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【关键词】高中生物;研究性;学习
一、在高中生物教学中贯穿研究性学习的必要性
新一轮课程改革倡导学生开展自主学习,探究学习,合作学习,倡导建立积极的价值观,“倡导参与式”教学理念,在教学过程中渗透学生的创新精神和创造能力的培养,向高中学生传授科学研究的知识和方法,并在活动课程或课外活动中开展一些课题研究活动,是培养创新意识和实践能力的一个重要方面,因而研究性学习顺应了这一历史的客观要求。
二、生物教学中研究性学习的把握
生物科学素养作为科学素养的一部分,是现代人一生都需要,并应不断得到发展的。从这意义上讲,生物学科开展研究性学习有一定的学科优势,学生容易选择那些与生活息息相关的比较感兴趣的专题进行研究,具备了研究性学习内容选择的开放性特点。
(1)最好的教学法——兴趣教学。兴趣是学生学习的原动力。充分发挥学生的潜能,寓教于学,寓教于乐,从而使学生在轻松的氛围中,掌握了知识的要点。从教育心理学的角度来看,只有在学生产生了兴趣的起点上,才会引发积极的思索和产生探求未知的愿望。他们才会积极主动地学习,不会觉得学习是一种负担,甚至有时废寝忘食。
(2)合理质疑——激发学生思考。教师的作用不仅仅在于“给出知识”,更重要的是能引出活动!要善于设计疑问,激发学生的认识冲突,使其处于积极主动的地位,从而把他们的注意力引向所研究的问题上来。问题应该是整个教学过程的主线,教学活动自始至终均应围绕着问题展开。让学生在不断提出新问题,认识新问题和解决新问题中提高综合素质。这样才有利于学生自主学习的形成,创新思维的培养。
(3)可操作性——学习信心毅力的培养。研究性学习的选题必须考虑是否具备观察,调查,实验等客观条件,包括学校条件,学生条件,社会条件,只有这样,学生的研究才能按部就班,有事可干,有充实感,有成功喜悦感。因此选题必须来源于学生身边周围发生的问题或者通过学生老师共同努力就能得到解决的问题,以做到切实可行。
三、在实施过程中的注意事项
(1)研究性学习应该面向全体学生。离开了全体学生这个层面,研究性学习就完全背离了它的初衷。所以,要让研究性学习避免“贵族化”,走向“平民化”,就得重研究过程,而淡化研究成果。如果成果不期而遇,自然是个惊喜,但不出成果,只要“学会了研究”,也是极大的收获。
(2)研究性学习的选择要有的放矢。课题的设置首先必须体现学生的自主性,激发学生学习的热情,同时课题必须符合学生现有的知识能力,同时又应有一定的难度与梯度,能开拓学生的思维:选题应该面对哪一层次的学生。如果面对尖子生,那么其他学生就产生畏难情绪,没有积极性,无从下手,从而在活动形成依赖心理,如果只获得了别人整理好的有序的知识而没有自己的理解,达不到实践能力和创新精神的培养;如果忽视尖子生,尖子生又得不到培养;如果分组过多,选题过多,老师又没有太多的精力去指导。
(3)谨防对生物研究性学习只重形式而不重实质。部分教师为了赶“潮流”或通过压力又不得不向研究性学习靠拢,因此在形式上僵硬地套用“类似研究”的方式和“设问——探究——解答”模式进行课堂教学,把生物课堂搞得“四不像”,不但未能培养学生的探究能力,而且在传授知识这个层面上也未达到预期的教学目标。
四、研究性学习的意义
(1)从科学研究的意义上讲,通常发现问题比解决问题更重要,认真选题并进行可行性研究的初步论证是进行研究性学习的起始。科学家们都认为,提出问题是学得真知的关键一步,一个人在学习的过程中,假如提不出问题,那么就很难想象他真正地学到了什么。
