1、高中生物新课程的探究式教学广东省佛山市教育局教学研究室 张芸倡导探究性学习是普通高中生物新课程的一个基本理念，也是教师们在走进新课程时最感困惑、最具争议的话题。它涉及到教师对一系列相关问题的思考： 探究式教学在生物学科教学中的价值究竟何在？ 提倡探究性学习是否意味着要抛弃传统的接受式学习？ 在探究式教学中教师该扮演什么样的角色？ 在大班额制下探究式教学能有效地开展吗？ 教师的专业知识水平和能力足够应对这种新的教学方式吗？第一节 体验探究式教学简单地说，探究性学习就是指学生以类似或模拟科学家科学研究的方式所进行的学习。与科学家的科学探究不同的是，探究性学习是在教师指导下的一种学生学习方式，是在教
2、学系统中展开的教学活动，因此对教师而言是一种教学方式。首先让我们通过两个案例，从感性上认识生物学科中的探究式教学。需要说明的是，案例 1 发生在生物新课程实施之前，而案例 2 则发生在生物新课程实施之中。一、案例 1探究温度对果胶酶活性的影响（授课教师：北京师范大学附属实验中学李晓辉，案例整理及点评：佛山市教研室张芸）（一）教学过程教学程序教师行为 学生行为提出问题提问：工业上生产果汁要用果胶酶促进果肉细胞壁中果胶的分解，果胶的分解情况影响果汁的出汁量和成色。什么温度下果胶酶的活性最强呢？提出要探究的问题：探究温度对果胶酶活性的影响。思考作出假设要求学生就温度对果胶酶活性的影响作出假设或预测。
3、要求各小组把假设或预测写在实验报告纸上。思考、议论。各小组作出基本一致的假设：在一定温度下果胶酶可以达到最大活性，相对于这个引导各小组发表意见。 温度偏高或偏低酶活性都会受到影响。各小组对于最适温度的预测不一致，有的认为是 30 多度，有的认为是 40 多度；也有的没有做预测。设计实验方案提供实验材料（1%果胶酶溶液和苹果泥）和各种用具（包括开水、冰块、量筒、烧杯、分液漏斗、天平等等） 。要求学生以小组为单位设计实验方案。组织全班交流实验方案（粗线条） ，倾听、评价不同的实验方案。指定两个小组交流具体的实验方案，讨论实验设计细节（如温度、反应时间、过滤时间等等，引导学生补充、完善实验方案。小组
4、讨论，制定实验方案。小组陈述大致的实验思路。主要有两种定量方法：一是直接计量过滤所得的果汁体积，二是通过称量过滤后剩下的渣的重量，间接反映果汁的出汁量。小组陈述具体实验步骤，并在师生讨论中完善自己的实验方案。实施实验方案参与、指导小组实验。 小组合作，实施实验方案。结果与讨论提问：实验结果与预期是否一致？指出各组实验结果有一致的地方酶活性的变化趋势相同，也有不一致的地方最适温度不一样且相差较大。引导学生思考其中的原因，并注意果胶酶作为工业产品，其最适温度范围可能比在生物体内宽泛。回顾本次实验的目的，指出小组合作对于能否顺利完成实验非常重要。各组用图表或文字展示实验结果。比较各组结果，思考产生实
5、验误差的可能原因。（二）案例点评本案例是作者根据北京师范大学附属实验中学李晓辉老师在中国教育学会生物教学专业委员会第八次学术年会上展示的一节录像课整理出来的，授课对象是实验中学学生。本案例是一节比较典型的实验探究课，学生通过探究温度对果胶酶活性的影响，从提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、得出给论直至表达交流，经历了一次比较完整的科学探究过程。教师本着“科学的本质是探究” 、 “科学注重实证”的教学理念，通过有效的引导，调动学生积极主动地参与到探究活动之中。本案例具有以下特点：1、教师设置问题情境并提出探究问题，学生在教师的引导下设计、实施实验方案并得出结论。在整个探究活动过程中，尤其在设
6、计实验方案、交流实验结果等环节，教师都能够针对学生的具体表现，在一些细节上引导、点拨学生思考、质疑，充分体现了教师的作用。2、重视通过探究活动让学生理解科学探究的过程，学习科学探究的方法和技能。美国科学进步协会科学教育委员会将科学技能定义为一组具有广泛迁移力的适合多种学科和科学家的工作性质所需要的能力。美国基础科学课程计划科学过程和方法认为科学过程技能包括：观察、分类、测量、推论、预测、交流、识别数量关系、识别时空关系、构建假设、辨别控制变量、操作性定义、解释数据和实验等。这节课中教师尤其重视让学生通过定量实验，体会生命科学的科学特征。3、重视通过探究活动发展学生的能力，尤其重视培养学生的思维
