(高考生物)生物学探究性学习的教学设计

（生物科技行业）生物学探究性学习的教学设计
生物学探究性学习的教学设计
济南育英中学张嘉伟
[摘要]20世纪末，我国启动了第八次基础教育课程改革，在此次课程改革中，生物学课程在课程理念、课程目的、课程框架和内容要求都有了很大变化,在重新定位了中学生物学课程的价值后，课程改革的焦点聚集在“面向全体学生”和“倡导探究性学习”。

探究性学习作为一种能够有效培养学生科学素养的教学方法，首次被列入教育部2000年7月颁布的《全日制普通高级中学生物教学大纲（试验修订版）》，继而在教育部2001年7月颁布的《全日制义务教育生物课程标准（实验稿）》正式提出“倡导探究性学习”的理念。

“倡导探究性学习”大大增加了课程中探究活动的内容和对过程技能的要求，并对教师指导学生进行生物学研究的能力和引导发现的教学技能提出了新的要求，这些要求恰恰是我国师范教育中长期存在的弱点。

学习方式的改变是本次课程改革的显著特征。

传统的学习方式把学习建立在客体性、受体性、依赖性的一面上，从而导致人的主体性、能动性、独立性的缺乏。

转变学习方式就是要转变这种他主性、被动性的学习的状态，把学习转变成人的主体性、能动性、独立性不断生成、发展、提升的过程。

关键词：探究性学习、课程改革、教学设计
探究性学习强调学生主动学习，能增进学生对科学和科学探究的理解。

探
究性学习是新的学习方式中十分瞩目的一种方式。

我国《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)认为，生物课程中的科学探究使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活动。

科学探究通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达交流。

在《美国国家科学教育标准》中认为，科学探究指得是科学家们用于研究自然界并基于此种研究获得的证据提出解释的多种不同途径。

科学探究也是指学生们用于获取知识，领悟科学的思想观念，领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。

在BSCS教材中，探究被认为是主动学习的核心，探究学习的原则是：“让学生自己得出概念，而不是把概念灌输给学生。

”长期以来，传统教学中学生的学习方式建立在人的被动性、客体性、依赖性的基础上，比较普遍的存在“以教师为中心、课堂为中心、课本为中心”的情况，忽略了学生的主动性、能动性和独立性。

所以要从根本上转变学生的学习方式已迫在眉睫，探究性学习是目前国内外研究最多的一种新的学习方式。

一、探究性学习的特点
（1）探究性学习强调学生对自然事物与现象主动地去研究，经过探求自然的过程获得科学上的知识。

我们国家在这方面非常的欠缺，一位知名的教育家曾经说过：中国的孩子刚进学校的时候是一个个的问号，但走出学校的时候全成了一个个句号。

我们的教育模式严谨保守，单一老套。

把孩子们教育成了满腹经纶，一个个的背书的机器。

而很少在听到他们再问为什么。

因为在以前的教育模式下他们已经形成了“就是这样，记住就行”的思维定势。

这样导致的后果是我国的孩子把学习当成一种负担，经常产生厌学情绪。

还有的学生高分低能，中国的留学生在国外考试成绩都
特别好，但是创新能力却非常欠缺，这就与我们的教育模式息息相关，现在我们国家讲“科教兴国”和建设“创新型国家”，最重要的是培养创新性人才。

其中一个重要途径就是改变以前的教育模式，把探究性学习搬进课堂，从小培养学生的创新意识。

探究性学习的一个最大目的是要学生掌握科学研究的方法，如果不亲自探究，学生就无法理解科学探究的艰辛，无法体会科学家在科学研究中的可能遇到的各种问题，以及科学家怎样通过一次一次的尝试来解决这些问题。

