高中生物指导研究性学习选题的实践与研究

1、高中生物指导研究性学习选题的实践与研究【内容摘要】本文从学生为何选题难的源头进行分析，并结合国内实际教学情况，提出自己对研究性学习选题的独特看法，以此为理论依据，指导学生进行研究性学习的选题。实践的结果证明这样选出的课题，既可深化学科教学，又可利用有限的师资对学生的活动进行面对面指导，并具有一定的创新性，同时我也做了反思，以期同行指正，以便之后工作的改进。【关键词】 高中生物 研究性学习 选题1问题的提出11 解读研究性学习实施指南普通高中“研究性学习”实施指南中指出：“研究性学习是学生在教师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的

2、学习活动。”研究性学习的目标是“获得亲身参与研究探索的体验；培养发现问题和解决问题的能力。”由此可知，研究性学习要能顺利进行，首要条件是发现问题，确立研究课题。12 剖析现状121 教师层面一种是教师研究素质欠缺，缺乏经验，因为目前的教师也是在灌输教育的环境下成长起来的，不能很好地成为帮助学生选择课题的参谋和助手；一种是教师本身具备研究素质，但认为研究性学习耗时费力，短期内提高学生成绩的效果不显著，因而不愿进行研究性学习活动。122 学生层面“灌输”是基础教育阶段不可缺少的课堂教学形式之一，但多年来，我们把“之一”变成了“唯一”，我国学生在启蒙教育阶段很少接触探索性活动，对周围事物的好奇渐渐钝

3、化，高中再从事“研究性学习”时，便不知从何处发现问题或不会发现问题，创造性素质低便成为学生的普遍问题。13 反思国内外相关研究性学习研究成果研究性学习在美国、法国、日本等国家积极开展，它正成为一种积极、有效的教与学的策略与手段。在美国以项目为中心的学习（Project-Based Learning）和以问题为中心的学习（Problem-Based Learning）两种模式最为普遍。以项目为中心的学习是课堂活动的一种模式。我以为，这两种模式都应是让学生依托教材，综合生活，提出自己疑虑，把短效单一学习行为变成长效综合的研究行为，这过程首要要解决的问题是如何实现这个转变，实际上也就是教师怎样帮助学

4、生把课堂上的问题，转化成需要研究的、有多种可能性的问题。20世纪末，国内研究性学习在北京、上海等城市实践后，许多教师都有同感，选题的策略及过程运作是研究性学习成功开展和深化的第一要素，正确的选择研究课题，对于顺利开展研究性学习活动，取得有效的成果具有决定性作用，选题得当意味着研究工作成功了一半。但选择恰当、有社会价值、切实可行的课题决非易事。正如爱因斯坦所说：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。因为解决一个问题也许仅仅是一个数学上的或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性，从新的角度看旧的问题，却需要有创造性的想象力。然而当我阅读这些国内选题经验后（通过网络和杂志搜索到的并不是很多

5、），总觉欠缺了什么，给人有曲高和寡的感觉，我想可能是缺少那种没有把研究性学习选的课题与学科教学整合起来，使教师能指导，学生能活动，然后有跳一跳摘到桃子的喜悦感。14 整合国内实际情况，再现研究性学习选题本意国内学科课程是按学科知识的逻辑体系来组织教学，以传授书本知识、获得间接经验为主，有利于学生对整个学科知识点和知识体系的学习与掌握，但比较封闭，与学生生活和社会实践联系较少，虽然很多教师在编写资料或试题时，会设置一定的生活情景，但有些内容还是离本地学生的生活较远，而学科中进行研究性学习，就是根据社会对人的要求，弥补学科教学在满足社会新要求方面的局限和不足，给学生一块真正属于他自己的时间和空间，