7、能力，例如鼓励学生在进行自主探究的过程中，提出不同的假设、设计不同的实验方案、采用不同的数据处理方法等，为训练学生的发散性思维提供了可能；在设计实验方案过程中单因素控制的设计、实验过程的定量化，为训练学生严谨的思维提供了可能；在实施实验方案过程中的统筹和操作过程本身的独创性为学生发展创新思维提供了可能。二、案例 2细胞的癌变（授课教师及案例提供者：佛山市禅城区第三中学刘闻，案例点评：佛山市教研室张芸）（一）案例背景及主题佛山市禅城区第三中学在 2004 年 9 月率先在高一年级开始高中生物课程改革实验，使用人教版普通高中生物课程标准实验教科书必修 1分子与细胞 。癌症对人类的威胁日益增大，据世
8、界卫生组织调查癌症已成为人类致死的第一位原因。癌症已不仅是一个生物学上、医学上重点研究的问题，同时也成为了一个引起广泛关注的社会问题。有关癌细胞的知识也成为了中学生关注和学习的问题。分析了教学内容和学生两方面的情况，教师决定在学生学习了有关癌症的知识基础上，引导学生对身边发病率较高的鼻咽癌进行探究。收集资料、提出问题、分析与解决问题组成本案例探究性学习的基本环节。本案例先让学生收集与癌症有关的资料，获得有关癌症的一些认识，提出自己感兴趣的一些问题，然后应用课本知识解决一些基本问题，再通过其它途径，如学生收集的材料、报纸杂志、网络、教师讲解等来解决另外一些有关癌细胞的问题。在此过程中通过探究性学
9、习建构有关癌细胞的知识，培养学生提出问题和分析问题的能力，提高他们探究问题的兴趣，锻炼学生的想象能力和思维能力，培养学生关爱癌症患者的情感和养成健康的生活方式。（三）案例细节1、收集资料要求学生在课前通过上网、查阅报刊杂志、看电视、去医院调查等途径收集与癌症有关的资料。2、提出问题教师启发学生根据自己的生活经验，提出希望研究的问题。老师首先提问导入：想知道哪些与癌症有关的问题？对哪些癌症问题最感兴趣？学生接着踊跃地提出了很多问题：癌症为什么会导致人死亡？得了癌症一定会导致人死亡吗？ 癌症是否会遗传？癌症是否会传染？癌症手术之后为什么会复发？中药对癌症的治疗有什么好处？癌细胞与正常的细胞有什么不
10、同？乳腺癌为什么女性比男性多？3、分析与解决有关知识性的问题学生提出的问题很多，教师的处理办法是先与学生一起运用教材分析解决有关知识性的问题。（1）癌细胞有什么特征？考虑学生已具备了细胞增殖、细胞分化等基础知识，对这个问题采取学生阅读教材，师生共同分析的方式去解决。先阅读分析教材中列出的癌细胞特征：无限增殖；形态结构发生变化，变成球形；表面发生变化，细胞膜上的糖蛋白等物 质减少。接着老师提出问题大家讨论：癌细胞还有哪些特征？癌细胞的危害是什么？为什么谈癌色变呢？ “无用性”、 “破坏性” 、“大量吸收营养，使正常的细胞缺乏营养”、 “不死性”、 “不分化”。同学们积极回应，老师针对学生回答引
11、导学生分析。（2）哪些因素可导致癌症？对这个问题，老师首先提醒同学 们在阅读教材时，要从外因和内因两方面去思考。同学们通过阅读课本分析了导致癌症的因素。外因是以下三类致癌因子：物理致癌因子（主要指辐射，如紫外线、 X 射线），化学致癌因子（主要指能致癌的各种化学物质，如 亚硝胺、苯、还有尼古丁，香烟中有 20 多种致癌的化学物质），病毒致癌因子（主要指能使细胞发生癌变的病毒，还有其它生物也能使细胞发生癌变，如某些寄生虫）。内因是与癌症有关的两类基因：原癌基因（调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程的基因）；抑癌基因（阻止细胞不正常增殖的基因）。由于原癌基因与抑癌基因的概念很难理解，老师请同学们
12、发挥想象，尝试用生活中的例子描述致癌因子与癌基因的关系。课堂出现短暂的沉默。在教师 的引导、鼓励下，学生的思维开始活跃。一个学生用比较形象的比喻描述了两者之间的关系，他 说：“ 原癌基因好象是汽车的油门，而抑癌基因好象是汽车的刹车”。老师小结：癌症发生的频率其实很小，只有在外因和内因都同 时出现差错时才会导致癌症。（3）癌症的预防对于这个问题，教师从生活入手，请同学们结合自己的生活经验和教材中的资料分析栏目“健康的生活方式与癌” ，联系癌细胞的特征与致癌因子进行讨论，并得出结论。老师提出问题：“什么人患癌症的概率高？”“老年人！”学生很快回答。“为什么老年人患癌症的概率高？”教师问。“抵抗力差
