运用生物史组织探究式教学模式的研究

运用生物史组织探究式教学模式的研究内容提要： 在新课标赋予科学史重要地位的前提下，本文结合高中教学实践，对运用科学史进行探究式教学进行了研究，实践证明，该教学模式的运用能有效地促进学生探究能力的发展;显著提高学生设计实验的能力;明显提高学生的学习兴趣;有助于学生形成科学的世界观。一、课题提出背景 传统的生物教学过于强调学生接受学习、死记硬背、机械训练、给学生的空间很小，往往着眼于提高升学率，通过教师的灌输，题海的训练，学生在这样的教学过程中不能获得系统性的认识，形成不了一种统帅全局的概念。制约了学生的主动参与，主动探究知识的活动，忽略创新精神和实践能力的培养，特别忽视了学生的经历、体验、认识和运用探究的过程，从而难以激发学生探究生物学的内在积极性。二、课题研究的依据普通高中生物课程标准（以下简称课标）明确提出“培养学生的科学素养”、“倡导探究性学习”的基本理念。同时，课标赋予科学史重要的地位。在7条教学建议之中明确指出“要注重生物科学史的学习”。包含生物科学史的内容反复出现在课标的内容标准中，例如，“生物1：分子与细胞”模块中的 “分析细胞学说建立的过程”、“说明光合作用以及对它的认识过程”；“生物2：遗传与进化”模块中的“总结人类对遗传物质的探索过程”、“分析孟德尔遗传实验的科学方法”；“生物3：稳态与环境”模块中的“概述植物生长素的发现和作用”等内容。三、所要解决的主要问题 在运用科学史进行探究式教学中，不是简单地让学生记住这段历史和结论，更重要的是将探究性学习的教学方法整合其中，创设情景让学生重走科学家探究之路，亲身经历思考和探究的过程，领悟科学方法、获取科学知识、培养科学精神，提高生物学素养，真正使学生体验探究的乐趣。四、本教学模式的基本程序教师过程学生第一环节创设问题情境激发探究兴趣提出问题激活思维明确探究问题进入探究情境第二环节适时指导点拨拓展设计思路设计实验交流提高体验探究过程完善设计思路第三环节介绍经典实验诱思点拨提升回归史实反思升华对比实验方案领悟探究方法生物科学史探究教学模式图第一环节：教师利用科学史创设问题情境，引导学生提出有价值的问题。 教师简要总结前人围绕该课题展开研究的历史进程，引出在某一历史阶段该领域亟待解决的问题，以及学术界就该问题存在的争议。引领学生提出有价值的问题，并明确该问题在当时的历史条件下所具有的研究价值。把科学史背景介绍作为探究教学的第一个环节，可以使学生设身处地感受科学家面临的问题情境，激发学生探究的愿望。历史上科学家们的探索历程和不同观点，也给学生进一步思考提供了有益启示。第二环节：引导学生设计实验、讨论交流、获得探究体验教师指导学生分组进行实验方案的设计。鼓励学生大胆设想、严密推理，在独立思考、自主学习的同时开展合作学习。设计实验不能一蹴而就，在组内交流的基础上还可提交全班讨论，集思广益，进行修正和完善。 教师应通过宏观调控和个别指导充分发挥主导作用，引领学生“站到巨人的肩膀上”探究，确保学生进行的探究不是漫无目的、毫无章法的，而是充分汲取了科学史积淀的前人的智慧，基本上能够沿着有价值的思路进行的探究。 第三环节：教师介绍经典实验，学生通过对比和反思，领悟探究方法教师应抓住学生关注科学家的实验方案、急于将自己的实验设计方案同经典实验做一个比较的心理，及时“隆重推出”经典实验介绍。带领学生分析经典实验的思路、原理和步骤，重在领悟其中蕴含的科学精神和方法。介绍实验结果，学生对结果进行分析，得出结论。指导学生以历史唯物主义的观点客观评述科学家的功绩和历史局限性，帮助他们正确理解科学史、向科学史汲取营养。科学家巧妙的实验设计和过人的智慧往往令学生们发出由衷赞叹，教师应引导学生通过对比，反思自己探究的过程，既总结自己设计的严谨巧妙之处也找到疏漏之处并进行改进。五、运用本教学模式的案例介绍生长素的发现过程的教学案例展开探究活动，提出探究问题：从达尔文的向光性实验中看到没有尖端的胚芽鞘不生长不弯曲？如何证明尖端能产生某种物质，这种物质能促进胚芽鞘的生长呢？学生讨论，最后一致认为必须寻找一种材料来收集尖端所产生的物质，且这种材料不会对胚芽鞘产生影响。教师推荐琼脂作为实验材料并通过投影展示这种材料，并介绍该材料的特点。教师组织学生分组讨论，怎样利用胚芽鞘、琼脂设计实验？