6、因此，教师在指导研究性学习的选题时，应考虑到对学科课程的补充、开放、和实践。同时研究性学习要求教师面对面地对学生或学生小组的活动实行有针对性的个别指导，我国是大班化教学，教师的精力能否顾及？这是必须考虑的问题，这就使得我们要寻找比较经济的、符合中国特色的运作方式来推进研究性学习的实施，因此在合适的时间选择恰到好处的课题就显得至关重要。综上所述，我认为的研究性学习选题，是学生在教师指导下，立足教材，应用习题，综合生活（包括生活实践、报刊、杂志论文、热门话题），提出对学生自己而言，尚未研究、尚未解决或存在疑虑的有趣且能训练学生发散性思维的问题。它包括提出课题和确定课题两部分工作。这样的选题，把课堂

7、的单一、短效学习转化为学生长期的综合的研究行为，同时选题是在教学进程中逐个产生，学生根据自己的兴趣爱好选择，可个人研究，也可小组合作，这样教师可以有精力来面对面地对学生或学生小组的活动实行有针对性的个别指导。2 选题的原则在活动中我们对选题的策略有了自己的理解：资源最优化原则：充分利用教材，解读教材，挖掘教材，结合周围最近的自然环境资源、社会人员资源和条件、社会和学校（包括高校）所能提供的物质条件（包括网络）和文化条件，使提出的课题能促进学科的学习和深化，能与学校的文化建设紧密结合。多样性原则：高中学生，易接受新事物，对外界事物已能辨证的分析，具有很强的逻辑思维能力，已有自己独立的见解，故应开

8、展以发展思维，综合概括，揭示规律等要求能力较高的研究性学习课题。同时根据多元智力理论，学生可选择多种类型的课题，例如知识探究型课题、热点讨论型课题、准学术研究型课题、创新研究型课题、推理假想型课题等。短效原则：研究性学习目的在于提高学生学习兴趣，培养创新探究意识及综合能力，不是科研部门的专题科研活动，因此选题要抓住学生的兴趣，以短期见效为原则，这样才能吸引学生，提高求知欲。一个课题在确立后，一个月左右的研究能见成效，这样既可保证目的的达成，又不影响学业考试。发展和深化原则：中学阶段是基础教育，是一个人各方面素质形成的重要时期，抓好基础知识的学习和深化是根本，选题不可偏离课本太远，因此，要以本学

9、科知识和本学科与其它学科紧密相关的生物知识为内容，这样不但可以深化课本内容，也有利于提高学习兴趣，如偏离课本太远，不但对教学帮助不大而且费时，使研究性学习成为无本之木。当然选题在遵循上述原则的基础上，能提出创新性的课题更好，但很多课题学生一开始并不知道它是否具有创新性，以我指导学生选题的过程来看，创新性往往是在上述原则基础上产生课题，在研究的过程中才会找到创新的基点，而有了此基点后，有部分小组或个人一直能延续自己的研究。3 选题的操作过程31 选题的时间一般教师或学校会在安排研究性学习后，让学生自主选题或教师提供课题库，用一个月的时间完成选题。我在操作选题过程时，首先了解学生的选题障碍发现问题

10、和提出问题。解决这一障碍从两方面入手：一是教师应具备广博的专业知识和心理学知识，为制造问题，使学生发现问题和提出问题创造条件。二是通过多种渠道提高学生自身的科学素养。因此，学生的选题是在学习教材知识的过程中逐个确定的，可在整个高二或高三阶段不断地提出课题进行研究。32 选题的方法问题法：问题即课题，鼓励学生以批判性的思维方式，从教材的解读与自身的知识结构发生思维交锋过程中，自主地发现问题、提出问题。观察法：观察有课题，学生用好奇的心理，从周围的学习生活、社会生活和自然界的各种现象中仔细观察其发展变化、普遍规律、边缘交叉的细微变化，以创造性的思维方式重新认识和发现，形成课题。 比较法：比较生课题