13、”、 “免疫力能力差” 。“还有哪些人患癌症的概率高？” 老师再追问。“常抽烟、喝酒的人！ ”“常在有辐射的地方工作的人！”“常在强的太阳下工作的人！”“常常心情不好的人！”于是老师展示出准备好的表格：生活习惯与癌症 长时间暴晒太阳 皮肤癌腌、熏、辣食物 食道癌 胃癌抽烟 肺癌酗酒 肝癌少吃蔬菜、水果 直肠癌学生阅读教材中的资料分析 栏目。师生一起小结出癌症的预防措施：早发现，早治 疗；远离致癌因子；要有健康的生活方式，例如工作与学习时都不能长时间地坐着，不要 长时间上网，要注意饮食习惯，少吃腌、熏、炸、烤、辣食物，不抽烟、酗酒， 多吃蔬菜、水果，不偏食，心情开朗、多锻炼身体等。4、就一个癌症
14、实例鼻咽癌进行探究为了让学生探究导致癌症的复杂原因，教师特别从学生收集的资料中挑选了俗有“广东癌”之称的鼻咽癌发病率的情况，让大家结合资料探讨有关问题。在这里，问题是由教师提出的。不同人群的鼻咽癌发病率的情况（ 1/10 万）全世界 1 以下 广东中部讲粤语的男性 30-50中国最北方 2-3 泰国人 5四会 男/女 25.1/12.1 中泰混血儿 11中山 男/女 21.7/8.7泰国中国人 16香港 男/女 24.3/10.2（1）鼻咽癌发病率可能与什么因素有关？“与种族有关，黄种人容易患病。 ”“与性别有关，男性比女性容易患病。 ”“与生活习惯有关，抽烟、酗酒的容易患病。 ”“与气候有关
15、，南方比北方容易患病。 ”“与环境污染有关。 ”“与讲粤言有关。 ”教师提出问题后，同学们的回答多种多样。大部分同学能非常快地从表格中提取信息。老师非常赞赏同学们的讨论与归纳，但对于正确与否没有下结论，而是请大家继续讨论。（2）为什么说与种族有关？要确认与种族有关还可以调查哪些数据？“调查东南亚一带的黄种人的鼻咽癌发病率，还可以调查移民到了美国、英国的华侨，与当地人的鼻咽癌发病率进行比较。 ”有同学回答。“很好！据世界五大洲肿瘤发病率一书所收集的资料描述：鼻咽癌好发于黄种人（中国、印度尼西亚、马来西亚、泰国、越南、菲律宾），白种人少见；世界上有些地区鼻咽癌的发病率与移居的种族有关，国外报告鼻咽
16、癌多数病例是华侨 ，美国加利福尼 亚、夏威夷和新加坡的中国人的鼻咽癌发病率远高于其他种族的居民。 这些 资料说明鼻咽癌的发病率有明显种族差异！”老师引用上述资料，对同学们作出表扬，使同学们受到很大的鼓舞，以下的讨论更热烈。（3）鼻咽癌发病率究竟是与性别有关还是只与生活习惯有关？“与性别有关！只与生活习惯有关！都有关！”同学们争执不下，于是老师提醒大家：要用实事来说话；用实验数据来说话，在没有 实验数据前先可提出假 设。“可以让一些女性吸烟，然后把她们与吸烟男性进行对照，以排除性别的干扰。 ”有同学马上就想出了一个方法。“你这个方法在理论上可行，但不知有没有哪位女性志愿做这个实验，请愿意做这个实
17、验的女同学举手！”老师没有马上对这位同学的方法进行评价，而是采取现场测试，但没有一个女同学举手！大家的沉默作了很好的回答。 “有没有更好的实验方法？”老师继续启发道。“直接调查吸烟的男性与不吸烟的男性，以及吸烟的女性和不吸烟的女性四组实验数据，比较他们的鼻咽癌发病率！ ”“非常好！这样就不用 强迫女性朋友吸烟了！ ”同学们大笑。（4）如果要确实与气候有关，还可以调查哪些数据？ “调查移居到北方的南方人，看他们的鼻咽癌发病率是否下降，调查移居到南方的北方人，看他们的鼻咽癌发病率是否上升。 ”老师看同学们的思路很活 跃，于是 继续让大学讨论。（5）如果要证实与环境污染有关，可以调查哪些数据？“同一
18、个地方的农村与城市” 有同学马上回答。“现在珠三角的农村与城市一样环境被污染很严重。 ”老师强调。“应该用环境还比较好的农村与环境被污染的城市进行对比！”有同学补充道。“很好，这样的 实验对比就比较严密了， 这是一个横向对比，还有同学能否说出一个纵向对比”老师一边 表扬一边再进一步提示大家。“应该把现在的发病率和以前的进行年代对比，看以前环境没有被污染的时候和现在的鼻咽癌发病率是否一样。 ”老师对同学们的回答非常满意。至于鼻咽癌发病率与讲粤言是否有关老师请同学们按以上思路去收集数据再分析。5、关注癌症的治疗问题对于这个问题，教师首先让学生了解现行的各种治疗方法及其特点，然后让学生进行角色扮演活
19、动“假如我患了癌症” 。“所有的癌症都是绝症吗？怎样治疗癌症？”老师提示同学们联系癌细胞的特征讨论癌症的治疗方法：手术切除法；化疗法；放疗法。为了让学生更深刻地了解化疗的特点和弊端，老 师提供了一个 图表， 显示正常细胞和癌细胞在化疗后的细胞数量变化情况， 请学生观察化疗 25d 后， 细胞数量如何变化，并思考以下问题：化疗过程中给药剂量加大或给药周期缩短，癌 细 胞都会得到更有效的控制。 临床上是否这样做？为什么？同学们经过分析很快就有了结论：两类细胞在化疗的 25 天内都大大下降，但癌细胞下降得更多。若给药剂量加大或 给药周期缩短，癌 细胞在得到更有效的控制的同 时，正常细胞也被大量杀死。
