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探究学习方式与教学案例分析,贵阳市南明区教师学习与资源中心 秦丽君 2012年11月15日,相关概念：教学方式,学习方式是学生在完成学习任务时基本的行为和认知的取向。(主要分两类) 教学方式：是指为达到教学目标，实现教学内容，运用教学手段而进行的，由一定教育理念指导的一整套方式组成的、师生相互作用的活动。 教学模式：是在一定教学理念的指导下建立的比较典型、稳定的教学程序、教学的时间安排和空间结构。应随着时代的发展而发展。,接受式学习,以教师、教材、课堂为中心，教师采用照本宣科的形式复述教材内容，把学生当作盛装知识的容器，向其灌输大量现成的概念、原理。 学生的学习行为是死记硬背，在题海中挣扎。 评价标准：看教师讲解是否清楚，讲的是否精彩；看学生是否认真听讲、记住、领会教师所将内容，考试能够作出标准答案。 学生首先应当学会理解事物，然后再去记忆它们，在这两点经过训练之前，不可强调言语与笔墨的运用。 夸美纽斯大教学论,一、开展科学探究学习的背景,20世纪以来，科学技术的迅猛发展推动了人类社会的巨大进步。进入新世纪，以科技竞争和人力资源竞争为核心的国际竞争日趋激烈，世界各国特别是发达国家都试图通过不断加强本国科学教育的改革提高全民科学素养，提升本国的科技创新能力，为国家生存与发展占得先机。 2001年我国教育部颁布基础教育课程改革纲要（试行），强调要改变课程实施中过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手。,新课程、新要求,新课标特别注重科学探究学习，原因在于科学探究是学生主动参与的学习活动，学生在科学探究情境中面对一系列难度适中且新奇的挑战，例如观察、实验、调查、文献研究、交流、反思、推理等等，尽可能地接受和综合各方面的感官刺激，这就区别于过去接受式学习所提供的单一刺激。,知识与思维创新,知识主要可分为显性知识和隐性知识两大类。过去的“授-受”式教学对于有明确阐述的、可以言传的显性知识的学习颇有成效，但对处于“缄默状态”的隐性知识来说却是失效的。它往往表现为对包括隐性知识在内的非语言因素的忽略，对诸如猜测、直觉等超逻辑方法的压制，不善于调动学生的潜意识思维，一定程度上抹杀了创造心理，使学生处于被动接收知识的状态。,二、课程基本理念,面向全体学生 所有的初中学生都需要学习生物学，也可以学好生物学。因此，本课程的设计是面向全体学生、着眼于学生全面发展和终身发展的需要。课程目标和课程内容提出了全体学生通过努力都应达到的基本要求，同时也有较大的灵活性，可以适应不同学校的条件和不同学生的学习需求，实现因材施教，以促进每个学生的充分发展。 提高生物科学素养 生物科学素养是指一个人参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术与社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。生物学课程的目标、内容和评价都旨在提高每个学生的生物科学素养。 倡导探究性学习 生物科学不仅是众多事实和理论的汇总，也是一个不断探究的过程。科学探究既是科学家工作的基本方式，也是科学课程中重要的学习内容和有效的教学方式。,本课程倡导探究性学习，力图改变学生的学习方式，帮助学生领悟科学的本质，引导学生主动参与、勤于动手、积极思考，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、分析和解决问题的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。,一、科学探究,生物学课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。科学探究通常涉及：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流。将科学探究引入义务教育阶段生物学课程内容，是为了促进学生学习方式的改变，使学生能主动地获取生物科学知识，体验科学过程，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。 理解科学探究和科学探究能力的形成需要学生亲历探究性学习的过程，因此本标准将科学探究列入课程内容之中。教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践，并将科学探究的内容尽可能渗透到各主题内容的教学活动中。教师在引导学生参与科学探究活动时不仅应让学生参加科学探究的某些方面的活动，也应该注意让学生有机会参与若干完整的探究活动。