11、，从习题比较中鉴别，从比较中反思，从比较中研究，从比较中生课题。 假设法：假设出课题，科学研究领域的重大突破，很多是先假设（假说、假想），再实验证明。比如生命的起源，孟德尔提出的遗传因子等。还有，借助于Webquest网站，这个网站给学生一个特定的假想情景或者一项任务（通常是一个需要解决的问题或者一个需要完成的项目），为学生提供一些因特网资源，并要求他们通过对信息的分析和综合来得出创造性的解决方案。这也是一种课题来源的好方式。 网络法：网络找课题，如一些想法刚处于萌芽状态时，可先广涉网络，激发灵感，从资料中萌发课题。课题的选择我们采用上述几种方法比较多，当然还可以有举一反三法、触类旁通法等 。

12、33 选题的流程示意图如下：（在选题角度中我们分别以个案加以说明）生物学知识学习积累获得经验发现问题，提出问题修订题目科学筛选题目确定操作设计分析现状生物学知识学习积累获得经验发现问题，提出问题修订题目科学筛选题目确定操作设计分析现状34 选题的角度学生整天与教材及相关资料打交道，不同年龄段的教材，适应不同学生的发展和需求，教材作为学习的媒介，对研究课题的获得有得天独厚的便利，依托教材，使学生更多地获取寻觅知识的方式和渠道，且不少教材内容为我们提供了研究性学习的极好机会。教师可以从下列角度指导学生从教材和资料中获取课题信息。341 从教材内容的疑惑点探寻案例一：第一阶段：获得经验，提出疑问。教

13、材中的内容，教师在传授给学生的知识点中，有些是目前被大多数人比较认同的，但不意味着学生不会产生疑问，例如在教学生长素的发现时，生长素发现的科学史过程，就是对学生进行有关生长素知识的储备和科学探究能力训练的过程，在此过程中学生获得经验后，且随着学生知识的积累和能力的增强，在高三复习时，就有学生提出质疑：生长素如教材所说产生于胚芽鞘的尖端？叶原基等处？如无这些位点，植物是否具有向光性？教材中单侧光用的是自然光，是混合光，如果是单色光的话，对生长素的分布和生理作用会是一样的效果吗？教材中给胚芽鞘尖端遮光处理，胚芽鞘下面不遮光时，胚芽鞘是直立生长的，那么如果是植物，生长点遮光，茎不遮光会是一样的结果吗

14、？光对生长素作用与光对植物的光合作用的效果是否有相关性？第二阶段：收集资料，进行操作设计。根据这些疑问，我向学生提出了要求，如果你有这些疑问的话，那么，你如何来进行探究？这个课题要能进行下去的话，比较巧妙的实验设计是关键，然而学生头脑中此时对疑问的解决没有比较清晰的思路，于是我与学生一起利用网络资源查询相关资料，确定实验设计的方案为：研究器材绿豆 培养皿 颜色塑料纸 纸杯 数码相机 数码显微镜 面巾纸 研究过程和方法（一）绿豆泡水两天后，在湿卫生纸的水槽中培养，大约四天后长成小苗，选择长势相似的小苗用于各种测试中。（二）小苗放在贴有透光塑料纸的杯中：杯两侧或单侧开3X8cm孔洞，再贴上不同颜色

15、的塑料纸。并以下列所述条件测试绿豆生长情况。（同种情况下设置相同的3组实验）实验1：单面照不同色光小苗放于一侧无孔洞另一侧分别贴有蓝绿红塑料纸的杯中，在自然光下生长3小时后照相记录。实验2：一面照自然光另一面照色光。小苗放于一面有孔洞，另一面有蓝绿红，塑料纸的杯中。3小时记录。实验3：两面照不同色光纸杯两侧分别贴不同色光纸：蓝绿 蓝红 红绿， 以自然光照射，3小时后照相记录。实验4：由上往下照不同色光纸杯顶端开口，封上蓝、绿、红、白、黑塑料纸，每天18：00量小苗高度。实验5：生长素产生位置测试一解剖刀切去叶片、生长点、子叶、叶片和生长点，正常做对照，以自然单侧光照射，3小时后照相记录向光性。

