《生物“探究式”课堂教学模式的设计和实施的研究》课题

PAGEPAGE7《生物“探究式”课堂教学模式的设计和实施的研究》课题结题报告泉州市洛江区教师进修学校赖水生泉州市洛江区奕聪中学赖旭初课题提出的背景和研究价值新一轮基础教育改革已轰轰烈烈在全国范围开展了。我区的初、高中均全部进入课程改革多年了。初、高中《课程标准》均提出：“倡导探究性学习”的理念。探究性教学有利于改变学生被动学习，教师辛苦教的困境。然而几年下来，探究性教学方式依旧没受到老师的足够重视，其中的原因有主观的也有客观的，但更关键的还是教师对该教学模式的理解不够。为了让全区的生物教师能在新课程改革的浪潮中成为时代的弄潮儿在教研员赖水生的牵头下，洛江六所中学的生物教师参与了该课题的研究。以探索生物课堂探究活动的有效实施问题，充分挖掘每个活动的教育价值，优化探究活动的实施质量，使课堂探究活动切实有效地促进学生探究能力的发展，为新编生物教材的理论创新和实践搭建起一个实验平台。二、课题研究的理论依据1．建构主义认为，知识是学习者在一定的情境下，借助他人的帮助，利用必要的学习资料，通过活动，以意义建构的方式获得的。教学要以学生主动构建过程为核心,充分考虑学生的原有基础,并与学生的原有经验紧密结合,通过创设符合教学目标的情境和提示新旧知识之间的联系的线索，帮助学生建构当前新知识的意义。建构主义还强调教学目标的多维度，多层次性，重视学生能力建构和情感体验。2．20世纪美国哲学家、教育家杜威从理论上全面阐述了学生在学习中的地位，提倡以活动教学代替课堂教学，以儿童亲身体验代替符号化的书本知识，以学生习行主动及教师的配合代替教师的绝对权威，实现了教学论发展的革命性转变：教学从课堂、书本、教师“三中心”转到以学生为中心。3．20世纪50年代来，从提高教育质量，改进科学教育入手，美国教育家布鲁纳认为：“所谓知识，是过程不是结果。所谓科学知识，不是灌输作为结果的知识，而是指导学生参与形成知识的过程。”“思维过程是可教的，且思维过程的学习比结果的学习更为重要。”他提倡以培养探究性思维方法为目的，以基本教材为内容，使学生通过再发现的步骤来进行学习。探究式教学模式使学生的传统认知程序发生了重大改变，即从“感知──理解—一巩固──应用”突变为“探索──发现──归纳──迁移”，有利于学生主体性的充分发挥。4．教育部：《基础教育课程改革纲要（试行）》，《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》，《全日制高中生物课程标准（实验稿）》。三、课题研究的目标1．探索中学生物教材中科学探究活动实施的方法与策略。通过研究，形成系列化、可操作性生物课堂探究活动设计、案例集，引导课堂教学探究活动落到实处，优化探究活动的实施质量，使课堂探究活动切实有效地促进学生探究能力的发展。2．在研究过程中，强化参研教师研究意识，提高开发、收集、分析、探究实践、修正、表达等方面能力，转变教师教育观念、提高教育教学质量。3．培养学生的探究意识、探究能力，养成严谨的科学态度，使学生在能力、知识、情感态度与价值观方面获得综合、均衡的发展，以全面提高学生的生物科学素养。四、课题研究的内容1．生物教材课堂探究活动必要性、可行性优化筛选。2．课堂探究活动优化设计（收集整理、开发）。3．课堂探究活动优化设计的实践研究（实施、修正）。4．课堂探究活动优化设计的表达研究（文字、范例视频）五、课题研究的方法个案研究法，观察法，调查法，收集、整理、分析材料方法六、课题研究过程本课题的研究周期为2年（2008年11月至2010年11月），按以下阶段有条不紊地进行研究。