参与探究可以帮助学生领悟科学的本质。

比如探究”生长素的发现“的过程，在科学发展史上，经过了几代科学家，研究者的努力。

让学生体验此过程，既有科学知识的获得，又有科学基本技能和科学方法的培养训练。

（2）探究性学习开拓学生的思维，开阔学生的视野，有利于培养创造性人才。

探究性学习是一种开放式的学习方式，其基本过程包括提出问题、分析问题、解决问题，学生能够运用已有的的科学知识、科学方法，充分发挥自己的想象力，展示自己的创造精神和创新思维。

如“采集和测算空气中的尘埃粒子”的探究性学习活动，学生实验设计在教室由教师来指导学生完成，使学生掌握测试的方法，然后把学生分成几组，分别去测试森林、草地、马路、电影院、公交车上等地方的空气中的尘埃粒子，写出一份测试报告，并得出什么启示，通过这次测量活动，使学生有所做、有所思、有所想。

激发学生的探究意识，体会到探究的乐趣，使学生领悟到森林和草地净化空气的作用，使学生明白植树种草的重要意义，养成保护环境的好习惯。

（3）探究性学习有利于使学生养成实事求是的科学态度。

任何科学成果的发现，都是科学家、科学工作者经过无数次的试验，从失败
中获得成功的。

成功的关键是科学家的实事求是的科学态度。

鲁迅当初在日本学医时为了使解剖图画得好看一些，把一些地方做了修改，他的老师对他说搞科学不同于画美术，事实是什么样，就是什么样，你不能自己去修改。

科研工作者一定要尊重事实，尊重科学，因为这与我们的生活息息相关，甚至关系到我们的生命，制药者在生产药品时，也许因为一点误差，良药就会变成毒药。

医生在给病人动手术时，也许就因为一点点，结束了病人的生命。

很多学生就因为一点点就与大学失之交臂。

所以我们必须养成实事求是，谦虚谨慎的好习惯。

如“探究算活废电池液对种子萌发的影响”，由于需要每天定时专人观察作记录；这就要求分工记录的同学要有认真踏实的工作态度，实事求是的工作作风。

提供真实的实验参考数据。

（4）探究兴学习为学生提供了发挥创造力，学会与他人合作共事的机会。

探究性学习活动最直接的载体是教室和课堂。

常言道：”授人一鱼，不如授人一渔”。

学生遵循科学探究的基本过程，经过反复实践和训练，在观察、试验、测量、考察、调查、查询、搜索、社会实践等活动获得信息，用文字、图表、图片、录像、调查报告等方式对信息加以核对、归纳、处理，学会了收集、处理各种信息，独立的思考问题，获取知识，用批判性思维审视所获得的信息和经历的探究过程。

在行动的独立性和思维的创造性方面得到培养。

二、探究性学习的基本环节
1、第一步，围绕探究课题提出问题
探究课题的来源是多方面的（1）教材设定课题（2）教师指定课题（3）从情境中发现并形成课题（4）根据现成课题衍生新课题
学生活动（1）围绕教材、教师指定课题认真思考（2）发挥个人和小组成员
优势，亲自考查、体验、思考、讨论、确立新课题
需要注意的方面（1）围绕中心，避免课题偏离中心。

（2）探究课题要体现于学生的知识、能力、年龄特征相符（3）考虑当前的具体物质条件
2、第二步，提出假设
目的围绕问题，形成假设
学生活动学生个体或小组成员依据提出问题，做出相应的假设
需要注意（1）做出的假设要与问题相符（2）假设要与实验的条件和能力相接近
3、第三步，搜集资料制订实验方案并实施计划
目的明确探究目的、方法步骤、材料用具和探究的程序
学生活动（1）在个人提出问题，作出假设的基础上，设计实验方案（2）小组商议探究性活动的目的与要求；也可在教师指导下确定共同的目的要求（3）小组成员明确实验用具、方法步骤，控制变量，记录设计。