20、老师接着就引出了癌症的其它治疗方法，如中医治 疗、基因治疗等。关于中医治疗，老师还利用图 片举了灵芝和冬虫夏草的例子。 至此，师生共同解决了许多所关心的问题。对于还没有解决的其它问题，老师为同学们提供了一些网址，请有兴趣的同学课后浏览。通过这节课的学习，在原有的经验基础上，同学们对于癌症、癌细胞有了进一步的认识，知道癌症为什么危害那么大，对付癌症预防比治疗更重要，那么如果真的患上了癌症，该怎么办呢？老师接着安排了一个角色扮演活动：假如我或我身边的人患了癌症，我将怎么办？“假如我身边的人患了癌症，我会尽力帮助他、安慰他、关心他。 ”“假如我患了癌症，我会尽快地完成我没有完成的事，不留一点遗憾。
21、”“假如我患了癌症，我会象海拉一 样捐赠我所有的器官，以供医学研究之用。 ”“假如我患了癌症，我会心情平静地面 对，尽量心情好一点，还适当锻炼身体，增加身体的抵抗力。 ”老师肯定了同学们的想法，但 还是提醒大家，癌症并非都是绝症，随着医学的发展，人们将会找到攻克癌症的办法。6、提出问题留给学生课后思考任何事物都有两面性，癌细胞有不利的一面，也有有利的一面。为了强调这一观点，老师提出了一个课后思考题：在生物工程方面怎样利用癌细胞的特点？（四）教学效果与反思通过本内容的学习，学生了解了癌细胞的特征和危害、致癌因子与致癌原理以及癌症的治疗与预防；培养了学生收集资料的能力、提出问题的能力和应用所学知识
22、解决问题的能力；使学生能做到关爱癌症患者、关心社会和拥有健康的生活方式，远离癌症。在学习本内容的过程中，教师尽可能地以一种平等、民主的师生关系，使学生能在轻松、和谐的氛围中学习。学习所采用的内容多联系生活实际，如鼻咽癌的资料，研究从身边做起，从生活中挖掘出有探究价值的内容，培养学生善于观察、善于思考的习惯。本内容的学习方法具有开放式，且形式多样，有课前收集、有提问、有讨论、有思考与练习、有阅读、有数据分析、有演讲、有课后思考等。从最后“角色扮演”活动情况来看，同学们对癌症依然比较恐惧，情绪比较悲观，说明同学们对本内容的掌握还是不够完全，还处于一个初步的认识阶段，对癌症可防可治领会得还不够深刻。
23、（五）案例点评这个案例是刘闻老师在佛山市高中生物新课程培训会议上承担的一节研究课，它较好地体现了生物新课程所倡导的提高生物科学素养、注重与现实生活的联系及倡导探究性学习等基本理念。从这节课中，我们看到正在教师身上所发生的教学理念上的可喜转变。它体现了以下教学理念：学生不是从教师的灌输中获得知识，而是从教师精心组织的程度不等的学习经历中建构知识；学生的个人学习和生活经验是学习的基础；学习不仅仅是获取知识，还要重视能力的培养和情感态度价值观的养成。从这节课中，我们也看到了教师在实施探究性学习方面的有益探索。从课前收集资料、提出问题，到课中分析问题、解决问题，到进一步提出课后思考的问题，学生带着问题
24、进课堂，又带着问题离开课堂，探究成为了一个密切联系课前、课堂与课后，贯穿学生学习始终的过程。与案例 1 中的实验探究模式不同，这节课采取的教学模式是“参与探究” 。乔伊斯等在教学模式一书中，把科学探究及其训练称为进行推理的艺术，把“参与探究”作为生物科学课程的教学模式来加以讨论，提出“在每一个个案中都涉及到一个生活中真实的科学研究，然而，其中被有意识地安排了一些省略、空白或令人感到奇怪之处，这些等着学生们去把它们填补出来。这种省略可能是一个实验的计划，可能是某一实验中控制某一因素的方法，可能是从所给资料中得出的结论，也可能是用来解释所给资料的一个假设” ，从而使学生处于一种解决实际生物学问题的
25、情境中。事实上，在分子与细胞模块绝大部分的教学内容中，让学生完整地参与科学家的整个探究过程是不现实的，重在思维推理的参与探究可以让学生懂得知识是怎样从对资料的解释中产生的；可以把学生引向一个涉及到方法论并且充满了探究精神的研究过程，从而有助于学生理解科学的本质和科学探究的一般方法。从这节课中，我们还看到教师开始有意识地开发教学资源，体现了新的教材观。除教材资源外，学生的生活经验、学生的调查资料等都成为了教师在课堂上使用的教学资源。教材的教学资源开发意识和能力对于创造性地开展探究式教学是非常重要的。第二节 认识探究性学习的价值通过以上两个案例，我们已经对生物学科中的探究式教学有了一些感性认识。从