16、用数码显微镜观察生长点切除前后的情况。实验6：生长素产生位置测试二无生长点；无生长点但有叶柄；只有生长点；无生长点、叶及叶柄；正常且以单侧光照射，3小时后照相记录向光性实验7：植物向光性的信息传导纸杯上半段贴黑纸，下半段照不同色光；反之，照光3小时后拍照记录。第三阶段：进行实际操作，分析结果，确定题目。学生根据自己的设计，进行了实际操作，有些实验的结果与我们看到的资料不符合，我们反复进行了实验，最后肯定自己的实验结果，并对实验结果进行了分析，这时我问了学生一个问题：这样所有的设计过程，实际上我们是在说明一个什么问题？因为在查询资料的过程中，学生已经在思考这个问题，所以学生很快就有了一个课题名称

17、：光对植物生长素信息传导的影响。第四阶段：科学筛选，修订题目。当课题的研究成文后，萧山教研室的生物教研员付衡老师帮助我们看完内容后，提出了自己的观点：这个课题的名称能准确反映研究内容吗？能让人一看课题名称就基本知道你们所要研究的大概内容吗？因此对此课题的名称我们修改为五种光谱对植物生长素信息传导的影响。但我们的能力还不足以让我们判断实验设计的合理性，于是，我们把研究过程及结果用e-mail发给了武汉大学生物发育研究所的何博士，武汉大学的老师充分肯定了学生的研究成果，并给出了评阅意见：本文以绿豆为材料，通过控制光的颜色和方向，研究了生长素对植物生长方向和速度的影响，并根据实验结果，讨论了生长素的

18、分布位点及传导方向。选题具有重要的理论和实践意义，研究目标明确，思路清晰，技术路线合理，实验设计新颖，论据可靠并有明显创新，论文写作简明扼要，图表清晰。总之，对于中学生而言，本文是一篇非常不错的科研论文。建议：最新的研究结果表明，生长素产生于叶，再由叶运输至生长点。本文提出“生长素不仅存在于生长点，叶柄中也有”，与国内外的报道相符，是本文最大的亮点。但考虑到中学教材及教学实际，将摘要改为“生长素产生于生长点、叶和叶柄”，可能更有利于中学生理解。 这个研究课题获得了2007年萧山研究性学习成果评比二等奖，并发表在生物学教学2007、5上。该课题的选题体现了：权威处生疑，有疑自己动手解。342 从

19、对教材内容的应用深化处探寻在生物教学中，我一直秉承一个信念：课堂的教学不仅是为了高考，更为了在生活中能应用，能用生物学知识解释发生在身边的现象。案例二：在生态系统的教学中，讲到湿地生态系统时，我引入了对我校内的生态池是属于哪种类型的分析，这种湿地生态系统应该具有哪些典型的动植物特征？这些动植物都有些什么作用？我校的生态池有没有出现问题？如果你是一个景观设计师的话，你应如何设计这个生态池？你要采取怎样的措施让这个生态池得以永续经营？等问题，课堂上学生并不能很好回答这些问题，我也没有给出正确答案，我只是询问谁愿意通过研究来为同学们提供一个满意的答案，这样一个课题美丽校园内湿地生态系统的永续经营就在

20、课堂上应运而生。这个课题在进行第二阶段的操作设计时，学生提出了环境的可持续发展，要从稳态的角度来考虑，而生态系统的稳定性与生物的多样性息息相关，因此，对此课题的研究要从以下几个方面来进行：1、生态池内和周围物种的观察；2、生态池水质调查；3、 湿地植物净化能力测试；4、构建生态池植物分布图。那么，该课题可以顺利开展的的瓶颈在哪儿？因此在进行可行性论证时，人力、财力、时间保证方面我们采取了最经济原则，都是可行的，在物力上实验室能为该课题提供大部分的实验药品和器材，但亚硝酸盐含量的测定无法进行，因为无分光光度计，学生主动联系了萧山区环保局，获得了帮助，很快进入了研究阶段，对水质的PH、溶解氧、化学