1．准备阶段（2008年11月至2008年12月）在教师进修学校的小会议室，课题组成立了，主要由赖水生高级教师和赖旭初一级教师负责本课题的研究工作。在课题负责人赖水生的主持下，来自六所中学的教研组长各抒己见，最后形成统一的意见，制定了课题研究实施方案，明确研究目标、研究内容，成员们进行分工，并落实试点学校。2．实施阶段（2009年1月至2010年8月）从开题报告会完以后，各个学校的生物教研组都先组织整组的生物教师学习有关探究性学习的文献和资料。初高中的《课程标准》是所有学校都学习的。学习的文献主要在《中学生物学教学》、《中学生物学》、《生物学教学》有关的文章，我们广泛涉猎，甚至在有关的网站上的文章我们也不放过。经过一段时间的学习，广大教师对于探究性学习方式有了一定的理解，观念有了一定的转变。2008年12月举行的“洛江区第二届生物教学设计”比赛，共有19位老师参加了比赛，这些老师撰写的教学设计均能体现新课程改革的思想和理念，都能强调学生的主体性，并都采用探究性教学模式，具有理论水平高、可操作性强的优点，其中不乏有许多优秀的案例。其中十一中王晓芬老师撰写得到设计在泉州市教学设计比赛上获得第一名的成绩，赖旭初撰写的教学设计获得福建省三等奖的成绩。08年11月26日南安国光中学的校长、特级教师黄飞跃就高中生物课的复习给我区的生物教师上了一节示范课，奕聪中学的曹再保老师也上了同样内容的课，然后就对这两节课展开点评。在黄校长的点拨指导下，我们对于探究性教学模式在复习课中的应用以及如何充分发挥学生的主管能动性的认识水平又有了一定的上升。各个学校在进行校本教研是都能以本课题为依托来开展教学研究的。集体备课时都能围绕着如何按探究性教学模式来设计一节课来讨论，之后在课堂上实施。课后整组的老师就课论课，各抒己见，可谓时“仁者见仁智者见智”。从各校交上来的教案看，这些教案基本上都按探究性的教学法模式来上课，主要可分为以下几类：“问题导学式”的探究型,“科学史”学习的探究型、探究性教学在复习课中的应用、“实验”的探究型、“利用多媒体”的探究型、探究式教学在生物模型构建的应用、指导阅读体现探究型，调查类的探究型和利用学生做游戏的探究型共9中类型的课例。通过这9种课型的教学反思和教学评价，可以看出经过一年的研究，广大教师对于探究式教学模式的实施都有自己的见解，对于如何实施也有了自己的体会。到了2009年12月，本课题研究一年了，课题进入中期矫正阶段了，我们认真整理资料，认真反思，认真分析这一阶段课题研究的得失，发现我们还存在着以下的问题：有关探究性教学模式的文献还比较匮乏，教师们还是无法在理论水平上有一个质的飞跃，他们还是不能根本从观念上发生改变，有的老师还是认为探究性的教学比较花俏，适合在公开课上应用，平时较少应用。课题组的所有成员经过协商，认为以后的研究计划为：继续学习有关探究性教学模式的有关文献和资料，加深对探究性教学模式的理解，让老师的观念能进一步转变，让探究性教学模式深入人心，使得广大教师愿意采用该教学方式。继续收集和开发新的案例，举行全区的“教学案例比赛”和教学精彩片段。开题以来主要研究探究性教学模式的设计，下阶段应从探究性教学的实施方面以及如何让探究性教学有效性地进行等方面进行研究。由于本课题集能从理论方面上进行研究，更重要的是能关注课堂，关注课改。可操作性强，有一定的推广价值，因此在中期验收被确定为重点课题。3．课题总结验收阶段（2011年9月至2011年11月）通过中期验收后，我们矫正了研究方向。