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一、在高中生物教学中开展研究性学习的重要意义
1.在传统的教学中,教师主宰课堂,学生只能被动地接受知识。这种陈腐的教学方式严重束缚了学生主观能动性的发挥,造成部分学生厌学,失去了学习生物的信心。而在中学生物教学中开展研究性学习,则能有力地打破这种局势,让学生主动地发现知识、探索知识、获得知识。在研究性学习的过程中,教师不包办学生的探索活动,不放任学生为所欲为,只是作为教学活动的引导者,这种角色的转化,有着重要的意义:使研究性学习具备开放性、探索性,将学生的各种潜能有效地释放出来。
2.所谓研究性学习是指教师在教学中创设一种情境,让学生像科学家那样,开展对研究课题进行命题答案的假设,然后设计实验验证,再收集、处理信息,最后得出有关结论的科学探索活动。因此,研究性教学活动有明显的实践性、开放性、过程性。教师在生物教学中开展研究性学习,能让学生体验探索知识的过程,从而培养他们的思维能力和创新能力。
初中生物中的很多教学内容,如植物、动物等,都是很形象、很具体的。因此,初中生对生物知识的接受是比较容易的。高中生物学中的很多知识都没那么生动、形象,有些学生往往觉得比较乏味,只能靠死记硬背的方式学习生物知识,更谈不上能力的培养。
二、在高中生物教学中开展研究性学习的科学方法
研究性学习活动的主要流程是:创设问题情境―猜想问题答案―设计实验验证自己猜想的方案―操作实验收集信息―处理信息得结论,教师在这一过程中主要起组织、引导的作用。当然,帮助学生选择研究性学习的课题也是很重要的。比如,果酒制作是否与酵母菌含量的多少有关?这是为学生创设的探索课题,之后教师就要引导学生设计合理的方案进行探索。教师可以建议学生,在做实验时,在相同的灭菌后的葡萄里放入不等量的酵母菌进行发酵对比。由于在该命题中只有一个变量――酵母菌,因此,可学生以做放与不放的对比实验,只要学生思维合理,教师都要进行表扬、鼓励。所以研究性学习是开放性的,在实际的教学活动中,教师要善于引导,给学生留有适当的余地,充分发挥学生的想象力,激发学生的思维。让学生积极主动地投入到学习中。
当然,开展研究性学习活动仅靠课堂时间是远远不够的,教师应该鼓励学生在家利用一定的时间进行探索活动,这样就能对课堂教学做更好的延伸和补充,从而能使学生体验到更多的快乐和成功的喜悦。
三、在高中生物教学中进行研究性学习的策略
1.实验研究型形式。生物学是以实验为基础的一门自然科学,实验在生物教学中有着重要的地位。因此,在开展研究性学习活动时,实验研究型是最主要的活动形式。例如,在生物教材中,“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”实验就属于实验研究型实验。教师在讲授酶的催化效率和无机催化剂的催化效率谁高的问题时,就要引导和启发学生自己探索,绝不能开门见山地告诉学生答案,否则学生就会死记结论,对酶的效应没有深刻的认识。当然,学生在此探究活动中,除了能理解、掌握酶的效应知识外,还能锻炼动手能力,有效地激活其创造性思维。
2.社会、生活等问题研究型形式。高中生已初步具备解决生活、社会等问题的综合能力。他们热爱生活,关心社会问题,所以在生物教学中,教师就要有意识地引导学生关注社会热点问题,让他们能利用自己的知识解决实际问题,培养他们利用已经掌握的知识解决实际问题的能力。在具体活动中,教师可以和学生一起参与讨论、查询有关资料,探索解决问题的方案。比如,现在地球气候变暖,出现温室效应,为了减少对全球生物的危害,我们应该怎么做?