学习内容是探究学习设计的载体,没有具体的探究材料来“活化”主题的主动性,学生对知识的理解掌握、应用、迁移以及技能的形成都是空洞的,而小学数学教材中并非所有的内容都适合探究学习,如四则混合运算的顺序、面积的概念等就不适用探究学习的方法。这就要求我们不仅要认真研究教本正确使用教材,根据数学学科的特点和我的教学实践认为,规律性较强的知识适合探究,而一般的常识性知识不宜探究;首次遇到的生疏的学习内容不适合探究,而后继内容既有知识基础,又有能力储备,可以展开探究;类比性强的知识,可利用知识和方法的迁移性进行类推性探究,而零散的孤立性知识不易探究,而且要努力开发教材资源,设计符合学生实际、适应学生发展的探究教学内容。
例如,教学“平行四边形面积”时,不要先带着学生用画、剪、拼、量的操作来得出相应的结论,而要先启发学生思考:“能不能试着自己动手剪一剪、拼一拼,把平行四边形转化成长方形?”于是学生纷纷投人到探索“如何转化”的学习活动中,热切地讨论、大胆地尝试、独立地操作、积极地思考结果不少学生找到了不同于教材上的转化方法。(如图1,2,3)无论沿着哪条虚线剪开,平移后都能拼成一个长方形,从而推导出计算公式:平行四边形的面积=底×高。这样的处理使学生在探究过程中把获取知识、拓展思路、培养能力有机地结合起来了。
二、找准探究学习的时机
寻找探究学习的时机,关键是把探究的支配权还给学生,根据学生的需要决定何时实施探究,其实质是对学生主体地位的认可。如果教师只是想着自己教案,只是按预定的方案组织探究,而忽视了学生是否有探究的需要,就很可能出现探究超前或滞后的现象。所以教师在课堂上一定要准确把握学生的思维状况,并据此选择探究的最佳时机。如果学生没有探究的需要,即使是教案上安排的也要舍弃,如果学生产生了迷惑即使教案上没有安排,也要组织探究。重点要抓住以下几个时机:
l、探寻规律时。教师创设问题情境后,要引导学生通过探究去寻找规律,去发现规律,例如《商不变的性质》为例,教师创设情境,提供正反材料,引导学生围绕“被除数和除数怎样变化时,商才不变”这一中心问题展开合作探究。学生在情境中感悟,在探究中体验,最终发现商不变性质的规律,并通过对一些变式材料的进一步探究,加深对商不变性质的理解,使思维的深刻性得到发展。
2、验证猜想时。提出探究内容后,可让学生先大胆地猜想一下,然后引导学生合作探究去验证猜想。例如在《三角形面积》的教学中,教师出示一个直角三角形,并提问:这是一个什么三角形?猜一猜它的面积是多少?你是根据什么猜到的?学生在已经掌握长方形面积的基础上,联系长方形与直角三角形面积之间的关系,提出“直角三角形的面积是同等条件下的长方形面积的一半”这一猜想。然后组织学生去探究、去验证猜想。
3、争执不下时。在运用概念、性质或定律等数学知识去判断、辨析正误中出现不同意见时,组织探究,进一步探究本质特征,即能引起学生浓厚的兴趣,又能让学生有更多的发表见解的机会。
4、攻克难题时。当教学中出现一些挑战性题目时由于思维力度大,开放性强,依靠个人力量往往难以找到解答方法或者思考不全,此时需要小组合作,开展讨论交流等探究活动。
三、加强探究学习的指导
学生的探究活动要取得成功,还需要教师及时有效的指导作保障。当然,此时的教师不以主宰者的身份出现,而是学生探究活动的组织者、引导者、促进者和合作者。教师应该对整个探究活动进行宏观调控。教师的指导作用可以通过以下途径来实现。
l、创设情境,诱导探究。首先,活用教材,设计情境。在备课中,不要为教材所左右,应精心设计问题情境。如悬念式情境,冲突式情境,操作式情境等,使学生在奇中问,在凝中问,在动中问,培养学生爱问的习惯。其次,鼓励自学,质疑问难。这是提高学生创新能力的必经之路。我曾经进行了一些专项训练,在学生自学的基础上,我先以学生的身份去示范提问。如对一个新课题,可以问这个知识的具体内容是什么;为什么要学习这个知识;学习这个知识有什么作用;哪些旧知识和它有联系;这个知识与相邻知识有什么区别和联系……第三,预留时空,引导“再创造”。数学学习过程充满着观察、实验、模拟、推新等探索下与挑战性活动。教师要改变以例题、示范、讲解为主教学方式,引导学生投人到探索与交流的学习之中。