本来我们研究的主要方向是在于理论的学习，在于设计探究式教学模式的，在接下去的时间，我们研究的方向就是探究性教学模式的实施。因此，每个学校的校本教研要以本课题为研究载体，成员们每个学期要开一节公开课。此公开课在集体备课的基础上，在课堂上实施后，全组老师一起来研讨。为了检验本课题的实施效果，我们举行了洛江区生物案例比赛。从每个老师上交的案例可以看出：老师对于探究性的教学模式的实施已经比较顺手了，探究性教学也普遍应用于洛江区的中学课堂上。课堂研究也接近了尾声，它为洛江的生物教师提供了一个研究的平台，让老师的理论水平得到了提升，教学观念得到转变。对此，我们要求每个成员均要交一篇有关探究性教学模式的论文或者总结。通过整理，本课题的研究成果有：《教学设计集》、《论文集》、《教学案例集》、中期研究报告、结题报告。七、丰硕的研究成果达到了预定研究目标（一）理论成果1、适合洛江区中学生物课堂实施的探究性教学的基本模式在课题组的所有成员的努力下每所学校生物组的教研活动以本课题的研究为载体，我们就初高中生物教材课堂探究活动必要性、可行性进行优化筛选；通过集体备课等形式对课堂探究活动优化设计进行研讨，并在骨干教师的示范课、教坛新秀的研讨课、新教师的汇报课中实施修正。我们可以归纳出适合洛江区中学生物课堂的“探究式”教学模式有四种基本模式，它们的实施环节以及目标特点如下：探究教学模式的类型探究问题的来源探究过程（环节）目标及特点资料型探究①来自教材知识点，包括叙述性知识和结论性知识；②来自对教材补充的日常生活问题和社会热点问题（出发点为有利于达成课程标准的目标）①选择实验材料；②设计实验方案；③绘制实验记录表格；④获取有效信息；⑤分析实验数据⑥比较和处理数据；⑦交流与反思探究过程。根据探究层次的不同，可选择①～⑦中的一个或多个环节。让学生参与教学过程，从知识的被动接受者转变为主动探索者，使知识学习过程和能力培养紧密衔接，培养学生科学思维能力及进行科学方法教育，在课堂上易于实施。科学史探究来自与教材知识有关的科学史资料，主要选取其中的科学实验及研究方法。①实验方案的设计；②实验过程的评价；③实验现象及数据的分析；④结论的获得。根据探究层次的不同，可以是①～④中的一个或几个环节。

科学方法教育是其突出特点，还能较好地培养学生严谨的科学态度、科学精神和批判性思维能力。实验探究教材实验及学生在学习过程中自主发现的可通过实验探究解决的问题。①提出假设；②设计实验方案；③实验操作；④观察并捕获有效信息；⑤实验现象或数据分析；⑥反思与交流评价。一般必须具备上述6个步骤，属全程探究活动。既动手又动脑，使学生体会科学研究的过程，能较好地培养学生的科学探究能力和全面的生物科学素养。调查探究教材中的实习课题及教材知识的延伸与拓展①确定调查范围与任务；②制定调查计划；③实施计划；④材料与数据整理；⑤材料与数据分析；⑥撰写调查报告。必须具备上述6个步骤。是一个教师指导下的学生自主探究活动，具有较强的开放性，能较好地培养学生的合作探究能力，对学生的合作交往能力有较大影响。2、探究性教学模式实施的策略（1）有效实施探究性教学的关键——问题情境的创设“探究式”教学模式的基础是培养学生的问题意识，因此要求教师要设置好问题情境。在探究课中创设问题情境，可以引起学生内部思维矛盾冲突，激发学生积极主动地思考。可以说，问题情境的创设与运用是一堂探究课的“灵魂”，它的创设和运用决定着探究的方向，关系到学生思维活动开展的深度和广度，直接影响着教师课堂教学的实效。