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生物教学中学生探究能力的培养研究结题报告
来自  本站    添加时间:2008/11/17 0:00:00

 

生物科  邝丽卿

1、研究的背景

1.1.新课程改革的目标

《纲要》明确指出,改变课程世事过于强调接受学习,死记硬背、机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,培养学生收集和处理信息的能力,获得新知识的能力。分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。

1.2.学校课题的目标

广州市聚德中学是一座有长久历史的学校,特别是在近几年的办学中获得了飞速发展,从薄弱学校到区一级学校以及在2004年升为市一级学校。学校领导在以科研促教的办学思路的指引下,申请了一项国家十五科研课题下的子课题“新课程下学生学习策略和科学思维能力的培养”,旨在通过科研全面提高学生的科学素质。初中生物课程是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程之一,在校课题的前提下,生物科开展了“初中生物教学中学生探究能力的培养”的课题研究。

2、理论研究

2.1.探究学习

美国《国家科学教育标准》中对科学探究就是这样表述的:“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。”

2.2.探究学习的特征

美国国家研究理事会2000年组织编写出版了一本专著,对科学探究式教与学的重要问题进行了比较系统、比较有说服力的阐述,其中,将探究式学习的基本特征概括为如下伍个方面的内容。

2.2.1.学习者围绕科学性问题展开探究活动

所谓科学问题是针对客观世界中的物体、生物体和事件提出的,问题要与学生必雪的科学概念相联系,并且能够引发他们进行实验研究,导致收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。在课堂上,一个有难度但又让能尝到国事、足以引发探究的问题,能激发学生的求知欲望,并能引发出另一些问题。

2.2.2.学习者获得可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据

在课堂探究活动中,学生需要运用证据对科学现象做出解释。学生对动植物、岩石进行观察并祥细记录他们的特征;对温度、距离、时间进行测量并仔细记录数据;对化学反应和月相进行观测并绘制图表说明他们的变化情况。同时,学生也可以从教师、教材、网络或其他地方获取证据对他们的探究进行补充。

2.2.3.学习者根据事实证据形成解释,对科学性问题做出回答

解释是将所观察到的与已有知识联系起来学习新知识的方法。因此,解释要超越现有知识,提出新的见解。对于科学界,这意味着知识的增长;对于学生,这意味对现有理解的更新。两种情况的结果都能产生新的认识。例如:不同条件下植物的生长状况不同的原因以及饮食与健康的关系等问题。

2.2.4.学习者通过比较其他可能的解释,特别是那些体现出科学性理解的解释,来评价他们自己的解释

核查不同的解释就要学生参与讨论,比较各自的结果,或者与教师、教材提供的结论相比较以检查学生自己提出的结论是否正确。这一特征的一个根本要素是保证学生在他自己的结论与适合他们发展水平的科学知识之间建立联系。也就是说,学生的解释最后应与当前广泛为人们所承认的科学知识水平相一致。

2.2.5.学习这要交流和论证他们所提出的解释

在课堂上,学生公布他们的解释,是别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有波于事实证据的地方,或者就相同的观察提出不同的解释。学生之间相互讨论各自问题的解释,能够引发新的问题,有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。最终,学生能解决彼此观点中的矛盾,巩固已试验为基础的论证。

2.3.探究教学

探究教学不直接把构成教学目标的有关概念和认知策略直接告诉学生,取而代之,教师创造一种智力和社会交往环境,让学生通过探索发现有利于开展这种探索的学科内容要素和认知策略。

这种教学的基本原则是:由学生自己亲自制定获取知识的计划,能使学科内容有更强的内在联系、更容易理解,教学任务有利于激发内在动机,学生认知策略自然获得发展。同时,在这个过程中学生还认识到能力和知识时刻变得,从而把学习过程看作是发展的,他既要以现有的学习方法为基础,又要将其不断地加以改进。