21、耗氧量等重要指标进行了一个月的监测，（在研究过程中，学生用的是环保局提供的比光度计更方便精准的新仪器）。因为我校排入生态池中的大部分是生活污水，所以设计了实验来探究湿地植物对水体中有机物净化能力情况比较，实验设计的灵感来自于一道实验习题。这个研究获得了2007萧山研究性学习成果一等奖，杭州二等奖的好成绩，并在2007年9月将送评省研究性学习成果评比。我也在刚举行完的第二十二届科技创新大赛的获奖名单中看到利用植物对学校实验室污水进行分解的课题，由此看来，生物学知识无不可应用来解决周围出现的问题，只要教师在课堂上善于进行引导，源自教材的课题多多。这个课题的研究成果出来后，学校也在生态池的经营中利用

22、了我们的部分研究建议，这与我校的校园环境建设紧密联系起来。因此，学以至用的课题永远都会有生命活力。343 从对教材内容的补充点探寻在引导学生进行教材解读时，要辩证地看待教材内容，从中寻找课题。案例三：例如在生态系统的结构中，教师会带着学生解读生产者是生态系统的主要成分，分解者是生态系统的重要成分，那么消费者动物，是不是可有可无呢？教材没有明确指出，学生有兴趣吗？有兴趣者来寻找动物在生态系统中的地位和作用的答案。这个课题的提出是在2006年的上半年提出的，三个学生对此课题进行了资料的收集和整理，在2006年的下半年我在查阅资料时发现此课题是山东省淄博市市长专项基金及山东理工大学重点科研基金联合资

23、助的项目。也就是说源自教材的课题不一定是没有研究价值的，课题不一定是要进行实验的，也可是收集资料，对资料整理后提出自己观点的课题。344 从对教材内容的批判点探寻教材中的有些内容，是属于推测猜想类的，例如生命的起源，它有多种假说，但教材给我们提供的是目前人们比较容易接受的一种假说，有的学生可能“存在智力”发展得比较好，对生命的起源他会提出不同以往假说的假想，再例如关于一个基因控制一种蛋白质合成的观点；各种各样抗原进入人体产生多样抗体的过程与基因的关系等内容，都会引发学生批判性思考。就有学生阅读薛定鄂的文章和大量的文献后，写出了这篇文章：以下仅表我个人观点,如能认同，不防会心一笑；若不苟同，不防

24、弃之九霄。从描述性生物学到实验生物学，生物学在一步一步走向精细，生物科学迅猛发展，并取得一系列划时代的巨大成就,这使得生物科学成为当代最吸引人的学科之一。就在这分支越来越细时，当然不能忘记其他学科对生物学的作用,在科技愈来愈发达的今天，学科的互融与交叉显得格外重要。我们不会忘记沃森与克里克是得到化学家的照片之后才提出了DNA分子的双螺旋结构，为此他们获得了诺贝尔生物学奖。薛定谔的小册子生命是什么更是从一位朴素物理学家的角度，用量子力学解释了当时的一些生物问题，为生物学进入分子阶段做了理论上的准备。此后五十年的岁月中，生物学得到了巨大发展，它的作用依稀可见。这就是科学间的交融。 然而学科间的互融

25、并不局限于这些。我们中间不少认为“文”与“理”是丝毫没有关系的，更有甚者认为在文科班上物理化学就像是在一场美妙浪漫的婚礼上发表一个关于量子力学最新发现的演讲，败了性。其实不然，诺贝尔不是还出过诗集么？当然，他们会说臧克家考试，数学不是不及格吗？后来不是成了著名诗人。但要知道时代不同了，现在的科技已大发展，知道一些基础知识如同他们那时代知道1+1=2般重要。当然，这些只是插话，重要的是生物学与他们的联系。例如，生物学中关于自由意识的研究就涉及到哲学：克里克在其著作惊人的假说中认为，自由意识完全是大脑内各种物质的反应结果，根本不存在灵魂；而斯宾诺沙与费希纳等人则认为万物皆有灵魂，甚至非生物。不论谁