26、案例中，我们还可以看到，探究性学习的概念是比较广泛的，探究式教学的形式也是多样的。那么究竟什么样的教学是探究式教学呢？教师能够讲解得很清楚的知识为什么一定要让学生通过某种活动或体验去获得呢？在真正走进新课程时，由于长期以来注重学科知识教学，习惯于纸笔测验，怀疑采用新的学习或教学方式可能弱化知识教学，不利于应试，对于是否应该在生物教学中大力倡导探究性学习，亲身去实践探究式教学的方式，教师和学生心中都存有不少疑惑。因此实施探究式教学之前，有必要清楚地认识探究性学习的形式、本质和教育价值。一、探究性学习的形式探究性学习的形式是多样的，有的具有结构化的程序，从提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得
27、出结论直至表达和交流；有的是非结构化的，其程序根据探究的内容和目标而变化。对于探究形式，刘恩山在中学生物学教学论一书中提出， “在探究学习或探究教学的过程中我们可以根据活动情况把它分为：发现式探究（inquiry by discovery ） ，推理性探究（rational inquiry ）和实验式探究（inquiry by experimentation）三种基本形式” 。发现式探究即常说的发现教学法。在发现式探究中，教师提出开放性的问题，学生以本身观察和经验为基础，在学习情境中通过自己的探索自我发现学习的主要内容。实验式探究是一个完整的实验过程，基本体现科学探究的一般过程，旨在让学生在实
28、验过程中学习。在这种学习过程中，学生必须经历发现问题、辨别变量、形成假设，根据控制变量的原则自行设计实验、执行实验，验证假设，并完成实验报告等一系列过程。推理式探究是“没有动手做”而应用探究方法的探究，它主要是开发学生的批判性思维技能，也有人称之为“思维探究” 。学生通过问题进行思考；直接或间接地观察现象，如教师示范、看视频、阅读等；学生通过疑问和讨论得出或归纳出概念。由于高中许多教学内容是微观的，不可能让学生去亲自实验，因此这种思维探究教学对于学生通过探究自主地建构概念是非常重要的。二、探究性学习的本质探究性学习（inquiry learning）源于科学探究。大量有关探究性学习的定义或解释
29、都是从科学探究的角度出发的，强调了学生在学习中通过模拟科学探究的一般过程，即“提出问题作出假设制定计划实施计划得出结论表达和交流” ，理解科学概念、原则和规则，学习科学探究的方法和技能，并获得情感、态度和价值观的发展。然而探究性学习又不同于科学探究，尽管它们在思想、内容、过程和方法等方面都存在着一致性。英国学者朗特里将探究性学习解释为“学习者不是从他人口头表达中得到一个概念或原则，而是从教师组织的程度不等的学习经历中得出概念或原则” ，换句话说，就是“让学生自己得出概念，而不是把概念灌输给学生” 。我们可以把它视为相对于讲授式教学或接受式学习所作的解释，这个解释更多地揭示了探究性学习的 “学习
30、”本质，而不是 “探究”本质。探究性学习必须满足学生在短时期内学到学科的基本知识和学科的结构，所以探究过程在许多情况下都要被简化。例如，在提出问题这个环节，在大部分的教学活动中，都是由教师提出问题，或由教材提出问题；在制定计划这个环节，常常是由教师和教材来确定研究方法、步骤、所用材料等，这样就省去了学生设计实验的环节。当然，探究性学习中也要给学生提供进行完整科学探究活动的机会，这样的活动虽然要用更多的时间，但对学生体验科学家的探究过程是非常必要的。事实上，最先使用“探究性学习”一词的美国学者施瓦布，是从科学本质和教育特点两方面去界定探究性学习的。他认为，科学的本质是探究，探究过程是连续的。获得
31、结论并不是科学探究的终结，而不过是暂时缓和了矛盾，因为结论只是对特定对象的解释，选择不同的对象会作出不同的解释。科学的结构是不断变化的，学生应该理解科学探究的本质，体验作为探究的学习。他还认为，教学过程也是一种探究的过程，学生在这一过程中自主地探索蕴含在事物中的知识。综上所述，探究性学习源于科学探究的思想、内容、过程和方法，但与科学探究不同的是，它强调的是“学习”本质，是发生在教学系统之中的活动。可以说探究性学习是建立在作为探究的科学和作为探究的教学基础之上的。我们可以把探究性学习视为一个学习过程，也可把它视为一种学习方式或教学方式。三、探究性学习的特征回顾以下有关探究性学习的描述，将有助于我