一、以化学实验为主的探究性学习是学习化学的重要途径
化学有两个重要特点:一是以实验为基础,二是在生产生活实际中具有广泛的应用。化学的这两个特点使科学探究在化学的发展过程中能够发挥十分重要的作用。翻开化学科学发展的历史,我们能十分清楚地看到,任何化学概念、理论和原理的形成和发展,任何化学的发现或发明在生产和生活中的应用,都离不开科学探究。
1.化学学科特征决定了实验可以作为探究性学习的途径
“以实验为基础”是化学学科的基本特征。即使在由经验化学向理论化学发展的今天,实验仍然是化学学科发展的最现实、最生动、最有效的物质载体。学科的基本特征决定了学科的学习特点,在实验中学习化学无疑是最有效而又最重要的化学学习方法之一。在化学实验中,学生通过实验研究和认识物质,掌握化学基本原理和基本技能,初步学会化学研究的实验方法。化学科学以实验为基础的学科特征,更有利于学生进行化学探究性学习。例如在学习质量守恒定律时,首先通过对硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液的反应、碳酸钙与稀盐酸的反应两个实验的探究,让学生自己从实验中得出反应前后物质的总质量不变的结论,由此总结出质量守恒定律。
2.化学实验本身就是科学探究的过程
化学实验是人们认识和研究物质的一种科学方法,其过程本身就是一个创造性探究的过程。化学发展的历史也充分证明,化学科学的任何一项重大的突破,无一例外是经过化学实验而取得的。正如波义耳所说:没有实验,任何新的东西都不能深知。
中学生化学学习中的实验,虽然绝大多数是对物质及其变化的再认识,但从本质上看,这一过程与科学家进行的科学研究中的化学实验是一致的。当化学实验被用作探究性学习的途径时,化学实验的创造性和探究性便充分显示出来。学生在实验过程中积极动脑动手,体验科学探究的过程和方法,获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。所以,在学生的化学学习过程中完全可以利用实验这个手段进行探究性学习。
二、以化学实验作为探究性学习途径的教学方法
在化学教学中提倡和鼓励学生通过实验进行探究性学习。要充分挖掘化学实验在探究性学习中的功能,发挥化学实验在探究性学习中创设问题情境、验证假设或猜想等环节中的作用,研究开发探究性实验,引导学生通过实验去发现和探究解决问题的方法,实现学生的学习方式由被动接受式向主动探究性学习的根本转变。
1.以化学实验创设问题情境
探究性学习是学生在发现“问题”的情境下产生的一系列学习活动。问题激发起学生探究的欲望,问题引发其探究活动。在化学学习中,除学生自主发现问题外,教师更要通过各种途径创设问题情境,引导学生发现和提出问题。而化学实验是最形象、生动、直观的创设问题情境的方法之一。以化学实验创设问题情境,要特别注重实验中学生观察和思维能力的培养。化学实验现象纷繁复杂,有目的、有条理地敏锐观察和深刻思考才能从复杂的实验现象中发现问题。如在进行“铁丝在空气中燃烧的实验”的学习时,我有意做了两次实验,一次待火柴即将燃尽时放入氧气瓶,一次点燃火柴后马上放入氧气中,让学生观察这两次实验操作及各自的实验现象,并组织学生讨论这两次操作有何不同、两次现象不同的原因是什么,这样既培养了学生敏锐的观察能力,又锻炼了其深刻的思维能力。
2.以化学实验验证假说或猜想