3.用因特网进行研究的活动形式。很多生物学知识并不都是依靠实验获得的。同样,很多研究课题也不是都能利用实验来探索的。比如,某些遗传病问题、近亲结婚的危害等就无法用实验来研究,而要想取得可靠的结论,可以调查走访相关人员和相关单位,但很烦琐,而用因特网来搜索则简便和快捷。在生物教学中,教师可以让学生利用因特网调查某地区的环境问题,并要求学生以书面报告的形式在课堂上发言,有条件的学校还可以要求学生做成网页向同学展示,这样既能促进全体学生的参与,又能激发他们的学习兴趣,从而培养他们的环境保护意识。
4.合理利用多媒体课件。学生对“DNA分子的结构”内容的学习是比较困难的,而让学生“制作DNA双螺旋结构模型”就更是难上加难,但如果教师通过多媒体课件向学生有声有色地展示,那么该难题就能有效地解决。而如果教师在具体的教学中安排学生制作课件,那么学生就能在做课件的同时有效地掌握相关的知识,更能取得令人满意的教学效果。
一、“桃花水母的发现与研究”的课题指导
⒈课题的确定及研究过程
在2008年9月2号学习人教版八年级生物《各种环境中的动物》中的第一节“水中生活的动物”时,我利用多媒体展示各种各样的水生动物,在展示腔肠动物时,我结合湖南台报道的衡阳桃花水母的情况和2007年在湖南怀化舞水河发现了桃花水母,着重介绍了淡水腔肠动物――桃花水母的珍贵性和现存的情况。下课后,有一个学生找到我,说最近在小区见过类似的动物,我感到很惊喜,并详细询问她发现的情况,第二天,她便采来了样本,我一看到样本便知道应该是珍贵的桃花水母。我没有直接告诉她答案,而是表扬了她善于观察的精神,并引导她们就此开展一项课题研究。这些是桃花水母吗?目前还没有在小区发现的记录,怎样确定这些“小精灵”的身份?这些“小精灵”是怎样来到这个“家”的,如果是桃花水母,我们能做些什么?于是学生带着这些问题开展了这一课题的研究。
如何确定这些“小精灵”的身份?在我的指导下,学生通过上网查阅,初步认定应该是珍贵的桃花水母,为了确定它们的真实身份,我启发并协助他们先后带上样本去请教环保局和水产局专家,最后我为他们请来了怀化学院生物学向教授,来到现场鉴定与指导。专家一致认定这就是被誉为“水中熊猫”的桃花水母。电视台报道后,很多人来到小区想一睹水母的容颜并采集,很多小学生来抓水母,那么该如何保护这一珍稀物种呢?目前还没有在同一个地方两次发现桃花水母的报道。这些“小精灵”明年还能否在这里出现?保护桃花水母就成了他们的一项使命,于是他们成立了保护小组,并联系了小区的门卫加入保护的行列,阻止人们来水池抓水母,同时保护这里的水生环境。能否让这些桃花水母有一个新的家?学生发现学校的南校区和这里的环境也差不多,是否可以将一些迁移到南校区的水池?于是学生将10多只桃花水母搬到了新的家园,希望它们能在这里“安家落户”。桃花水母为什么能在能这一水池中生长?我引导他们开展了一系列的研究:首先学生对水池内的环境进行了研究,一方面他们采集水样请怀化学院生物学向教授进行科学的测定,另一方面在学校进行一些简单的探究,如用显微镜测定观察水中的微小生物、测定水中的PH值、水体重金属的测定,同时调查居民了解水池环境状况。桃花水母还有哪些习性呢?他们在保护的同时进行了一系列的研究:每天记录气温,测定水温,观察和桃花水母早中晚的活动状况,在家中进行小实验探究光、水温对水母的影响,水温与水母的脉冲关系等。最后我引导学生完成了实验报告。
⒉课题的研究收获
学生在研究的过程中,收获了很多。他们了解了桃花水母的特点和习性,明白了保护生物多样性的途径,知道什么是“就地保护”和“迁地保护”。将近一个月的观察,养成了细心观察的好习惯,培养了学生的耐心与坚持,学会了科学的探究方法,学会了对照实验,培养了他们的科学的探究精神,小组成员相互合作,树立了团队协作精神。在调查、采访过程中,提高了语言表达能力,进一步提升了学生保护生态环境的意识。