26、是谁非，总之这涉及了哲学。文学也不例外与之有着千丝万缕 的关系。法不尔的昆虫记既是昆虫的观察记录又是如诗般美丽的散文。 历史与科学更是不可分离，也就是我们所说的科学史。有些人认为科学史是没有什么用的。“既然知道鸡蛋好，又何必认识一下生蛋的母鸡呢？”但我认为中学生学些科学史很有必要，一来可以提高我们学习科学的兴趣，哪怕起到的作用微小；二来可以使我们不盲目崇拜科学家，使我们更好地认识他们，学习他们的优点。科学史最重要的作用是使我们了解科学真理的发现始末，使我们的思维更加多变，不局限于某一点。在这谈一下生物学与伦理学的关系更为实际些。因为在生物学发展过程中，越来越来多的成就与伦理出现矛盾，这极大地挑

27、战了我们的观念。如现在争论得不可开交的克隆人，我认为即使克隆出人，它不会代表人类正常的生物。因为克隆意味着不再进步，不进步的社会终将走向灭亡。与“不在沉默中爆发，就在沉默中灭亡”是同一道理，当然我不得不再重申一下，这仅表我个人观点。我想在不久的将来，个别的克隆人还是会被接受的，就象试管婴儿一样。成熟的克隆技术，能为我们做更多的贡献，如克隆器官的应用，因为事物皆有其两面：好的与坏的，只是我们好处多的称为益，而坏处多于好处称为害罢了。345 从对实验习题的反思处探寻生物实验题的编制是在遵循一定的原则和科学依据的基础上编制的，我们必须要顺着它的思路思考下去吗？案例四：在习题中我和学生看到这样的一个实

28、验题：请根据图甲、图乙设计一个实验方案，说明植物的向性生长可以是重力和单侧光共同作用的结果。我们提出了质问：这个实验有研究的必要吗？如有，其价值在哪儿？这时有学生提出把这个实验题中重力和单侧光的共同作用，改为探究重力和单侧光谱对植物向性运动的竞争，作为课题来研究，那么在无重力的情况下，可利用单侧色光来诱导植物的生长方向，比如说在太空飞船上。重力、单侧光，植物究竟偏向谁？的课题由此诞生。346 从生活经验的匮乏处探寻教学中要求内容应该贴近学生的生活，但有些知识点离学生很遥远，或是就在学生周围，但属于微观的学生平时不会特别注意的。案例五：在生殖的类型教学中，学生会碰到这样的问题：被子植物花粉管的萌

29、发与环境条件有很大关系。为探究微量元素B对花粉的萌发有无影响，请你根据提供的材料和用品，设计出实验的方法步骤，预测可能的结果，并分别得出相应的结论很多学生不知道花粉存在于被子植物的哪个部位，甚至有的学生根本就不知道什么是花粉，在回答问题时经常闹出这样的笑话：把葱兰花插在培养基上直接培养，然后就可以观察花粉管的萌发了。基于此，我们成立了利用校园和花店的花进行花粉及其花粉萌发的观察小组，因为利用的是数码互动显微镜观察（我校在2005年就安装了数码显微镜互动教室），所以确定的课题为数码互动显微镜带你走进花粉世界花粉和花粉萌发的观察，此课题的研究成果获得2007年萧山研究性学习成果评比一等奖，杭州三等

30、奖（整个萧山高中部就三个课题获奖），同时研究结果也给课堂教学提供了丰富的课程资源。总而言之，立足教材，象语文课一样解读教材，挖掘教材，扩充教材，认同教材观点，但不完全跟从教材，象学数学和物理一样思维，从中选择出有意义、有价值的课题，建立起课题库，在研究的过程中，形成生物学独特的思维特征。4 反思这样的选题，源自教材，又不拘泥于教材，学生不再认为教材是绝对正确、不容怀疑的“真理读本”，因此在接受系统知识的同时，也时时用探索的目光来研究它，甚至“挑剔它”，加深对教材内容的独特理解和创新思考。实际上，每个学生对教材的内容都会提出许多的问题，教师对基本的知识是可以进行预设的，但对学生提出的一些问题是无法预设的，那么，教师就要充分利用课堂生成的问题，使所选