32、们提炼出探究性学习的特征：探究性学习是指学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取科学知识，并在这个过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方法，形成科学观点、树立科学精神。探究性学习是人们在总结了发现式学习和有意义学习的经验的基础上提出的一种以学生的自主探究为主的学习方式。探究性学习是学生从问题或任务出发，通过形式多样的探究活动，以获得知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式。探究性学习是从学科领域或现实社会生活中选择和确立研究主题，在教学中创设一种类似于科学研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感与态度的
33、发展，特别是探索精神和创新能力发展的学习方式和学习过程。从以上描述中，我们可以发现，作为一种学习或教学方式，探究性学习具有与其他学习方式不同的特征。对于探究性学习，比较多的学者都认同它的自主性、过程性和实践性等特征。参照郑晓蕙主编的生物课程与教学论一书中对研究性学习特点的概括，我们也可以把探究性学习的特征归纳为以下几点：学习目标的全面性，学习内容的开放性，学习过程的自主性，学习形式的多样性。（一）学习目标的全面性在探究性学习过程中，学生不仅获得知识和技能，还发展了能力、培养了情感体验。需要指出的是，不是每一个探究性学习的项目，都可以同时在知识、能力和情感方面达到培养目标，有的探究性项目可能只侧
34、重于某一个方面的学习目标。例如，案例 1 侧重于科学探究技能目标，案例 2 侧重于科学知识和科学思维能力目标，而案例 3 则力图在知识、思维能力和情感态度方面都达到一定的学习目标。探究性学习的目标应该是很灵活的，可以因地因人而异。（二）学习内容的开放性在生物学科的探究性学习中，许多内容都是与学生生活和生产实践密切相关的，例如，案例 1 所使用的探究背景就是一个生产实践问题，而案例 3 所关注的癌症问题则与学生的生活有较强的联系。这些内容所涉及的问题很多，有的可以由教师提出，也有的可以由学生从生活生产中去发现并提出。当然，我们在课堂上不可能研究所有的问题，所以需要对提出的问题进行评价，选择可行性
35、较强的、有价值的问题进行探究。（三）学习过程的自主性在探究性学习中，学生主动地参与到学习过程之中，表现为对学习具有较强的动机和兴趣，具有自我组织、自我调控、自我评价的意识和能力。然而，在目前，课堂上许多探究问题都是由教师提出的，探究计划也基本上是教师设计好了的，这与探究性学习的开放性、自主性有一定的矛盾。如何培养学生的问题意识，激发学生自主地提出问题并开展探究是教学中的一大难点。当然，自主性并非意味着教师放手不管。根据学生参与的自主程度，探究性学习有不同的深度。在刚开始，学生对探究性学习方式还比较陌生的情况下，教师需要扶着学生走一段。在这个过程中，教师可以有意识地在不同的探究活动中从不同的侧面
36、去培养学生各方面的探究能力。当学生熟悉了探究性学习方式之后，教师可以逐渐加大探究活动中学生的自主性。（四）学习形式的多样性从三个案例中，我们已经对探究性学习的形式多样有了一定的认识。比如，学生可以人个独立开展探究，也可以以小组合作的形式开展探究；可以是实验探究，思维探究，也可以是实际调查。教师可以根据具体的教学内容，引导学生采取合适的学习形式。由于种种原因，在实验或调查中，往往会采取小组合作的形式。在目前班额较大的情况下，这种小组合作的形式可能会导致学习中的懒惰者的出现，如何通过一定的组织和评价手段有效地开展小组合作探究性学习，需要我们教师在新课程实施中去探索。四、探究性学习的价值作为普通高中
37、新课程科学学习领域之中的一个科目，生物学科的核心任务就是提高学生的生物科学素养，因此生物学科教学既要重视科学知识的教学，包括基本知识和技能，核心概念及其关系的掌握、迁移和运用，更要重视科学过程和方法的教学，还要重视科学精神、科学态度的养成以及科学价值观的形成。倡导探究性学习是培养和提高学生生物科学素养的最有效的途径。在传统的讲授式教学中，科学知识往往是教师用权威性的、结论性的表述呈现给学生的，它带给学生的信息是：科学是由不可更改的、确定的真理组成的，科学是完美的。在探究性学习中，尝试像科学家一样经历探究的过程，学生就会认识到事实并非如此。科学知识并不是一份关于所观察事物的简单报告，而是从原始材