二、如何结合生物教学开展科技活动、研究性学习
我们的主要做法是开设科技活动小组,指导学生开展课题研究。在这个过程中我们主要解决三大方面的问题:一是活动小组的组建,二是指导学生确定课题,三是教师对学生研究过程中的指导。
(1)活动小组的组建。我们成立活动小组,根据他们的兴趣、爱好、特长等让学生自行组织,然后上报老师。学生每学期自主选择参与一个课题,教师对学生开学选定的课题进行统计,并将表格打印张贴在教室,及时督促提醒学生开展研究;因为学生课题与生物教学进度有关,教师清楚学生小组的课题研究项目,能及时督促学生完成课题,并在相应的教学过程中,进行汇报、展示。每学期末,对学生的研究性成果,如小论文、小制作、学生制作的网页、课题进行评比,对做得比较好的,由学校领导在开学典礼上发奖,“榜样的力量是无穷的”,让学生学有榜样,调动学生的积极性。
(2)课题的确定。按照“让学生从生活走向生物学科,从生物学科走向生活”的理念,结合教学任务从教材中和教学中让选择一个自己感兴趣的、身边的、有价值的信息为研究线索寻找课题。让学生走出课堂,走向社会,走进自然,充分发挥社会“大课堂”的作用。我们的生物学科中隐藏着大量与我们的生活有关的题材值得我们去研究。例如:食品安全及营养问题、环保问题、健康问题等都是与我们的衣、食、住、行有关的生活问题。初中生物学的课程标准是倡导探究性学习,全面提高学生的生物科学素养,我们围绕这一思想来开发。如7年级上生物中重点内容是学会开展探究性实验,掌握植物学的有关知识,师生结合生物课程标准和7年级上册的内容开发校本课程,如结合“种子的萌发”,师生共同开发了“制作种子萌发的过程标本”“种子萌发自身条件探究”“种子萌发环境条件实验装置的改进”等课题,学生从用黄豆、绿豆种子探究种子的萌发条件到发豆芽菜的过程中得到启示,又开展“市场上花生芽的出售情况调查及花生芽的培育”“豆芽苗菜的培育”;为了更好地让学生开展好实验,学校专门将一块长满灌木的丛林开辟成了一个生物园地,同学们将其命名为“开心农场”,师生利用这一“开心农场”开展科学探究与实践活动,如栽种不同的蔬菜与花卉、为了解决蔬菜的肥料问题,同学们尝试了“化学肥料与有机肥料对植物生长的不同影响”,为了做到培育绿色有机蔬菜,同学们开展“自制有机肥”的研究。围绕“植物贴画”主题,同学们尝试了“用植物种子、果皮作画”“制作叶脉书签”“落花落叶不是无情物、用作贴画、书签更传情”等。学生不但制作了小的书签,还大胆地与室内装饰联系起来,制作了室内装饰画,倡导绿色装修。学生制作了大量的贴画、书签等进行义卖,学生的作品受到了热捧,他们将义卖所得的善款共742元全部交给了怀化市教师基金会捐助怀化贫困山区的同学。还开展了“采集和制作植物标本”“植物学具的制作”“参观怀化学院植物标本室”等多个课题活动,在学习植物的类群时,学生尝试调查校园植物种类,坚持用相机拍摄校园植物不同时期的照片,制作怀铁二中校园电子植物志,开发了“怀化铁二中校园电子植物之志”等课题。结合生物学科开展科技活动、研究性学习,有着得天独厚的优势。
(3)教师对学生研究过程中的指导。作为研究性学习的指导者、组织者和参与者,生物学科教师首先要有相当扎实的专业生物知识与生物实验技能,特别是社会热点所涉及到的环境保护、生物化学、生物技术、生物基础知识、生物史及生物展望等。
然而,由于多种原因,中学生物科技活动在很多学校没能很好地开展,因此如何组织学生开展这项活动是摆在相关教师面前的一大课题。下面结合多年的教学实践谈谈我的做法。
1.组建活动小组
学生从小学进入中学,对一切事物都感到新鲜、好奇,愿意积极参与学校组织的各种活动。而生物学科的学习内容与日常生活联系紧密,有很多实验,深受学生喜爱。
我抓住这一契机,让学生自愿报名,组建科技兴趣活动小组,每个小组5至6人。小组成员由教师在学生自由组建的基础上稍作调整,保证每个小组有学科成绩好的(便于撰写小论文)、动手能力强的(便于开展实验活动)、学习能力和学习习惯较差的(利于转变后进生)学生。再结合教学进度,有计划地开展生物课外科技活动。