2.4.探究教学与探究能力

探索自然不仅需要有关的科学知识,更需要有探索自然的方法和能力。探究教学则把科学知识与科学方法相结合,在掌握知识的基础上发展学生的观察能力、建立假设的能力、推测和预测的能力、交流结果的能力等,即增进学生对科学探究的理解,发展进行科学探究的能力。

3、             研究过程

3.1.本课题研究的目的

在新课标下力图改变学生的学习方式,倡导探究性学习,培养学生在学习过程中的主动性、积极性和创造性,发展学生的主动探究精神;培养学生的科学意识和科学思维方法,提高其发现、提出问题,研究、解决问题的创新意识与学习能力;并使学生的社会责任感、团结合作精神得到培养和提高。

观察活动——学生能采用正确的观察方法(观察的顺序、比较观察的方法),能客观如实的表述观察结果。
  资料分析——学生能通过图片、文字、数据、音像资料、网络资源等得到探究的线索和依据。
  实验活动——学生能独立利用身边的材料设计探究假设的实验方案,能科学地运用对照实验的思路,能按照实验计划准备实验材料并有步骤地进行实验,能实事求是地记录和收集数据,能分析实验数据的相关性。
  调查活动——学生能走出课堂到大自然和社会中去,就某个与生物学有关的问题进行调查并有针对性的获得相应资料,并分析得到自己的结论。

 

32.研究的内容:

321.探究性教学模式的研究。在探究性教学实施的过程中,教师应不断学习新的理论,探索新的方法,逐步形成适合初中生物教学的探究性教学模式。

322.学生科学思维的研究。在探究性教学实施的过程中,通过探究性学习和生物学科课程的整合,探索培养学生形成科学学习方法,科学思维能力的新途径。

323.学生探究能力的培养。通过探究性学习培养学生的观察能力、设计探究实验的能力、收集、分析、处理信息的能力。

324.探究性教学对学生的学习兴趣和素质的影响的研究。探究性教学的实施将会占用学生一定的课外时间,对学生的课余生活也会带来一定的影响,在本研究的实施过程中,注意收集各种资料,了解和研究这种影响的性质和影响程度。

 

3.3.本课题研究的方法

331.文献法  学习探究性教学理论,借鉴其他学校的成功经验,用于研究的准备阶段和实施阶段。

332.行动研究法  本课题以科学心理学与现代教学论为指导,强调理论与实践相结合,定性研究与定量研究相结合,以行动研究结合学科实验研究为主要方法,调查、心理测试、理论与文献分析为辅助方法,对课题涉及的内容分层次、分阶段进行深入研究,

并通过实践形成自己的观点、方法和理论,同时通过实施方案前后学生成绩等数据的对比,实验班和对照班的对比,研究本方案的实施对学生学习等方面的影响。用于实验的准备阶段和总结阶段。用于研究的实施阶段和总结阶段。

333.调查法  运用随机抽样的方法,通过问卷、谈话等形式,了解本方案的实施对学生的学习习惯、学习方法、科学思维等方面的影响;了解学生参与本研究活动的情况。用于研究的各阶段。

 

3.4.本课题施加的因素

以初一(1)、(5)、(8)班为实验班,其余的各班为对照班。主要通过以小组为单位进行合作学习,共同设计、开展不同的探究性实验,并收集、分析、处理有关资料,体验科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径之一,意识到科学探究既需要观察、实验、调查,又需要进行推理和判断, 从而培养学生的科学探究能力。

 

3.5.探究教学的课堂教学模式

在探究教学实践经验的基础上,为发展学生的探究能力,培养其科学态度及精神,我生物科在以下几个探索教学模式进行探索性的教学试验。

3.5.1.学习环模式:描述性的观察---诱导的以及假设---推理的学习环

各类学习环之间的差别在于学生以描述性方式收集资料或者观察的方式验证另一个解释时的程度不同。在运用描述性学习环时,学生观察自然现象,确定研究方法以及寻找另外相似的方法。观察---诱导学习环要求学生对现象作出解释,这样就可以使学生表达错误观念,并为对话和争论提供了机会,假设---推理学习环要求学生对有替代性解释的现象作出明确的解释。