38、料中尝试性地一点点提练出来的结果；这些原始材料和资料来源于精心设计的观察与实验；这些观察和实验的计划来自于人们遇到的问题，而这些问题转回头来又来自于早期的知识总结；重要的是，科学家也会像其他人一样会犯错误，大部分的科学探究都是与对错误的纠正分不开的；更重要的是，科学知识还会被修改或被新的知识所代替。因此，在探究性学习过程中，学生不仅获取了科学知识，还学会了科学的方法和技能、科学的思维方式，形成了科学观点和科学精神，学生由此而养成的生物科学素养将会使他们终身受益。需要指出的是，在把生物课作为一门科学课来对待时，教师应该认识到生命科学的个性及其蕴含的独特的教育价值。生命科学具有与其他自然科学相同的
39、特征，如遵循基本的物质运动规律，有相似的科学研究方法、相似的哲学思考，这是它们的共性。生命科学也具有自己的学科特征即个性，这首先表现在研究对象的独特性，如生命物质基础的特殊性，生物自然界的多层次性，生命系统的开放性，生命活动中的信息变换及生命自然界是一个复杂的网络。在生命科学研究中人既是主体又是客体。生命科学研究方法也具有独特性，它强调整体的、统计的、随机的、与环境相适应的思想观点，这不同于经典物理学和化学强调的确定的、序列性的、易于量化的、有清晰的起点和终点的思想观点。因此，在生物课探究性学习中，教师应注意让学生体验和领悟复杂的、多元的、不可预测的思想，以培养学生的发散思维和创新能力。探究性
40、学习的价值不仅体现在学生科学素养的培养方面，还体现在对学生学习方式的转变上。高中生物课程标准“倡导探究性学习” ，就是让学生以类似于科学家科学探究活动的方式学习生物学，以期转变学生的学习方式，使学生成为主动参与的学习者，这也是在终身教育的思想观念影响下教育改革的必然趋势。在科学技术飞速发展的今天，我们要教给学生的知识再多，也无法赶上知识更新和激增的速度，因此我们的教育要教学生“学会学习” 。只有认识到这种对学生的发展具有长远影响的教育价值，探究性学习这种方式才会成为教师和学生自主追求的目标。同时，我们也应该思考，对学生的未来发展具有重要教育价值的探究性学习方式，对学生的当前学习是否也具有价值呢
41、？回答是肯定的。探究式教学的原则是“让学生自己得出概念，而不是把概念灌输给学生” ，这符合建构主义的学习理论。这种理论关注学生原有的经验、心理结构和信念，认为客观知识在被个体接受之前，对个体而言是没有意义的，知识只有通过理解进入个体的整体经验之中并成为个体经验的一部分，才能真正地成为个人的知识，同时经验是学生获得知识的基础。用建构主义的理论来阐释探究性学习，我们可以发现，探究性学习强调的自主、探索、合作的学习方式，能够有效地促进学生的有意义的学习。综上所述，无论从生物学科教学的培养目标，学生的未来发展还是从学生的当前学习来看，探究性学习都具有一定的教育价值。探究性学习应该成为学生的常用学习方式
42、，而探究式教学应该成为教师的重要教学方式。第三节 探究式教学的设计与实施从理念上接受探究性学习这种方式后，更重要的是在教学中去加以实践。结合探究性学习的特征，探究式教学的设计和实施一般可按照下图所示的步骤开展。一、分析教学内容和学生情况分析教学内容和学生情况是合理制定教学目标的的前提。教学内容为学生开展探究性学习提供学习背景和资源。课程标准在“具体内容标准”旁给出了“活动建议” ，包括实验、模拟、调查等等，这些都是开展探究式教学的素材。此外，教材中还蕴含着丰富的探究性学习素材，尤其是有关科学史的素材，例如植物生长素的发现历程，需要我们教师去挖掘。分析教学内容主要是分析它是否适合于采取探究性教学
43、的策略，或者说它是否具有探究性，是否能够引导学生思考问题、提出问题并尝试运用科学的方法解决问题。探究性学习是一个动态的学习过程，在这个过程中学生的个人经验会与教学内容相互作用，因而需要针对学生的特点、兴趣和已有的经验进行分析。分析学生情况既是合理制定教学目标的需要，也是教师具体指导探究性学习过程的需要。二、制定探究性学习目标探究性学习具有目标全面性特征，因此在制定教学目标时，要使目标多元化。制定多元化的教学目标不仅要指向知识、能力、情感等各个领域，还要通过对教学内容和学生情况的分析使之具体化。把所有的探究都用同样的目标去表述会使得目标空泛，缺乏对教学的具体导向作用。例如， “培养学生珍爱生命的