在探究性学习中,学生针对提出的问题,经过多渠道地收集信息和深入思考,将会提出有关问题解决的方案和问题答案的假设或猜想。通过化学实验对提出的猜想或假设进行验证,是学生进行化学探究性学习常用的方法。以化学实验验证假说或猜想,要面向全体学生,让每个学生都有体验和经历用化学实验验证假说和猜想的机会。教师要指导学生,特别是要帮助和指导那些有困难的学生完成设计方案并进行实验。如在物质构成微粒知识学习时,对“构成物质的微粒之间是有空隙的”的假设的验证,学生在设计方案时可能产生一定的困难。这时教师可以引导学生设计“一定体积的水和酒精混合”的实验方案和“气态、液态和固态物质的压缩”实验进行验证。
3.充分发挥化学实验的探究功能
在化学教学领域中,长期以来人们过分夸大了实验所起的验证原理、通过形象直观的方式获取知识和培养实验技能的作用。以化学实验作为探究性学习的途径,就必须变“验证性实验”为“探究性实验”,恢复化学实验探究性的本来面貌。充分发挥化学实验的探究功能,要不断研究开发适合于探究性学习的化学实验,注意从生产、生活实际中挖掘素材设计实验方案,因为来源于生产生活实际的实验探究性强,能极大程度地调动学生探究的主动性,使学生产生强烈的探究欲望。
崔子建
研究性学习与传统的接受性学习和训练性学习相比,内容注意体现专题性、综合性、实践性和开放性;形式注意体现学生的主体性、探索性、合作性。因此教师也由原来的传道、授业解惑者变为学习的设计者、组织者、指导者,教师的角色变了,要求也高了。笔者结合研究性学习的实践,谈谈教师的“三者”作用。
一、教师的设计者作用
1.设计疑问,激趣
由于研究性学习以学生为主体,主要是学生自主设计、自行修习、自主探索的,整个学习过程都需要学生全身心投入,如果缺乏对本学科知识的兴趣,是不可能全身心投入,也不可能知难而进的。教师在教学中要设计问题,激趣。
例如:在学习《原电池原理及应用》专题内容时,通过介绍钢铁每年因腐蚀的数量约占金属年产量的10%,全世界每年腐蚀的钢铁几千万吨。要想防止钢铁的腐蚀,就必须弄清楚钢铁腐蚀的原理是什么?通过这些实例激发学生去探索金属腐蚀的成因及防护??原电池的原理及应用。也可以设计让学生去调查金属的腐蚀状况及防腐的措施,去激发学生探索原电池原理及应用知识。通过以问激疑,以疑激趣,使学生产生追求化学科学的强烈动机和愿望,培养执着探索、主动学习的精神。
2.创设有利于自主探索的氛围
由于长期以来学生习惯于教师站在讲台上讲,学生怕老师提问,在心里设置了心理防线,在这样的课堂气氛和心理氛围中是无法进行研究性学习的。因此教师要走进学生,融洽与学生的关系,创设宽松的学习氛围,消除学生的心理负担,采用不用举手,不用提名,自动回答问题的形式,鼓励学生大胆发言,表达自已的观点。
例如:学习氧化还原反应中的有关概念,电离平衡有关概念时,鼓励学生根据原理,能反映特征,给这些概念下定义或起名称。在学习元素周期表时,鼓励学生用纸牌给元素原子量,原子半径、化学性质、最外层电子数等规律分组,自已编制能体现出周期律的周期表。在这样的课堂上,学生的思维活跃,主动探索的意识增强,师生关系融洽,教师以一位学习的参与者加入到研究性学习中,学生也能乐于接受了。
3.设计探究的情境,模拟研究的过程
研究性学习是由学生在一定情境中发现问题、选择课题、设计方案的,通过主体的探索、研究求得问题解决,从而体验和了解科学的探索过程,形成自主探究、创新的意识和习惯,培养创新能力,增长知识,积累和丰富直接经验的活动过程。经历探究过程,获得理智和情感体验,积累知识的方法是研究性学习关注的三个目标,而不在于学生真正地发现什么,创造什么。因此教师要设计有利于探究的情境,让学生充当科学家,去经历科学的发现过程。
例如:学习《元素周期律、元素周期表》内容时,通过介绍科学家探索元素周期律的过程,播放科学家发现“三元素组”、“八音律”以及门捷列夫发现元素周期的录相,然后设计让学生观察分析教材中给出的核外电子排布、原子半径和化合价等数据,发现问题,形成假说,再寻求理论去解释假说,从而得出结论,模拟科学家的发现过程与方法。