3.5.1.1课例一:新教材生物八年级下册第三节生物进化的原因关于自然选择这一概念的探究教学

首先进行一个实验:模拟保护色的形成过程。被引导的学生像在寻找昆虫的小鸟,而那些“昆虫”早已被撒在布置好的布上。这样一来,参与其中,只能使概念和思想成为课程目标的基础。在探究的过程中,教师也可以使学生的理解和背景与教学目标相联系。允许学生接触物体或体验事件以激发他们对概念或原理的思考。然后教师用自然界中自然选择的调查数据来说明。学生被要求对昆虫的消费模式作出解释,也就是说,为什么红色昆虫较之绿色昆虫更容易被吃掉。这里,教师提供了“自然选择”和“进化”两个术语。在接下的运用阶段,要求学生将所学到的概念知识和技巧应用到其他情景中。教学目标在于使学生将思想归纳或运用于其他来解释和新概念的例子。教师鼓励学生寻找用以说明他们所发现的概念的例子。这一阶段准许学生对他们所学的知识进行归纳,以此强化所探索的新知识。

 

表一:昆虫的消费量

种类

每一组被吃掉的数量

被吃掉的总数

剩余百分率

红色

63

88

151

24

绿色

21

34

55

72

 

3.5.2.5E教学模式:吸引---探索---解释---加工---评价

吸引阶段的教学目的在于引出教学任务,将学生的注意力吸引到学习任务中来。提问、解释问题以及展示相互的事件都是吸引学生使他们把注意力集中到学习任务中去的方法。教师的任务在于展示情景并使教学任务明确起来。探索阶段给学生提供了确认、发展当前的概念、过程以及技巧的经验基础。探索活动的目的在于为以后教师正是引入概念、程序或技巧提供经验。解释阶段将学生的注意力集中在吸引和探索经验的一个具体方面,并给他们提供了解释说明自己的观念、理解、加工技巧的运用程度,同时也给了他们表明自己的态度的机会。加工阶段的主要目的在于通过质疑、傅锡、新的活动、实践等活动挑并扩展学生对概念的理解和技巧。通过给学生提供新的经验,使学生形成更深刻、更广泛的理解、获得更丰富的信息以及恰当的技巧。评价阶段的主要目的在于鼓励学生评价自己的理解力和能力,同时也为教师提供评价学生达成教学目标的程度的机会。教师运用正是和非正式的程序来评估学生的观念、态度积技巧。学生则得以检验他们在新情景下的解释、行为及态度。

3.5.2.1:课例:“空气质量与健康”

 

3.5.3.萨其曼的探究训练模式教学模式:展示问题---假设和收集资料---提出新的假设、重新开始收集资料---得出结论---对探究模式和探究型进行分析。

问题是萨奇曼探究训练模式的核心概念,整个探究活动围绕问题而展开,也因问题得出结论而结束。问题的设计和战士,关系到整个训练能否可以顺利展开,也关系到能否达到目的。一个适合探究的问题至少必须是一个学生进行解释并且能够为学生所解释的问题和必须能激发学生的好奇心和探究欲望。假设和收集资料这一循环过程是萨奇曼探究模式最重要的一环,前面所述及的过程目的,即培养学生探究和思维能力,主要是通过这一循环来实现。因此如何最大限度地发展学生的思维技能,提高学生的探究能力是收集资料所因遵循的原则。根据这一原则,可提出收集资料和策略如下:学生提出只能用“是”或“不是”做出回答来收集资料;学生所提出问题必须是通过独立观察可以得到答案的;教师一旦点名要求学生提问,他可以尽可能地提出问题直到他放弃发言为止;应鼓励学生尽可能地共同工作。

3.5.3.1.课例:生态系统

 

3.5.4.施瓦布的生物科学探究模式:确定研究对象和方法重点---学生构建问题---推测问题症结---解决问题。

3.5.4.1.课例:种子萌发的条件

 