2.选择活动题目
教材和教师提供的小课题、学生在生活中发现的新课题都能成为科技活动主题。
我组织学生开展的科技活动主要有以下几种类型:参观访问、设计制作、调查采访、栽培饲养、实验探究、体验成长等。结合生物课程标准和七年级生物上册的内容,师生共同开发并完成了多个科技活动课题的研究,如《采集和制作植物标本》、《生物学具的制作》、《参观怀化学院植物标本室》、《怀化市康龙自然保护区生态考察》等。
3.制定活动方案
活动方案是课题活动的依据。其内容包括活动目的、活动设计、活动步骤及注意事项等。在学生确定好课题后,教师引导活动小组讨论后制定活动方案,并提出建议。
4.准备活动用具
中学生物科技活动除参观访问型,均需使用各种用具,如何解决活动用具的来源问题?我的做法有两种:一是利用学校现有条件,开放生物实验室,尽可能为学生提供实验用具和场地;二是引导学生废物利用、动手制作。
如利用方便面盒制作小花盆,用罐头瓶、蜂蜜瓶制作生态瓶,用废铁丝、坏拖把制作捕虫网等。动手制作既可以培养学生的操作能力,又能培养学生的创新能力和低碳、节约意识。
5.积累活动资料
科技活动资料是课题总结的依据,为此,在学生开展活动时,教师应引导学生学会积累和保存资料,让活动小组成员学会分工合作,制定活动记录表。在进行书面原始记录的同时,指导学生制作动植物标本,并利用手机、相机或摄像机记录。
6.做好活动总结
活动总结主要采取三种方式:
举办成果展览。将小组采集、制作的各种标本、活动过程照片等放在实验室展览,或将学生的活动成果放在学校的宣传栏展览。通过展览既提高了学生开展科技活动的兴趣,又扩大了成果的影响。
开展成果汇报。学生所做的课题都与生物教学相关,当学生研究完成后,教师及时组织课题小组在生物课堂上展示。
参加省市比赛。课题完成后,指导学生撰写科技活动小论文、结题报告,将做得好的课题推荐参加各级科技活动和研究性学习课题成果评比。
7.争取领导支持
要开展好科技活动,领导的支持至关重要。作为科技活动辅导老师应努力争取领导支持,变被动为主动。
如2011年11月我申报了湖南省教育科学十二・五规划课题《初中生物教学与科技活动、研究性学习整合研究》,学校为该课题的研究提供了有力的保障,积极给予鼓励和肯定,推动了科技活动的进一步发展。
尊重 探究 资源 丰富多彩
常常出去听公开课,留下最深的印象是课堂上学生的幸福体验学习活动的时候,他会旁若无人地发出惊人的举动,他会大胆说出真实的“不雅”的语言,那语言会让教师和其他学生情不自禁地捧腹大笑,我觉得那时刻多轻松、多美、多珍贵啊!它会增加课堂知识的记忆,永久记在教师和学生心里。如果生物教师每节课用心备课,用心设计与课堂知识紧紧有关的学习活动,那么课堂学习就贴近了学生生活,就会让学生体验到学习的真实快乐,这正是新课标理念下师生共同追求的理想境界和精神目标。
一、融入新课标理念,用心备好带有“学习活动”课
义务教育生物课程标准指出:在教材内容的选择上,应当将学生活动作为教材内容的重要组成部分。学生在情感态度与价值观、知识、能力等方面的全面发展,应当通过他们积极参与活动来实现。教材应安排丰富多彩的学习活动。活动形式可以多种多样,小游戏、小实验、小活动、调查、采访,等等。
生物课程标准还指出:教师在引导并组织学生进行探究性学习时,需要为探究性学习创设情境,实验设计应该多样化,等等。生物课程理念中指出:教学要面向全体学生,着眼于学生全面发展和终身发展的需要;教学设计应该有利于提高每个学生的生物科学素养;倡导探究性学习,力图改变学生的学习方式,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生获取知识的多种途径和能力以及交流和合作的能力,突出创新精神和实践能力的培养。这三个理念的最终实现和课堂学习活动都紧紧联系在一起,如果老师带着这些理念精心设计了课堂,这种学习活动的实践会成为贯彻着生物课程理念的最直接、最有效的途径,它能把学生的眼球都吸引过来,全员动手、动脑,尽快进入课堂上的学习探究角色。