,1理解科学探究 教学中，教师需要帮助学生形成以下重要概念。 科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。 提出问题是科学探究的前提，解决科学问题常常需要作出假设。 科学探究需要通过观察和实验等多种途径来获得事实和证据。设置对照实验，控制单一变量，增加重复次数等是提高实验结果可靠性的重要途径。 科学探究既需要观察和实验，又需要对证据、数据等进行分析和判断。 科学探究需要利用多种方式呈现证据、数据，如采用文字、图表等方式来表述结果，需要与他人交流和合作。,2发展科学探究能力,（二）引导并组织学生进行探究性学习,生物学教学不仅是教师讲解和演示的过程，也是师生交流、共同发展的互动过程。教师应该提供更多的机会让学生亲自参与和实践。这种有目的、有步骤的学生自主学习活动主要包括对生物及其相关事物进行观察、描述、提出问题、从各种信息渠道查找信息、提出假设、验证假设、思维判断、作出解释，并能与他人合作和交流等。教师在引导和组织学生进行上述的探究性学习时应注意以下事项。,1需要为探究性学习创设情境。例如提供相关的图文信息资料、数据，或呈现生物的标本、模型、生活环境，或从学生的生活经验、经历中提出探究性的问题，或从社会关注的与生物学有关的热点问题切入等等。,2应该鼓威学生自己观察、思考、提问，并在提出假设的基础上进行探究活动方案的设计和实施。小组合作探究时，教师应兼顾不同发展水平的学生，成员间要分工明确并定期互换，使每一成员都有机会担任不同的角色。,3注意探究性学习活动的课内外结合。教师应有计划地安排好课外需要用一定时间才能完成的活动，包括必要的调查、访问、参观、资料收集整理以及观察记录等。,4重视探究性学习报告的完成和交流。教师应培养学生以实事求是的科学态度，通过文字描述、数字表格、示意图、曲线图等方式完成报告，组织交流探究的过程和结果，并进行适当的评价。,5探究性学习不是全部的教学活动。教师应结合具体的教学内容，采用小组讨论、角色扮演、模拟游戏等多种不同的教学策略和方法，达到教学目标。,（三）关注重要概念的学习,概念是对事物的抽象或概括。生物学概念是生物学课程内容的基本组成。生物学重要概念处于学科中心位置，包括了对生命基本现象、规律、理论等的理解和解释，对学生学习生物学及相关科学具有重要的支撑作用。课堂教学中，教师可以使用术语来传递生物学的概念，如“光合作用”；也可以用描述概念内涵的方式来传递生物学概念，如“绿色植物能利用太阳能（光能），把二氧化碳和水合成贮存了能量的有机物，同时释放氧气”。本标准的课程内容中同时使用了这两种方式。,用描述概念内涵的方式来传递概念可以更好地针对学生的年龄特点和认知能力来确定概念教学的深度和广度，以期切实达到预期的教学效果，并为后续的学习打下基础，实现重要概念的螺旋式发展。在初中生物学概念教学中，既要揭示其实质，又要符合学生的接受能力。,围绕着生物学重要概念来组织并开展教学活动，能有效地提高教学效益，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。教师在设计和组织教学活动时，应注意围绕重要概念展开，精选恰当的教学活动内容，其教学方式可以是讲授、演示、实验、资料分析、讨论等，以促成学生对重要概念的建立、理解和应用。,在教学中，教师一方面需要向学生提供各种丰富的、有代表性的事实来为学生的概念形成提供支撑；另一方面，教学活动不应仅仅停留在让学生记住一些生物学事实，而是要帮助学生通过对事实的抽象和概括，建立生物学重要概念，并以此来建构合理的知识框架，进而为学生能够在新情境下解决相关问题奠定基础。在教学过程中，教师还必须注意到学生头脑中已有的概念，特别是那些与科学概念相抵触的错误概念，帮助学生消除错误概念，建立科学概念。,（四）加强和完善生物学实验教学,实验教学既是一类探究活动，也是生物学教学的基本形式之一。本标准的课程内容部分列举的一些活动建议中，相当部分就是实验。 1学校应逐步完善生物学实验室的建设、仪器设备和用具的配置，保证实验教学经费的投入。生物学教师也应创造条件，就地取材、因陋就简地开设好生物学实验。 2实验设计应该多样化。例如，可以采用比较规范的实验仪器设备设计实验，也可以设计低成本实验；可以采用生物材料设计实验，也可以设计模拟性实验；有条件的学校还可以适当引入多媒体技术进行虚拟实验。应鼓励学生参与设计实验。,3在重视定性实验的同时，也应重视定量实验，让学生在量的变化中了解事物的本质。教师应向学生提供机会学习量的测定，实事求是地记录、整理和分析实验数据、定量表述实验结果等。 4要注意实验安全教育。