如何创设问题情境呢？诱发学生的“认知冲突”，引起积极的思维。在创设问题情境时，一定要确保所设情境能诱发学生的认知冲突，即能引起认知结构上的“不平衡”造成心理上的悬念。只有这样才能唤起学生的求知欲望，激发兴趣，把学生带入与问题有关的情境中，引起积极思维，使学生的兴趣、欲望、思维凝聚在一起达到智力活动的最佳状态。把握学生“最近发展区”，激起探究的欲望。根据前苏联教育家维果茨基提出“最近发展区”理论，“问题难度的设计不能过难也不能太容易，而应刚好落在学生的“最近发展区”，才能激发学生探究的欲望。”所以，并不是任何问题情境都能使学生产生心理困境，非常熟悉或者完全陌生的事物都不能有效地激发学生的思维活动，从而不能构成有效的问题情境。只有那些难易适度，有助于学生形成“心求通而未通”的认知冲突的问题才能激发学生积极的思维和探究的欲望。创设生活化的情境，增强学习的趣味性。生活是学生学习的归宿，在课堂教学中要注意创设生活情境，启发、引导学生关注生活，在生活中学习，使课堂成为生活化的课堂，有利于提高教学趣味性。通过创设生活化的问题情境，增强了学习的趣味性，从而引导学生展开思维，激发了学生探究新知识的内在动力。（4）利用教材优势，巧设问题情境。现用人教版的高中生物教材的必修模块突出的亮点是：每节都以“问题探讨”专栏开始；常出现“资料分析”和“思考与讨论”；有相当篇幅的科学史的介绍。这样的教材适合教师引导学生自主探究和合作的学习。a.关于问题探讨：“问题探讨”由图片+情境描述+讨论题组成。这些问题，有的来自生活，有的来自科学实验，有的来自科学史。利用好这些教材中的资源，也可以设计好问题情境。b.关于思考与讨论：有些章节出现的“思考与讨论”，常常列出了一些富有思考价值、探究意义的问题。c.关于生物科学史：《普通高中生物课程标准》明确指出应该注重生物科学史的学习。恰当地选用一些生物学史资料中的典型事例，创设情境，有利于引发学生产生认知冲突从而激发强烈的探究欲，让课堂教学高效、有序地开展。通过科学史的素材来引入课题，让学生沿着科学家探索生物学知识的道路，去体验创造的境界和科学的过程和方法，可以深化对概念、知识的理解，并培养科学探究能力。(5)利用实验现象创设问题情境，加深对原理的理解。生物是一门以实验为基础的学科，通过完成实验能让学生掌握一定的生物学实验操作的基本技能，能培养学生一定的科学探究能力和实践能力。人教版教材要求要求学生完成的实验比较多，学生做完实验后往往会产生一些困惑，教师可以因势利导创设问题情境，加大对实验的分析力度，激活学生的思维，让学生能多层次、全方位地认识生物学的原理。(6)巧设“问题串”，保证探究的有效性。《高中生物课程标准》提出了“面向全体学生”的要求，但是在一个班级里，不同学生的学习基础、智力水平、性格、兴趣等都有较大的差异。往往一节探究课的实施过程中会出现这样的现象：一部分同学在表演，一部分同学坐着看，还有一部分在感叹。表面看起来的热闹的课堂其实只有那么几个基础好的在唱主角，大部分在当观众。这样的探究课是无效的而且也不符合“面向全体学生”的要求。造成这样的现象的原因是教学内容比较难又比较费解，因此笔者认为，通过创设一组有“梯度性”和“过渡性”的问题串，分散难点，让基础不同的学生都能思考，都能积极地探究。在探究性的教学中创设问题情境，可以引起学生产生认知的冲突，从而激发学生积极、主动地思考，让他们养成良好的思维习惯，促进探究的学习能力的形成和发展。