详细分工合作，有序进行探究性学习活动
注意事项（1）教师要注意各个小组和个人的差异性。

（2）注意小组成员习见的学习态度、能力水平情况，及时帮助调整和重新编排。

（3）适当提示探究过程的注意事项，并积累个方面成功经验和教训
4、第四步表达与交流
目的（1）将个人、小组的探究过程或实验方案及实施过程进行简单汇报（2）考虑个人探究学习活动水平的差异性原则，通过交流达到资源共享（3）养成及时评价的民主学风
学生活动（1）小组指定代表，有序进行简明扼要发言。

（2）教师及时点评
和调控（3）自愿交流，做差异性互补。

提倡自我评价和互相评价，注重自我感受体验
注意事项（1）提倡民主，注意守时（2）教师调控，机会均等（3）重视科学探究过程的体验、突出探究过程中蕴含的科学方法，体验科学探究的乐趣
5、第五步得出结论
目的对探究性学习过程进行分析归纳，得出相应结论
学生活动各小组或个人实事求是地阐述本人或本小组探究的结论
注意事项（1）学生可在表达与交流的同时进行分析并得出结论。

表达交流与得出结论间没有严格的界限。

（2）教师要注意整体把握探究性学习过程与结论；应及时向学生说明对某些已有结论进行探究的目的和意义
三、探究性学习案例与设计-----以《探究光合作用的产物----淀粉和氧气》为例进行探究来具体说明探究性学习的特点。

（一）教学目标设计
1.知识目标
使学生掌握绿色植物能够进行光合作用，并通过探究亲自总结出光合作用的两大产物淀粉和氧气。

2.能力目标
（1）训练学生尝试设计实验的技能，初步领会生物科学探究的一般方法。

（2）明确实验步骤中包含的科学原理和方法。

（3）明确在科学探索的过程中，要遵循一定的科学原理、科学方法，还需要掌握一定的操作技能。

3.情感态度和价值观目标
（1）使学生理解人与生物圈和谐发展的理念。

（2）理解光合作用的产物与当今世界面临的重大问题，如粮食、化石资源、环境污染等相互关系。

从而树立参与社会生活和决策的责
任感。

认识绿色植物的光合作用在生物界乃至整个自然界的意义，
养成爱护一草一木的生态学意识。

（3）模拟科学家探究科学发现的过程，体验科学发现的艰难和科学研究方法的重要，以及综合利用各学科的知识、手段和研究成果的
重要性。

养成实事求是的科学态度。

（二）教学方法设计
探究性试验。

指导教师与学生独立设计实验、实施实验方案相结合。

（三）教学媒体设计
（1）光合作用相关的多媒体展示图片（幻灯片、挂图、图书）。

（2）实物（菠菜）
（四）教学教程设计
1.导入新课
教师通过阅读一则小资料，引发学生对光合作用的探究兴趣。

师：玉米、小麦和水稻的种子中富含淀粉，淀粉是光合作用的产物。

每年全球光合作用估计可产生大约16亿吨糖类，产生相应的扬弃。

地球上没有任何化学过程能有光合作用的创造力。

光合作用是生物圈的原初生产力，它为生物圈带来了巨大的财富。

如果没有光合作用，地球上的生》命将无法生存。

大气中的氧都来自辽阔海洋表层的浮游藻类和森林所进行的光合作用。

生：阅读《小资料》：20世纪80年代末（1988年），光合作用的一项研究成果获得诺贝尔奖。

得奖的评语中称光合作用是地球上最重要的化学反应。

有人幻想和设想：“有朝一日，科学家将光合作用机理搞清楚，并经植物光合作用的全套基因转移到人的头发中，在头发中模拟光合作用的过程，那么，只要人的头上撒一点水、再晒晒太阳，在头发中便完成了二氧化碳加水合成葡萄糖的过程，葡萄糖从头发中输入到身体的各部分，吃饭的历史使命便可宣告结束了。

