jié)論，更要重視探究的過程，使學(xué)生在體驗(yàn)中有所收獲。

3.5 多媒體網(wǎng)絡(luò)模式

新課改要求教師充分利用各種教育資源，形成多渠道的學(xué)習(xí)環(huán)境，豐富學(xué)生學(xué)習(xí)的經(jīng)歷和經(jīng)驗(yàn)，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力創(chuàng)造有利條件。網(wǎng)絡(luò)信息資源豐富，多媒體教學(xué)具有生動的表現(xiàn)形式并在傳輸知識內(nèi)容時具有靈活性與豐富性，給探究性學(xué)習(xí)帶來了全新的變化，為學(xué)生提供了多方式學(xué)習(xí)知識的開放性教學(xué)環(huán)境，有利于培養(yǎng)學(xué)生主動高效地獲取信息和評價分析信息、處理和應(yīng)用信息的能力，提高其綜合素質(zhì)與核心素養(yǎng)。

生物學(xué)是一門正在不斷發(fā)展的科學(xué)，很多知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)因其信息量很大而不能局限于書本。對于這類知識的學(xué)習(xí)，可以設(shè)計成多媒體網(wǎng)絡(luò)形式。例如，在學(xué)習(xí)必修二第七章“現(xiàn)代生物進(jìn)化理論”時，筆者進(jìn)行一系列的相關(guān)設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生自主選擇其中感興趣的一項，利用網(wǎng)絡(luò)信息資源收集有關(guān)資料，并根據(jù)自己的探究認(rèn)識，制作一些課件，把各個知識點(diǎn)通過文字、圖形、聲音、動畫等形式表示出來，在課上進(jìn)行交流。通過這樣的設(shè)計，給學(xué)生搭建了施展才華舞臺，學(xué)生可以根據(jù)自己的興趣，選擇不同的知識點(diǎn)，在一種輕松的氛圍中，張揚(yáng)個性，創(chuàng)造成功的喜悅興趣得到較大提高，也增強(qiáng)了其適應(yīng)信息社會的能力。

生物學(xué)教學(xué)中，知識呈現(xiàn)形式的多元化使探究性學(xué)習(xí)設(shè)計沒有一個固定的模式，不僅各種設(shè)計不能彼此獨(dú)立，而且應(yīng)盡可能使設(shè)計形式多樣化。這樣使學(xué)生可在不同的探究途徑中開展創(chuàng)造性的探究活動，既激發(fā)了探究學(xué)習(xí)興趣，也因?yàn)樘骄炕顒泳哂幸欢ǖ拈_放性，使學(xué)生的智力和能力從不同的方面得到提高。

4 高中生物探究性學(xué)習(xí)對師生教學(xué)行為的要求

4.1 對教師教學(xué)行為的要求

探究性學(xué)習(xí)的實(shí)施是基于教師探究能力的不斷發(fā)展。教師在探究性學(xué)習(xí)設(shè)計和運(yùn)用過程中必須不斷地吸納新知識；不斷提高和完善自身的教學(xué)設(shè)計能力和對教材或?qū)W習(xí)內(nèi)容的還原和再加工能力；不斷發(fā)展和提高自身的創(chuàng)造性和探究能力，以提高自身的綜合素質(zhì)；要建立新型的師生關(guān)系，樹立學(xué)生主體意識，通過創(chuàng)設(shè)問題情境，創(chuàng)造融洽的探究氛圍來激發(fā)學(xué)生求知欲望。鼓勵自主質(zhì)疑，引導(dǎo)合作解疑，成為學(xué)生所探究的各種信息交匯的樞紐以及信息交流的組織者和建議者。如在以人的紅綠色盲為例的伴性遺傳的學(xué)習(xí)中設(shè)計的邏輯推理案例，充分體現(xiàn)了探究性學(xué)習(xí)的科學(xué)設(shè)計與實(shí)施，師生有效互動，學(xué)生主體意識也得到很好的體現(xiàn)。

4.2 對學(xué)生學(xué)習(xí)行為的要求

探究的效果視不同的學(xué)生而定，學(xué)生對探究性學(xué)習(xí)所持的態(tài)度和適應(yīng)能力將是影響探究性學(xué)習(xí)設(shè)計方案順利實(shí)施的主要因素。首先，學(xué)生要適應(yīng)新的角色，轉(zhuǎn)變觀念。只有學(xué)生具有了積極主動地參與探究活動的情感意識，才能使學(xué)習(xí)方式得到根本的改變。其次，學(xué)生要主動學(xué)習(xí)，樹立社會責(zé)任感。主動性是自主學(xué)習(xí)的特征之一。學(xué)生要有自己是學(xué)習(xí)的主人意識，要帶著問題主動去探索。學(xué)生還要學(xué)會發(fā)掘自己興趣的亮點(diǎn)，興趣和社會責(zé)任是激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的重要動力，只有如此，學(xué)生才能成為學(xué)習(xí)的真正主人，才能促進(jìn)和提高自身的綜合能力和核心素養(yǎng)，使自身的創(chuàng)造力得到進(jìn)一步的發(fā)展，進(jìn)而促進(jìn)自身個性和特長的發(fā)展。endprint