（2）要走出中学生物探究性教学的几个误区误区一：探究式教学就是引导学生做探究性实验探究是运用批判性思维、逻辑性思维和创造性思维，提出自己感兴趣的问题并解决问题的主动探索的科学过程。所以探究不一定都要动手操作，重要的是解决问题的思维过程。误区二：验证性实验不能开展探究式教学验证性实验的教学能不能开展探究呢？如果我们在实验的关键步骤设计巧妙的思考题，激活学生的思维，使学生边实验边思考，也可以达到引导学生探究的目的。例如：德国植物学家萨克斯对天竺葵遮光的经典实验，我们可以提问学生为什么要先把天竺葵放在黑暗处一昼夜？后来叶片为什么要上下两面遮盖？为什么是局部遮光？局部遮光之前能把叶片摘下来吗？这个实验有没有对照？若有对照，实验组是什么？对照组又是哪个？为什么？学生带着这些问题去思考分析、最后在老师的提示点拨下得出结论的过程不也是一个自主探究的过程么？甚至上述老师提的问题也可以让学生自己来发现并提问。因此，经典的验证性实验，处理得好也会是很好的探究式教学素材。误区三：过分强调开放性，忽略了教师的指导性作用

作为探究性课堂教学的主要特点之一，那就是课堂教学具有更大程度的开放性。开放性教学以培养学生创新能力和实践能力为重点，发展学生创造性思维和个性的发展，突破“以知识为中心”“以课本为中心”的课程观念。强调学生在教学过程中的主体性，突破“以教师为中心的”课程观念。但就探究性学习而言，“问题在于如何提出问题，如何建立假设，如何验证假设等方面，学生是不可能生而知之的，它只能经教师加以揭示”。所以，在运用探究法、发现法时，要对“何时用，怎样用”作深思熟虑的回答，而不是简单的提供自主研究和独立探究的机会，如在学生对主题问题的提出上，一个富有成效的教师的引导是十分重要的，是不可缺少的。否则，课堂教学将会成为一盘散沙。因此，探究性课堂教学还是不能削弱教师的主导作用。事实上，开放性和指导性都属于探究性课堂教学的特点。只有坚持开放性和指导性相结合的原则，才能使探究活动有条不紊的进行。

误区四：提问式教学就是探究式教学探究式课教学与提问式教学是有区别的。提问式教学是由教师提出明确的要解决的问题，这些问题对于学生的抽象思维通常具有一定的挑战性，需要学生运用逻辑推理等较高级思维技能，寻找正确的答案，指向性很强。这样的过程以问题开始，以答案结束。许多问题的提出主要考虑学习内容的需要，对于学生的兴趣考虑不多。探究式教学是让学生在特定的情境中通过观察、发现感兴趣的现象，提出有价值的问题，从而展开探究。探究的目的不仅仅是解决某一特定的问题，更重要的是，加深和拓展对核心概念的理解。问题情境的创设不一定是以问题开始，可以是视频、动画、图片或文字资料等。问题的提出者也不一定是老师，可以是学生在教师提供资料的基础上自己发现问题、提出问题。这一点是和问题式教学有很大区别。探究式教学中的问题有生成性的特点。误区五：否定或摒弃“讲授法”的基本作用讲授法是最基本的教学方法。前苏联出版的不少教学论著都曾强调：“只要有课堂教学存在，讲授法就不能废止。”不可忽视，我们对讲授法较之其他教学法研究较少。可以这样说，其他一切教学方法，包括现代化教学手段的运用，多媒体的介入，都离不开教师的“讲”。学生的自学能力受原有知识的制约，当他们对所学知识知之甚少时，单靠其自学，单靠教师启发，单靠课堂讨论，效果必然大打折扣，必须有教师的“讲”作引导。学生自学能力再强，知识面也还是有限的，有些内容离开了教师的“讲”，学生就难以理解。学生的思维虽然活跃，但缺乏知识的广度和深度，教师的“讲”可以扩展学生思维广度，延伸学生思维的深度。同样的内容，由不同教师来“讲”，效果就不一样，这就是会讲与不会讲的差别。