学生分组设计实验，教师巡回指导。选择有代表性的两个小组进行成果发布，征求全班意见以进一步改进，形成以下两个实验方案。方案一：将胚芽鞘尖端切去放在琼脂块上，一段时间后，将该琼脂块均匀地平铺在去除尖端的胚芽鞘上，观察它的生长弯曲情况。方案二：将胚芽鞘尖端切去放在琼脂块上，一段时间后，将该琼脂块放在去除尖端的胚芽鞘的一侧，观察它的生长弯曲情况 教师提问：我们猜想方案一、方案二分别会出现什么现象？学生通过讨论，一致认为方案一胚芽鞘直立生长、方案二胚芽鞘弯向放琼脂块的对侧生长。教师提问：这两种方案科学吗？有没有不足？各小组讨论，缺少对照实验，无法排除琼脂对实验的干扰。教师介绍1914年拜尔以及1928年荷兰科学家温特的实验过程和结果，学生分析结果得出结论，最后，教师组织同学们对经典实验的成功原因进行小结，并反思自己在探究过程的不足，汲取经典实验的营养，加深对科学方法的领悟。六、运用该模式教学应遵循的原则（一）主动参与性原则： 探究式教学要充分发挥学生的主体作用，培养学生的自主探究能力，学生可大胆阐述自己的观点，以发展自己的想象力及各种不同的思维取向。 （二）合作学习性原则： 生生交往，可以让学生的不同优势得到发展让不同的经验得到共享，合作学习能使学生看到问题的不同侧面，对自己和他人的观点进行反思或批判，从而彼此增进了解，增强了团队精神和合作精神。（三）开放创新性原则： 教师要充分提供足够的时间和空间，满足学生强烈的愿望，教师通过营造自主开放的教学氛围，引导学生积极主动地去想、去做。学生的潜能在活动中得到发挥和展示，培养了他们的创新精神和实践能力。（四）、实际有效性原则探究活动的开展要注意有效性，切忌为探究而探究、为使课堂显得新颖热闹而组织探究。教师在课堂里所做的一切都应该是为了学生的发展。教学模式的运用也要以有效性为原则。教学模式并不是一个僵化的框架，而是一个动态的发展过程，需要教师在教学实践中不断地完善调整。只有合理运用、灵活运用才能给教学模式赋予生命力，令课堂焕发光彩。（五）、灵活多样性原则科学探究的方法多种多样，有观察法、实验法、调查法、模拟法等。探究性学习也有多种形态，可全程探究、可在某个环节上探究、也可训练学生的探究思维。如果僵化探究的形式，规定学生机械套用“提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达与交流”的固定模式，其实是打着探究的旗号来进行灌输，可能将灵活多样的探究变成“新八股”。七、本教学模式的实验研究为了检验本教学模式的实际效果，我选择了高二两个平行班进行了对照实验。实验前我进行生物基本知识（主要是初中与高中相关联的知识内容）及简单的探究习题的测试。实验班与对照班的成绩无显著差异。在教学实验中我选择以下四项与科学史有关的教学内容：1、酶的发现2、光合作用的发现3、生长素的发现4、总结人类对遗传物质的探索过程，实验班采用本教学模式进行教学，对照班按常规方法教学。其它教学内容，教学方法相同。为检验本教学模式对学生探究能力的影响，在高二教学内容全部结束后，举行实验设计能力测试，要求学生在15分钟内完成一个实验设计。统计两班的测试成绩，发现两者存在显著差异。实验班在实验设计的完成率和实验设计的完整性、合理性、严密性等方面均优于对照班。为检验本教学模式对学生情感态度与价值观等方面的影响，我在学期末通过问卷调查的方式来检验。调查数据的统计分析表明，选择喜欢生物课的人数以及选择对探究有兴趣的人数，实验班明显高于对照班，可见本教学模式对激发学生的学习兴趣效果显著。八、实验后的结题性总结（一）、生物科学史探究教学模式能有效促进学生探究能力的发展，显著提高学生设计实验的能力。（二）、生物科学史探究教学模式能明显提高学生的学习兴趣。（三）、利用科学史对学生探究能力的培养有助于学生形成科学的世界观。学生在探究过程中理解科学的本质和科学研究的方法，学习科学家献身科学的精神。必将对学生的一生产生深远的影响。参考文献1中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准.人民教育出版社，2006.2 郑春和.注重生物科学史的学习生物学通报 2004.11.运用生物史组织探究式教学模式的研究区县：宝坻区学校：宝坻一中学科：生物姓名：邓淑花