安全使用实验器具（如解剖器具、玻璃器皿、酒精灯等）和实验药品（酒精、酸、碱等）是生物学实验的基本技能，教师应强化安全教育，增强学生自我保护意识。同时，要注意实验废弃物的妥善处理。,教学实践反思：学习的欢乐在哪里？,国外教育：在保护区中亲历探究,国外教育：身临其境：探究体验,国外教育：实验探究,教学观察研究：科学探究学习,观察内容：法国循环系统课堂教学 观察要点： 1.本节教学方式与传统教学方式的异同点 2.学生学习的基本状况 3. 三个维度学习目标的学习活动完成状况 （课堂观察完成后，依据上述观察要点进行讨论并提出自己的困惑或问题）,结论：科学探究既是理念也是学习方式,科学探究学习是科学教育所应秉承的基本理念和学习方式。它不只是让学生单纯接受科学结论，而是让学生在经历科学探究的过程中理解科学知识，学习科学方法，发展科学思维，培养科学精神。科学探究学习留给学生更多的自主学习空间，有助于保护、激发和培养学生的求知欲和好奇心，促使他们以科学的态度对待世界，不断增强科学探索的勇气和信心，学会科学的生活，进而推动科学事业的不断进步。 科学探究学习既是学生的学习和体验活动，又是教师开展科学教育教学活动的基本理念。,二、科学探究学习的本质与特征,1.科学探究学习的本质 科学探究学习是指学生在教师的指导下，围绕某一科学问题，根据已有的知识、技能和经验，运用科学方法体验研究过程，尝试解决科学问题的学习活动。 科学探究学习是遵循科学家运用的方法和精神，教师和学生一起研究科学现象的教育。,2.科学探究学习的主要特征,自主探究。探究学习是在教师指导下，以学生为主体的学习活动。教师主要发挥引导、组织和指导的作用，学生的自主活动贯穿探究学习的全过程。 科学思维。科学探究活动依赖于科学的思维方式和研究方法，培养学生良好的思维品质是科学探究学习的重要任务。 基于问题。科学探究学习关注问题情境的创设，科学问题是开展科学探究学习的前提和出发点，提出具有探究价值和科学意义的问题是科学探究学习的关键，没有问题就没有真正意义上的探究。 体验过程。科学探究学习要让学生经历思维活动或实践活动的过程，获得切身感受，加深对科学知识的理解，激发学习兴趣，养成科学精神，发展科学探究的能力。,3.科学探究学习与科学研究,科学探究学习与科学家的科学研究原则上是一致的。科学探究学习与科学研究过程基本相同，都是在实证的基础上形成结论，都经历从发现问题到解决问题的基本过程。 科学探究学习与科学研究也有区别。科学研究的主体是科学工作者，而科学探究学习的主体是身心正处于逐步发展变化中的学生；科学研究的对象是未知的自然事物和现象，科学探究学习的对象相对学生来说是未知的，相对人类而言通常是已知的；科学研究的目的是解决科学问题，科学探究学习的目的是促进学生的发展。,三、科学探究学习的目标,1.建立和深化科学概念，学会应用科学知识 通过探究学习活动，帮助学生运用科学方法和已有的知识去构建或深入理解科学概念，进而应用科学概念去分析、判断、解决学习和生活中的问题，这既是科学探究学习的重要过程，也是科学素养形成的重要组成内容。,2.发展科学技能，掌握科学方法 培养学生的观察能力、实验技能，以及应用数学工具处理数据、分析数据的能力，让学生经历科学探究的基本过程，学会并掌握科学探究的方法，运用这些方法去获得知识并进行知识创新，发展以科学语言与他人交流和沟通的能力。,3.形成科学态度，培养科学精神 注重引导学生尊重事实，尊重证据，敢于依据客观事实提出自己的见解，善于听取与采纳不同的意见。对自然现象保持较强的好奇心和求知欲，与自然和谐相处；逐步养成善于与人交流、分享与协作的习惯；增强社会责任感，树立科学、技术与社会协调发展的意识。,教学研究科学探究学习,再次观察：循环系统 观察角度：教师教学 观察要点： 教师组织课堂教学的基本环节或关键 要素 （课堂观察完成后，依据上述观察要点进行讨论并提出自己发现的几个要素，小组讨论、整合、梳理，提出小组的研究结论）,四、实施科学探究学习的基本要素,（一）提出问题 科学探究源于人类的好奇、疑惑、兴趣与求知欲，在组织探究学习中，探究活动应围绕一定的问题展开。教学中关注“提出问题”要素的落实，有助于激发学生的好奇心、求知欲，有助于培养学生的问题意识、质疑精神及提问能力等。,1能力要求 要求学生善于观察、积极思考，能从日常生活、自然现象或实验观察中发现与科学有关的问题，能书面或口头表述这些问题。,2教学建议 在探究学习过程中，提出问题是探究的前提。学生提出问题的意识、水平和深度是可以逐步培养的。在科学探究教学的初期，教师可从自己经历出发，以自己对某一现象的观察和思考为示范，让学生学习如何发现问题和提出问题等；当学生有一定基础后，教师可引导学生或让学生独立地发现问题并提出问题。