3.5.5.社会探究模式:定向---假说---定义---引申---求证---概括

社会探究模式的主要目的是教给学生怎样对重大的社会问题进行思考。通过真实的探究过程,学生应学会给这些问题定义,学会和别人一起用不同的视角看待这些问题,以及在尽可能多的数据的基础上进行总结。教给学生对社会事务探究的能力、积极能动地参与社会行动的精神和能力。

3.5.5.课例:调查绿色食品

 

3.6.探究式学习的组织形式

 

3.6.1在生物教学中最常见的形式是小组合作探究

一般由2-5人组成小组进行合作探究,各成员有各自的独立的任务,既有分工,又有合作,各展所长,协作互补,但在分组的情况下,也会出现积极参加者,消极被动甚至偷懒者,因此,在教学策略上应有计划地将他们进行配搭,把小组成员编为A、B、C、D……在不同探究活动中承担不同任务,如操作员、设计员、记录员、报告员等角色,经过一段时间,小组的组成也可重新编排,以利于不同学生的相互了解,相互合作,共同发展。

 

3.6.2 个人独立探究

由老师先向全班布置开放性探究任务,由每个学生自主选择题目,并各自相对独立地开展探究活动。

 

3.6.3 个人探究与全班集体讨论相结合的形式

可以全班围绕同一个探究主题,各自搜集材料,开展探究活动取得结论或形成观点,再通过集体讨论、交流,由此推动各自在各基础上的深化探究,进一步形成各自的结论或报告、论文。

 

3.7.探究性学习的评价体系

 

项目

 

 

成绩

 

姓名

生物学知识

生物学技能

情感态度价值观

学生个性展示

课堂

作业

单元

期中

期终

实验课表现

实验报告

实验课表现

实验报告

课堂表现

作业情况

活动情况

其他情况

 

张三

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

李四

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

陈五

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                               

学生学习过程评价表                          月份

 

终结性评价方面  

在每个学期末将进行统一的终结性评价。七年级学生考核内容如以下表格所示:

序号

考核内容

占分比例

考试形式

1

生物学基础知识

60%

闭卷、笔试

2

显微镜使用、装片制作、绘图技能

20%

集中进行实验操作考核

3

植物蜡叶标本制作

10%

成果收集、展示、观摩、评选

4

学生解剖能力考核

10%

集中进行实验操作考核

八年级学生考核内容如以下表格所示:

序号

考核内容

占分比例

考试形式

1

生物学基础知识

60%

闭卷、笔试

2

学生探究能力的发展

20%

参与探究实验,写一份探究报告。

3

标本或模型制作

20%

完成一项作品,在校内展示与交流。

探究性研究过程量化表:

说明:所有加分填入备注栏。其中每一栏中不符合为0分,部分符合为1分,完全符合为2分。

 

 

评价内容

自我评价

(对照项目评价)

协作者评价

(判断评价是否正确)

教师评价

(判断评价是否正确)

加分

(教师审核)

研究主题有新颖性、创造性(2分)特别新颖的主题,教师决定是否加2分

2

2

2

2

为提出主题查阅资料。有比较多的资料(2分)。长时间收集到很多资料,并提供给同学加2分。

2

2

 

2

找到合适的协作者(2分),(不同班别加1分。不同年级加2分)

2

 

 

2

确定主题前充分与协作者协商

2

2

 

 

设计了初步的研究计划(2分),有详细计划的教师决定加分(2分)。

2

2

 

2

收集相关资料,使用手段多样性(2分)。

其中使用网络、图书、电视等三种以上手段再加2分。

2

2

2

2

是否较多地,有效地了解了相关资料。(2分)

2

2

 

 

是否针对主题进行反复讨论(2分)。留有讨论纪录的再加2分。

2

2

 

2

是否根据讨论内容对研究的方向进行过合理的修改。(2分)

2

2

 

 

形成了研究成果或新的观点(2分)。

2

2

2

 