二、教师的组织者作用
1.教师是教学形式的组织者
班级授课制在我国有几千年的历史,以教师为中心的观念在人们头脑中根深蒂固。因此在实施以学生为中心的研究性学习中,教师要组织好课堂教学形式。要带领学生走出校园,走进社会,去亲身感受知识的来龙去脉,到生活实践中了现问题,调查研究。用所学的化学知识解决生产生活中的问题。根据研究的内容,依照学习者的性别、性格特点,组织好合作学习、合作研究的形式,注意培养学生协作精神。
2.教师是各类学术活动的组织者
在实施研究性学习过程中,有关的方法指导,解决实际问题所需的知识,中学教师不一定胜任,必要的时候要邀请、组织专家学者举行学术讲座、专家论坛等活动。组织好学生的学习经验交流会、学习成果评价会、开题、结题报告会等学术活动。
3.教师是活动场所的组织者
研究性学习形式多样,在校内要查阅资料、上网探索、动手实验,在校外,要到工厂、社区、家庭调查,这些活动的场所都需要教师精心组织安排好,防止组织不当,浪费时间,影响效果。
三、教师的指导者作用
1.指导学生选题
研究性学习的选题一要注意与学生现有水平相一致,超越学生的现有水平,使所有学生能够参与研究,能用现有知识解决问题,要指导学生选题小而实,避免大而全。二要指导学生到生活实践中发现问题,以问题作为自已研究课题,才能使学生全身心地投入到课题的研究中。例如:针对一些工厂排放的废液污染河流,提出的“城中河污染的调查与处理”课题。针对走私盐中缺碘情况,提出“盐中碘含量的测定”课题等。三要指导学生选择的内容应该是学科领域中的核心知识,有一定的研究宽度,使研究的过程就是经历科学的探索过程,通过研究,对提高学生的理解能力和创造性思维能力具有重要的价值。例如:在学习氧化还原反应时,先择“氧化还原反应知识的由来、发展与应用”作为研究课题。在学习物质结构知识时,选择“物质的结构与质关系的探索”作为研究课题等。
2.指导学生的研究方法
在研究学习过程中,教师要及时给学生方法指导,以帮助学生解决研究过程中发生的偏差和问题。首先是向学生进行普及研究方法的教育,使参与的学习者明确研究性学习常用的方法、步骤:确立课题,制定方案,搜集信息、资料,得出结论,撰写论文、报告等。其次是对具体课题的调查内容进行指导。如“城中河的污染调查及处理”的课题,要指导学生调查该河流的污染源有哪些?这些工厂排放的污水主要成分是什么?日排放量多少?根据污水成分的理化性质如何消除污染等?在方法指导时要把指导的重点放在“指导方法,解答疑难”上,要留给学习者思考的空间,有利于学习者发挥主体作用。
3.指导学生撰写报告、论文
由于现在的中学生长期受应试教育的影响,学生作文写得多,调查报告写得少。教师要指导学生明确书写的格式及要求,知道结题报告一般由题目、作者、摘要、报告内容、参考资料等部分组成。其中报告的内容一般按问题的提出、调查方法、结果与分析、结论及建议几部分组成,也可给学生提供几种样式的报告、论文,让学生参考学习。
【关键词】 研究性学习 影响因素 教师作用
【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2012)12-0029-02
研究性学习是在教师的指导下,以问题或课题为内容,以研究为手段主动地分析问题、解决问题,创造性地获取知识和经验的学习活动,它对于培养学生的创新精神和实践能力具有举足轻重的作用,尽管我们大张旗鼓的进行了多年的研究性学习,特别是高中新课程在我校推行两年多来,研究性学习取得了较为显著的成果,学校也进行了隆重的奖励和表彰。但是,以下几方面的因素还严重地影响着研究性学习的开展。