“讲”有内容和形式之分，即“讲什么”和“怎么讲”。教学中，学生已经明白的，教师就不要再讲；学生不明白的，教师要讲透。讲授只有突出重点，攻破难点，澄清疑点，指明知识的联系点，才能使学生内化基本知识，并用来自求新知。讲授应该具有科学性、适应性、教育性、启发性、艺术性和情感性。误区六：讨论式教学重形式轻效率讨论式教学是新课程倡导的参与式教学的一种重要方式，体现了自主学习、合作学习、探究学习的理念，是在探究式教学中常用的一种教学方式。然而在实际操作上却存在比较多的问题。主要体现在以下几个方面：一、选题随意，缺乏研究。不少老师开公开课时，为体现探究式教学而开展课堂讨论，而设置的问题过于简单，没有讨论的必要，这样不但浪费时间，也会给学生造成弄虚作假走过场的印象，不利于学生情感、价值观的教育。同时由于问题过于简单，也会使学生失去探究的兴趣。当然若设置的问题过难同样会打击学生学习积极性。二、讨论时组织不好，流于表面的热闹，不注重落实和效率。有的老师在学习小组中有长期固定的分工，规定谁记录、谁发言等等，若常此以往会助长一些学生的思维惰性，养成等别人答案的习惯，也会使得很多学生失去发展口头表达能力等的机会。要避免上述情况的发生，可以要求每个学生把自己的观点书写出来，然后划去缺乏证据的观点，剩下的观点拿到小组里交流，小组里再推出最有发言价值的观点，由组员推选专人发言，发言人可由各学习小组自己确定，原则是一学期下来让每个同学都有机会锻炼。（二）实践成果1、教师的专业水平得到进一步的提升由于有了本课题为洛江的老师提供一个平台，让我们在新课程改革的大潮下展翅奋飞。是应付也好、形式也好、被动也好。不管怎样，老师们能从更深层次来理解“探究式”教学的模式。在研究过程中，强化了参研教师研究意识，提高了开发、收集、分析、探究实践、修正、表达等方面能力，转变了教师教育观念，教育教学理论水平得到很大的提升。所整理的研究成果包括：教学设计19篇、论文15篇、教学案例20篇。其中赖旭初老师撰写的《高中生物探究课问题情境的创设》和《生物研究性学习课题的选择》发表于CN刊物《中学理科园地》上。罗芳梅老师撰写的《走出中学生物探究式教学的几个误区》、张小翠老师撰写的《在生物科学史的课堂中巧设探究平台》、王晓芬老师撰写的《浅谈课外科技活动中科学素质的培养》、曹俏峰老师撰写的《试论中学生物探究性实验能力的培养》、万长征老师撰写的《初中生物探究式教学模式的点滴体会》等5篇论文收录于《福建省生物教学委员会第16次学术年会论文集》。王晓芬老师获得北师大版全国生物老师说课比赛一等奖、张小翠、颉军老师获得福建省生物教学设计二等奖、张小翠老师获得泉州市生物教师精彩片段比赛二等奖的成绩。由于实施课题使得教研组的教研有的放矢，工作有血有肉，由此奕聪中学生物组和十一中生物组双双被评为洛江区先进教研组，赖旭初老师被评为泉州市优秀教研组长。这对于本来生物学科在学校的地位不高的背景下是不容易的。所有这些无不说明洛江生物2、学生的探究能力等生物素养得到了提升在实施课题的这两年来，洛江的生物成绩不断进步，学生的生物素养得到提升。培养学生的探究意识、探究能力，养成严谨的科学态度，使学生在能力、知识、情感态度与价值观方面获得综合、均衡的发展，以全面提高学生的生物科学素养。福建省第18届、19届生物奥赛预赛，我区共有6位学生获奖。在科技创新也有所突破，奕聪中学的生物研究性学习小组参赛的《调查100种中草药的药用价值》获得福建省优秀实践三等奖，跟生物学科有关的得奖项目还有4项。2010年初中生物会