二、走进平常生活,积极寻求课堂学习活动的新资源
生物课堂的教学资源在我们的日常生活和社会生活中并不缺乏,而且很丰富,因此,要想充分发挥日常生活资源“无声胜有声”的育人功能,教师要创造性地使用教材,在融入自己的科学精神和智慧的前提下,对教材知识进行教学重组和整合,选取更好的内容对教材进行深加工,选取和利用好日常生活资源,设计出活生生的、丰富多彩的课来。
三、尊重学生,精心设计好丰富多彩的学习活动
对于初中学生来说,学习活动目标要小而实际。在设计学习活动目标上要突出体现5个原则:活动设计地要让学生想“尝试”;活动设计地要让学生想“说说”;活动设计地要让学生发自内心想“说妙”;活动设计地要让学生的思维想“创造”;活动设计地要让学生的学习还“继续”。初中生物部分教材内容与生活相关的、与学生经验相关的体验性学习活动设计案例如下:①体验“人体的结构层次中系统的组成”中消化系统组成和功能时,让学生在课堂上品尝小番茄、葡萄等小水果。②验证水对植物的作用时,其中水有使植株硬挺,保持直立姿态的作用,可以让学生用吹风机来吹新鲜的青菜,让学生亲眼看到所吹植物会发生萎蔫现象,然后再放人清水中使其恢复直立的姿态。③当让学生认识植物茎的输导组织――导管和筛管时,提前一节课让学生把芹菜的茎插入红墨水的水溶液中,然后在课堂上来观察,也可以让学生在课堂上看一看藕断丝连现象,这些活动都是很简单直接。④认识“肾单位的结构”的时候,指导学生用橡皮筋、小气球、橡胶管、毛线、胶带等做模型。⑤体验呼吸系统的组成和功能时,教师可以营造一种班级集体学习活动氛围,一起闭上嘴巴,做一次深呼吸,然后用手捏紧鼻子,在老师的口令下,体验30秒左右,然后重新一起呼吸,学生们顿时感到很爽快,瞬间对呼吸系统的组成和功能产生了兴趣。⑥根据初中学生好动的特点,可以充分利用他们的手势和动作来完成一些学习活动。如:伸肘和曲肘;用拳头、拇指和手臂组成“肾单位”;彼此观察同桌的眼睑(双眼皮和单眼皮);双手交叉,用左右手拇指的位置来理解相对性状的概念等,要尊重学生,走进学生,和他们在一起,精心设计好丰富多彩的学习活动。
四、深入探究学习,展开课堂思维智慧
适时举例活动在课堂中是非常重要的,但能让学生主动进行一些研究性活动,来丰富充实和展开课堂思维,就必须是贴近生活的例子。生物教师要具备良好的心态,也源于生物教师对生活的热爱。教师要利用生活材料指导学生开展贴近生活的研究性活动,解决生物生命现象,激发学生的学习和探究激情,开发生物学科的实验实践。
例如,细胞吸水和失水的渗透原理对于初中学生来说是很抽象和难理解的,生物教师可以结合生活现象做一些巧妙探究的实验,如让学生盐拌黄瓜、糖拌西红柿、用缸淹咸菜,等等,都可以对这一原理做很好的解释。又例如,讲到细胞的呼吸作用原理对一些瓜果蔬菜保鲜,一般采用低温能达到保鲜效果。我提出问题:香蕉可以放在冰箱里保鲜吗?学生立刻安静下来,我就设计一个悬念,让学生回去问家人或者做实验。课后,有的学生来找我问有关香蕉保鲜的一些问题,师生共同探讨,学生很快设计好实验方案,利用双休日时间做实验并把实验过程详细用照相机拍下来,然后指导他们把这次研究性活动写成“低温不利于香蕉的保鲜”的报告。讲到《开花和结果》这节课,教师可以引导:假如传粉正常,所有的花都能结果吗?产生学习的根本原因是问题。没有问题也就难以诱发和激起求知欲,学生也就不会去深入思考,所以现代学习方式要特别强调问题在探究学习活动中的重要性。教师的一句话可以引出一个研究性学习活动,能让学生主动学习不正是教师在教学中的最高目标吗?
五、重视学生真实体验,促进心灵健康成长