”
通过这种方式导入新课激发学生学习光合作用知识的兴趣和探究欲望。

关注和人类和大自然息息相关的光合作用的研究进展；拓宽扩展中学时期生物、物理、化学等综合学科的视野和思路。

2.进入新课（实验室）
为使实验课顺利进行，教师需在课下做好充分的准备。

需要的实验用具有黑纸片、曲别针、培养皿、酒精灯、三脚架、石棉网、镊子、火柴、自来水、酒精、碘液、木条或卫生香、试管、玻璃漏斗、大烧杯、剪刀。

学生需结合课本上实验设计，设计出实验方案。

学生设计：
（1）验证绿叶在光下制造淀粉；
（2）在光下产生氧气的实验方案
设计意图：
(1)指导学生阅读教材，然后独立设计实验方案。

(2)在小组内进行交流，参考教材对实验方案进行补充或修改
3.实验过程
教师组织各小组学生进行实验方案的交流。

做到心中有数，用Powerpoint
与学生共同明确实验的几个关键步骤和注意事项教师与学生同做。

并及时提问这样做的目的是什么？或将“暗处理”的某一盆菠菜继续放在暗处。

为了提高学生实验的兴趣，可以让学生选自己的清晰的照相底片作为覆盖物。

学生（1）暗处理：明确此项任务的目的性和意义。

将菠菜放在实验室的实验桌下遮光处理（24）小时。

这一过程需要时间长，主要在课下进行。

（2）光照：从暗处取来遮光植物菠菜。

观察此时叶片有无变化？下一步遮盖局部，照光处理。

用曲别针将已经剪好的各种形状的黑纸片，在叶子的一部分的上下两面分别遮盖固定。

移到光下3-4小时
设计意图：师生同做，选取健康的实验植物，启发学生确立在探究实验中设立实验组与对照组的科学方法。

4.主要实验步骤
教师：
（1）教师强调用酒精去叶绿素的原理；
（2）隔水加热的安全性和注意事项；
（3）交待视叶片大小所用的大约时间及叶片变化程度
（4）教师题诗用温水漂洗的道理
(5)染色时注意节约碘液。

同时运用种子成分实验时知识检验叶片内是否有淀粉学生：
（1）以小组为单位，从菠菜叶上取下遮盖物，观察叶片有无变化
（2）祛除叶绿素。

将遮盖过的叶片浸没在小烧杯的酒精中
（3）隔水加热。

将盛有叶片和酒精的小烧杯放在盛有热水的大烧杯内进行水浴与加热
（4）叶片黄白色时用镊子从小烧杯中取出
（5）用温水漂洗。

（6）在培养皿中讲叶片展平，向黄白色叶片滴加碘液，观察叶片有什么颜色变化
设计意图：小组成员间之间进行分工合作；不断探讨实验过程的每一步骤，培养严谨的科学实验作风，体会科学家进行科学探究的科学方法和科学精神。

观察分析和得出本实验的结论，植物在光下是否产生淀粉。

5.表达与交流
教师组织小组学生分析实验现象得出实验结论。

及时帮助学生不仅认识到光合作用的产物有淀粉，同时也进一步理解了光是进行光合作用必不可少的条件。

学生从实验中可以看出，叶片的见光部分遇到碘液变蓝，说明叶片在光下产生淀粉
设计意图：在实验中学生们不仅提高了实验操作能力，也增长了分析问题和解决问题的能力，培养了实事求是的科学态度。

以事实为依据加深了对光合作用意义的认识。

参考文献：
[1]《中学生物学教学论》主编王恩山高等教育出版社
[2]《生物新课程教学设计与案例》主编王永胜高等教育出版社
[3]《当代教育学》主编袁振国高等教育出版社
[4]《生物学教学》2007年（第32卷）第一期
[5]《教育心理学》主编张春兴浙江教育出版社
[6]中华人民共和国教育部全日制义务教育生物课程标准北京师范大
学出版社2001
[7]《国际科技教育进展》常初芳科学出版社
[8]王觉非STS-----英国学校中一门新课，外国教育动态1982.2
[9]美国BSCS著，北京市高级中学试验课本，生物科学教学参考资料（第一册）北京市教育委员会编译，第一版。

北京出版社，199.11。