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基于探究性学习的生物实验教学策略与实践探索
摘要:本文主要对如何通过探究式学习培养学生自主构建知识和创造能力作了探讨。以人教版的八年级生物教科书为基点,结合教学大纲与核心素养要求进行了分析,就探究式学习在生物实验课中的理论基础、实践应用和改进方法进行了探讨,对实验课的教学内容的设计、开放性任务、评价方法设计进行了尝试,提出符合初、高中学生的学习特点的一套实施措施,为生物学科中课堂教学改革的尝试提供行之有效的经验。
关键词:探究性学习;实验教学;科学素养
引言
随着新课改不断深入,生物课程教学目标由原来单纯的知识教学逐步转变为培养学生能力,课堂从老师“灌输式”转变为学生“探究式”。作为一门以实验为主的自然学科,生物课堂教学不仅要让学生学会生命基本理论、原理等,更应该通过实验的完成让学生形成科学思维、解决问题与创造的能力。教育部颁布的《义务教育生物学课程标准(2022 年版)》明确指出:帮助学生亲历科学研究过程,在具体的问题情境中探索规律并形成新的观念。
1 探究性学习理念下生物实验教学的理论基础
探究性学习是以学生为主体的教学模式,其核心是在真实情景下由学生主动建构知识,从问题发现到假设生成再到假设验证,以及反思总结等一系列过程来达到深层次的理解和能力塑造的层次。这一思想源于构造主义教学观,强调以学生为主体,在学生进行建构的过程中,其掌握的知识是不断变化、发展的。学习不再只是学生被动接受知识,而是成为一个不断探索与建构意义的过程。对于生物教学而言,研究性学习方式具有极大的意义,由于生物教学重在实验和观察,这可以使学生在具体行动中感知生命的法则、体验科学探究的思维,从而达到认识上的统一和感情上的协调。
2 探究性学习视域下生物实验教学的现状与症结分析
2.1 实验教学目标层面的问题认知与偏向现象
虽然多数学校生物实验教育仍沿袭着过去以“以知识验证为主”的传统模式,只是将实验当做教科书内容的一个展示窗口而以,教师在意的是学生能否答对答案而非会提问会设计实验;就上文中举例人教版八年级《植物光合作用》这一课而言,老师会提前把实验过程和结果都告诉给学生,让学生按照老师讲的步骤进行,忽略他们能否独立进行推测掌控实验变量,这样的情况导致实验成为了展示性的,让学生缺乏探索欲望,因此无法达成科学精神教育。
2.2 实验教学过程中的教师引导与学生参与失衡
传统的学习理念是以发现为主,教师的角色是学习的指导者、帮助者,而不是仅仅向学生讲解知识。在实际的教学过程中,授课教师依然是主体地位,教师控制整个实验过程并预先规定好所有流程。以“探究酵母菌细胞无氧呼吸消耗的氧气量”为例,往往教师预先设置好所有的实验流程、实验数据的获取方式,由学生完成整个实验环节,只是机械地重复老师的步骤,这完全忽略了学生的独立思考与自主决策过程,这样的课堂变成了讲台,变成了演示课堂,变成了实验课,而不再是探究课堂。
2.3 实验教学评价体系的单一与反馈滞后问题
评价是促进学习的重要手段。当前评价存在的主要问题是“重结果,轻过程”。许多学校在使用学生的实验报告正确性作为评价学生实验的依据,而不关注他们的推理、实验设计、处理数据的能力以及他们自我分析的能力。如在实验“观察洋葱根部细胞分裂”,教师更关注的是学生能否找准分裂相,但不关注学生在改进显微镜的使用方式、分析实验误差、实验基础原理方面的创新能力。
3 探究性学习导向的初中生物实验教学策略与实践路径
3.1 以问题驱动为核心的实验情境设计
探究性学习结构中,问题驱动是实验室教学的核心动力。教师应该根据学生的学习经验和生活经验,把抽象的生物知识作为实际可操作性问题来展现给学生。像人教版的八年级教材“光合作用的研究”这一节内容,教师就可以提出这样的问题:“若将植物放入无阳光的环境中,植物还能制造出淀粉吗?学生们有植物要靠阳光生活这样生活知识的积累,可以通过教师的引导形成合理的、可探究的、可被证实或证伪的科学猜测,为后续的科学探究实验的开展提供有力支撑,因为“有疑必问”。
3.2 以学生自主为中心的探究活动组织
要想使探究法教学有效开展,学生就需要对这种教学进行积极参与,因此,在实际开展的过程中,应当遵循学生为主动手操作、教师为主进行指导、两者互相学习的教学原则,建立相应的“教学、研究的多元活动模型”。教师要打破传统“教学只听不练”的教学模式,让学生真正地参与其中,即在实验室进行实验教师和学生扮演主角。如在“用显微镜观察植物细胞结构”的实验中,可将该试验任务设置为三个层次,第一层次为操作任务,即显微镜的正确安装、使用并清晰可见;第二层次是探究任务,即分析显微镜所观察的组织的细胞结构之异同;第三层次为拓展性任务,即联系细胞结构与功能之间的联系。
3.3 以多元评价为导向的探究结果反思与提升
建立合适有效的考核机制是落实探究性学习的要求。长期以来,我们过于关注实验室操作的正确与否,而忽略了学生思维的过程和探究的经历。探究式教学强调的是一种连续性、发展性的考核,强调要注意学生学程记录、研究的方法和研究后自我评价的情况。所以需要建立一种过程导向的记录制度。教师可指导学生写“探究日记”或“实验评价表”,记录学生实验思考、进行的实施及结果误差的分析等信息,让学生通过逐步反思来逐渐领悟和运用科学研究方法,便于教师对学生成长状态的监控。
结语
探究性教学是生物学实验教学走出“教知识”向“用知识”的道路,转变成“思而悟”的方向,“问题驱动式”“学生自主式”“多维度化评价”的手段,让学生更好地激发科学探究兴趣和实践动手能力,推动课堂教学环境从“教学为中心”向“教人发展能力”的转变。未来要继续实现对教学资源的优化整合、对教师进行更深层次的培训和组织开展更多的实践活动,形成与关键能力导向相适应的研究型的生物学实验课教与学的新模式。
参考文献
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