与协作者分工合理。承当了主要任务,合作愉快(2分)。如有承当与完成任务的纪录再加2分。

2

2

 

2

是否根据实情合理地修订研究计划。(2分)

2

2

 

 

完成了对主题研究成果的交流活动(2分)。

2

2

2

 

在媒体班板报、校报发表与展示(2分)。利用网络或者在校外发表再加2分。

2

2

2

2

有继续的研究计划(2分)

2

2

2

 

总结

30分

28分

12分

16分

其中72—86分评为超级优秀,55-71分为优,38—55分为良,38分以下尚需努力。

 

 

3.8.实验结果:

3.8.1.初二生物全市统考成绩

2004学年度初中三年级下学期期末考试成绩统计表

级长:欧阳娟     考试时间:2005年6月

 

 

 

生物

总分

平均分

及格率

优率

+%

与级均分差

名次

教师

合计数

平均值

名次

二(1)

76.7

87

67

3

1.93

杨小青

76.7

76.7

二(2)

67

75

20

-10

-7.77

杨小青

67

67

二(4)

84.85

100

78

13

10.08

谢海卿

84.85

84.85

二(5)

87.65

100

82

17

12.88

谢海卿

87.65

87.65

二(7)

71

78

44

-5

-3.77

邝丽卿

71

71

二(8)

64.58

71

40

-14

-10.19

邝丽卿

64.58

64.58

从上表可以得出:实验班的考试成绩均高于对照班。可见,在课堂上开展探究式教学确实使可以提高学生的学习成绩。(初二(1)(5)(7)班为实验班,初二(2)(4)(8)班为对照班)

3.8.2.学生开放性作业获奖情况:

我校学生在参加区的开放性作业的评奖中,有多名的学生获得了一、二、三等奖的好成绩。

3.8.3.学生的探究性论文获奖情况:

我校的龙宇江、陈卓斌、潘耀毅三位同学撰写的论文“不完整花生种子能否萌发及其生长状况初探”在广州市二十一届科技创新大赛中获得一等奖的好成绩。“课室清洁后真的干净吗?”获得海珠区二十一届科技创新大赛中获得二等奖的好成绩。

3.8.4.教师撰写的论文和课例

在实验的期间,我生物科的三位老师分别下面的论文和课例:

谢海卿老师:“探究性学习”实施策略初探

杨小青老师:培养初中学生实验设计能力的研究

邝丽卿老师:新课标下生物教学的评价

课例:1、生态系统   2、鸟适于空中飞行的特点    3、空气质量与健康

      4、种子萌发的条件

3.9.讨论与反思:

在生物科学探究活动中,教师组织和指导探究活动的速度要快慢缓急适中得体,让学生容易接受。对不同的班级、同一班级的不同学生要不同对待。初一学生刚接触探究活动,兴奋而新奇,但他们的认知水平和操作技能都很有限,如果探究活动过快,学生对所探究的问题及探究过程只是匆匆而过,无法静思默想,无法完成信息的收集,就难有深刻的印象。因此在设计和组织科学探究活动时,要适当考虑学生实际情况,放慢速度。要留给学生小组交流的空间,让他们充分进行思考→倾听→发言→再倾听→思索→表达的思维训练。要留给学生活动的空间,探究活动为避免想当然的成分,教师应以丰厚的知识从多角度启迪学生,教给他们方法、策略,让他们有自由展现的时间,体会和体验科学探究中的发明发现的基本程序和过程。要留给学生总结评价的空间,最大限度地给学生评价的机会,让他们发表自己的见解并被认可,会使学生因愉快而产生积极心理体验,获得成功感,以更大的热情投入科学探究活动中,这更有利于培养学生科学探究的理念。
 

参考文献:

1.汪忠、刘恩山   生物课程标准解读(实验稿)北京师范大学2002年5月

2.卢建筠  高中新课程教学策略  广东教育出版社2004年5月

3.勒玉乐  探究教学的学习与辅导  中国人事出版社 2002年8 月