44、意识”与“实验结束后能够把鼠妇放回自然环境中” ，两种表述所起的作用显然是不同的。探究性学习还具有学习过程自主性的特征，因此在制定教学目标时，要注意使教学目标富有弹性，以满足学生个性化学习和多样性发展的需要。另外，在教学过程中还要注意目标的生成性。制定探究性学习目标分析教学内容和学生情况设计探究式教学方案组织实施探究式教学评价与反馈三、设计探究式教学方案对教师而言，设计一个具有可行性的探究式教学方案是一个创造性的工作。教师首先要依据科学探究的思想、方法与过程，对教学内容进行再创造，要补充、开发所需要的教学资源。然后要根据学生情况，精心创设探究情境，使之能够激起学生探究的欲望；选择恰当的教学组织
45、形式，使探究过程切合学生的认知水平和已有经验，在教师的引导下自主地、有序地进行。另外，在设计探究式教学方案时，就要考虑如何对学生探究过程和结果进行评价。四、组织实施探究式教学探究有不同的程度，有的探究全程都由学生自主完成，有的探究只有部分由学生完成。在组织实施方面，由于目前班级人数多，课时有限，全程探究延续的时间较长，实施起来比较困难，但它对于学生体会科学探究的全过程仍是非常重要的，因此在一学段中要有计划地选择 12 个合适的内容开展全程性探究性学习，要想办法通过分组、由课外兴趣小组的学生做小老师等方式对实施过程进行有效的指导。部分探究一般可在课堂上完成，然而即使是一个相对简单的探究实验，如探
46、究酶的专一性，也只有精心地组织才能保证课堂教学的效果。在组织实施探究式教学时，教师需要注意个人所扮演的角色。有两种情况是要避免的：一种情况是活动开始后，教师就显得无所事事；一种情况是教师不断地对学生指手划脚，生怕学生做不来或做错了。探究性学习既然是一种动态的学习过程，就应该让学生有一定的自主性，允许出现各种情况包括老师事先没有意想到的情况，允许学生犯错。重要的是，教师能够及时针对探究过程中出现的问题，与学生交流，运用自己的专业知识引导和帮助学生。五、反馈与评价探究不是放任自流，探究要达到一定的目的。因此在探究过程中，教师要重视通过评价手段促进活动的开展和学生的发展。探究既要重视过程，也要重视结
47、果，评价也应该包括过程性评价与结果评价两方面。过程性评价强调评价的反馈、诊断和激励功能，是开展探究性学习的关键步骤之一，也是实施探究性学习的难点。六、附探究式教学设计案例细胞增殖（一） （佛山市第一中学谭根林）（一）设计思路有丝分裂发生于微观世界，过程复杂，相关概念多，难于理解和掌握。高中生物第一册教材中虽配有插图和安排了实验，但无论是图片还是装片呈现给学生的都是一个个静止的图像，学生对有丝分裂的理解容易停留在静态的分割层面，难于在脑海中形成分裂过程本身具有的动态性和连续性。如果在教学中以多媒体辅助，可以将微观变成宏观，将静态变为动态。但若仅停留于此，学生也很难理解有丝分裂过程中复杂变化的原因
48、，很难自己去对知识进行建构和同化。因此，在教学活动中，围绕“有丝分裂过程中如何将载有遗传物质的染色体平均分配到两个子细胞中去”这一主题，安排学生进行各种形式的探究活动，如模拟细胞分裂、观察动画和录像、进行实验和思维推理等等，使学生深刻理解有丝分裂过程中一系列变化的深层原因，从而建构相关的知识。具体的设计思路如下： 过程 具体操作 目标模拟 用模型模拟细胞分裂的过程观察 观察植物细胞有丝分裂动画从宏观上了解分裂过程，探究分裂过程中核膜与染色体的可能变化。使学生对有丝分裂有一个整体的动态的认识，对模拟中提出的假设进行验证。实验 观察植物细胞的有丝分裂实验 从微观上认识植物细胞的有丝分裂过程，进一步
49、对前面的假设进行验证。推理 依次比较植物细胞有丝分裂相邻两个时期的图像 推导出有丝分裂各个时期的特征，形成完整的有丝分裂概念。（二）教学目标1.知识目标知道真核细胞分裂有哪几种方式。能说出细胞周期的概念和细胞周期中每个时期的特点。能识别有丝分裂不同时期的图像，能用曲线表示出染色体、DNA 的规律性变化。2.能力目标提高观察、想象能力和类比、推理等逻辑思维能力。学会制作装片、使用高倍显微镜和进行生物绘图等技能。3.情感态度目标能够用物质是运动的、变化发展的等辩证唯物主义观点认识生命现象。具备实事求是、认真严谨的科学态度。（三）重点、难点及教学策略1.细胞周期和植物细胞有丝分裂的动态变化过程是教学重点。2.细胞周期的概念是难点之一。采用“从多个角度学习同一概念”的策略突破难点，即“教师提供不同细胞的细胞周期持续时间表学生比较得出结论，形成概念教师提供连续分裂细胞的两个细胞周期图学生判断何为一个细胞周期，从而巩固概念学生观察有丝分裂装片，分析哪个时期的细胞多、哪个时期的细胞少及其原因，从而应用概念” 。3.有丝分裂过程中各时期的特点及染色体、DNA 分子、染色单体等的数量变化是难点之二。采用“模拟观察实验推理获得概念”的策略突破