在具体操作中可安排学生发散性提出问题，通过教师引导或组织学生讨论，逐步将其聚焦到多数学生感兴趣的、有探究条件和探究价值的问题上。,通常，随意提出问题是容易的，但要提出一个有探究价值的问题却非易事。开始，学生可能不明白什么问题才是值得探究的，他们很有兴趣提出问题，但未经认真思考，有些问题过于简单，有些问题离题太远，有些问题则无法探究。教师应清楚什么才是值得探究的真正问题，注意分析学生所提问题的内涵并加以引导，注意将其逐步转变为有探究意义的科学问题。在引导和转化的过程中，教师还应循循善诱，尽量保护学生对科学探究的好奇心，注意激发他们对探究的兴趣。,（二）猜想假设 面对提出的问题，应启发学生根据已有经验和知识对问题的解决提出猜想假设。在解决问题中，猜想假设为收集、分析和解释信息提供了框架，也为制定探究计划或设计实验方案提供参考。猜想假设能帮助学生进一步明确要探究的问题，激发其想象力，提升其逻辑推理能力及创新思维能力。,1能力要求 要求学生能根据已有经验、已知信息和已学知识对所提问题的成因提出猜想，对探究的方向、解决问题的方式和可能出现的结果进行有根据的推测与假设。,2教学建议 猜想假设是科学探究学习的重要构成部分。在探究教学的初期，教师可示范性地对一些探究问题的解决提出猜想假设，并说明理由，引导其学习如何猜想假设。待学生有一定基础后，可让其根据已有知识经验独立地提出猜想假设。在教学中，可向学生提出一些具体要求，如猜想什么，怎样猜想，为何这样猜想等，可以让他们用“如果又会怎样？”的模式来提出猜想假设。对于学生提出的猜想假设，应给予适当的比较和引导，分析其是否有依据，是否符合逻辑，是否对问题的解决有利等，以便其明白什么才是合理的猜想假设。,随意提出猜想假设是容易的，要使猜想假设有根据、合理，符合逻辑就不容易了。教师应清楚什么才是合理的猜想假设，注意引导学生逐步从胡乱猜想假设向合理猜想假设发展，对于学生提出的不正确或低质量的猜想假设，教师应给予恰当的分析及引导，对于学生含有创意、见解独到、超越教学计划的猜想假设，教师应积极鼓励、回应，而不是轻描淡写敷衍，或者强行一致。,（三）制订计划 在探究过程中，面对提出的猜想与假设，必须进一步加以证实，为此，应梳理探究思路，精心设计可行、可靠的实验方案，制定清晰、可操作的研究计划，从而保证探究过程顺利进行。这有利于培养学生严谨的科学思维品质，提升其规划设计的能力。,1能力要求 要求学生能明确探究任务和所需条件，会制定探究方案，会选择探究方法及所需的仪器与设备，能考虑影响探究结果的主要因素，会运用控制变量的方法。,2教学建议 通常，制订探究计划是从操作的角度把猜想假设进一步具体化，因此这需要教师引导学生在明确探究任务的基础上制订探究计划。教师应注意引导学生对计划的科学性、可行性、逻辑性进行分析，并对探究计划提出修改建议；注意指导学生考虑自变量对因变量的影响，如何进行变量控制等；注意让学生学习选择实验仪器，选用恰当的研究方法，考虑可能遇到的问题及相关对策等；注意引导学生分析活动中可能存在的安全隐患并提出解决措施。,探究计划会涉及到一系列的操作步骤，每个操作步骤都有一定的意义，教师在教学过程中不仅要让学生提出操作步骤，而且应让学生清楚每个操作步骤的意义，不能将制订计划形式化、表面化。,（四）收集证据 猜想假设是否合理，需要通过一定途径去寻找证据。这些证据来自观察、调查、实验或其它途径，并且应是科学的、客观的。学习收集证据，有利于培养学生求真务实、独立思考的科学态度和科学精神。,1能力要求 要求学生能通过科学实验或者公共信息资源等收集证据，会使用基本的实验仪器，能进行基本的实验操作，能够进行调查研究、正确测量、如实记录数据等，知道重复并客观收集实验数据的意义,具有安全操作的意识。,2教学建议 收集证据有多种方式，如调查、访谈、参观、资料查询和实验等。其中，在进行实验时，应让学生明确实验目的，知道实验的意义和用途，了解实验仪器的操作规范及实验条件等。在实验中，学生常常不经意或者有意识地修改数据，对此，教师应给予引导与教育，应让学生清楚只有客观如实地记录数据，才可能得到可信的结果，才可能发现实验现象与理想结果之间发生偏差的原因，才是实事求是的科学态度。另外，还应让学生明白重复收集实验数据的意义。当班级太大、课时有限时，可采取分组的方式进行学生实验，以便大家共享数据。另外，还应注意培养学生从其它信息资源中收集证据的能力，如从图书、报刊、杂志的文献中查找信息，并会用计算机网络扩大搜索数据信息的范围等。,（五）分析论证 在收集了大量证据后，必须通过分析、比较、归纳等方法，找到信息、事实或现象之间的本质联系，通过对相关信息的加工整理、对事实与证据进行分析归纳，用科学的方法进行概括总结，