第一,缺乏研究型的师资力量
教师自身的科研创新能力是指导学生进行研究性学习的首要条件,要开展研究性学习,就必须有研究型的教师,但从我们目前的实际情况来看,绝大多数老师缺乏科研和指导学生进行研究性学习的能力,具体表现为:其一,对研究性学习的认识不足,教学观念陈旧,甚至出现错误的认识。如认为研究性学习只是学生课外科技活动的一种方式;研究性学习是少数高级人才做的事,不适合中学教学;研究性学习费神费力,效果不能立竿见影,不如给学生传授具体的、现成的书本知识等。其二,强调教师的主导作用,忽视学生的主体作用,实际上是学生成了被动接受知识的容器,只注重教师的“灌”和“塞”。其三,由于教师教学任务的繁重,很少有时间和精力去进行教改和科学研究,这种教学改革与创新意识的淡薄,使教师缺乏指导学生进行研究性学习的能力,在很大程度上影响了研究性学习的实施。
第二,教学质量的评价标准导致的现行人才培养方式的制约
事实上,有什么样的评价标准,就有什么样的人才培养方式。尽管我们的教学质量评价标准从理论上讲是全面的、科学的,从知识、技能、智力、德育、能力等各方面都作了要求,但在实际的评价中,常常偏向于对知识、技能的检查,用学生的考试分数作为评价的标准,而对能力的评价缺乏具体明确的标准,这就造成了重知识的学习,轻能力培养的倾向。与此同时,形成了人才培养基本上是“应试教育”的培养方式,即以统编教材为中心,强调书本知识的学习,教师向学生传授知识,学生被动接受知识,这种教学极易造成教师“满堂灌”的“填鸭式”教学,学生很少参与教学过程,主体性得不到发挥。学生很少去思考教师所讲的内容,以记住教学的内容为目的,考试主要是检查学生对知识掌握的数量为标准,掌握的知识多、考试成绩好,就认为学生的水平高,老师的教学质量高,所以教师更加注重“注入式”、“灌输式”教学,而轻视“发现式学习”和“研究性学习”,对学生的创造力和实践能力则很少去关注,极大地扼杀了学生的创造性和主观能动性。
第三,教学条件及设备的落后
现代化的教学条件是实施研究性学习的必要条件,研究性学习对教学的设备,环境和学习的手段提出了更高的要求,如图书馆、实验室、实践活动所必要的经费,但是文献资料的缺乏和数量的短缺,实验室不可能让每一个同学以足够的实验药品和器具去试验,开展研究性学习所必要的经费,让学生进行自筹,这在很大程度上影响研究性学习的开展。所以要实现教育的现代化,就必须为教育提供现代化的物质条件,要很好的开展研究性学习,就要极力提高和改善现代化的教学条件和设备。
那么,在这种不利因素下,在开展研究性学习的过程中,教师将起到怎样的作用呢?
1.教师在研究性学习中参与指导选题。在研究性学习中,发现问题、提出问题是选题的关键,注意引导学生从自己平时观察到的自然和社会现象中,发现问题、提出问题。教师在指导中,遵循科学性、可操作性以及创新性原则,也就是说,选定的课题必须具有事实根据,符合科学原理和事物发展规律,并且在选题时充分考虑实施的可能性。教师根据学生认知的发展阶段以及相关的主客观条件,设计和搜集一些适合学生实际能力和有助于学生思维发展的研究课题,在结合课堂知识的基础上,进行拓展,这将有利于学生更容易接受和适应这种新的学习方法,调动学生探索的主动性。教师根据学生的兴趣,观察分析国际、国内的热点问题,关注社会生活的方方面面,采取师生合作,学生相互合作的形式,共同探讨,大胆质疑,最后确立课题。
2.教师对研究方法论方面的指导。学生一般可以采用查阅资料、社会调查、综合分析、逻辑思维等方法进行课题的研究,教师除了结合教学,介绍本学科具体的科学研究方法外,还应开设一般的科学研究方法课。包括科学研究的基本过程与基本方法,课题的选择与研究方案的设计,资料搜集,整理分析的方法,有关资料检索的基本方法。