高中生物探究活动类型及设计策略探讨

高中生物探究活动类型及设计策略探讨

吴诗光

吴诗光（安庆师范学院生命科学系安徽安庆246011）

中图分类号：G633.91文献标识码：A

摘要：提倡探究性学习是《普通高中生物新课程标准》提出的教学理念之一。目前很多高中生物课程开设的探究活动中，无论教师、学生还是学校领导都还存在着一定的问题。本文根据不同的依据，对高中生物探究活动进行了分类，提出了高中生物学探究活动的设计策略。

关键词：探究活动高中生物学分类设计策略

倡导探究式学习作为重要的教学理念已经写进了新颁布的中学生物学课程标准之中。明确提出“倡导探究性学习”、“科学探究作为发现科学事实、揭示科学规律的过程和方法，在科学教育中有重要的意义”、“在教学中，教师应该让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学探究的方法[1]。”为此，高中生物各种版本的教材都设计了多种类型的探究活动内容，为高中生物探究活动的教学提供了材料和线索。就生物学科而言，在教育教学过程中，要把培养学生的科学素质作为重要的教学目标。在生物活动课中，更应该利用活动课的优势、发挥其独特的功能，引导学生进行探究性学习，发展学生的科学探究能力，帮助学生形成终身学习的意识和能力。

一、生物探究活动课的类型

在新教材中，设计了多种类型的科学探究。不同类型的探究活动各有其适用的场合与教育价值。了解不同类型的探究活动分类标准和内容，有助于教师对当前进行的探究活动进行定位，以便更好、更恰当地开展探究活动。探究活动的方式多种多样，为方便教学，利于设计和归纳，本文试图作如下分类。

（一）根据探究的目的划分

1.对科学知识的探究：对科学知识的探究，类似于科学研究的“纯粹基础研究”类型。它是生物学教学中比较重要的、活动次数较多的探究活动。在生物学教学过程中，强调科学探究不能为了探究而探究，也不是任何内容都需要通过探究来完成，而应强调围绕科学的核心概念来进行探究。科学探究活动应该是强调过程和结果同样重要的教育活动。

2.对学科知识应用的探究：通过对学科知识应用的探究，可以巩固和加深所学知识，同时可以使学生认识到科学知识在日常生产和生活中的重要作用，形成运用生物学事实来解决实际问题的意识，了解科学作为重要的生产力对生产和生活的巨大贡献。这种类型的探究活动是针对某个具体学科知识的应用。

3.对科学与技术的整合探究：通过经历科学与技术的整合的探究活动，可以提高学生的技术设计能力和实践能力；可以使学生体验到科学如何通过技术转化为生产力。它追求的是科学与技术的整合，往往不是新知识的获得。其研究成果可以是学术论文、专利、研究报告等形式。

4.进行STS课题研究：学生进行与科学—技术—社会有关的“课题研究”，类似于科学家的“开发研究”[2]。相对而言，它是中学阶段较复杂的科学探究活动。要实现该问题的解决，需要多种知识(包括自然科学、社会科学等知识)、科学方法和技术手段的整合。通过对STS课题的研究，可以使学生认识科学—技术—社会的一体性，可以深刻认识到科学的本质，认识科学与技术、科学技术与社会发展的关系，关注技术对社会经济发展的影响，深刻理解科学技术对社会发展的作用(正负两方面)，从而树立正确的科学价值观，为建立可持续发展的社会做出贡献。

（二）据学生在探究活动主体作用划分

1.引导探究：引导探究是指教师提出实验结构或程序，学生参与“是什么”和“为什么”的探究。例如新教材中的“探究生物膜的透性”、“提取和分离叶绿体色素”等。教师给予的指导越多，探究就越具“引导”性。引导探究比较适用于建立某一特定的科学概念、低年级的学生和难度较高的探究。

2.自主探究：是指学生自主设计和实施实验方案，对“有什么”和“为什么”的解释(假设)的检验的过程，例如教材中“探究影响酶活性的因素”、“探究低温诱导染色体加倍”等。从引导探究到自主探究是一个连续变化的过程，彼此之间并没有绝对的界限。在探究过程中，如果学生在提出问题、处理问题、设计探究方案、总结并交流学习成果等方面自主负责得越多，探究就越“自主”。自主探究能发展学生的认知和科学推理能力，自主探究则比较适用于高年级学生。

3.亲历探究：是指让学生自己在解决具体问题过程中亲历提出问题、建立假说、设计实验、检验假设、得出结论等探究的全过程。由于亲历探究中探究的材料主要来自学生直接搜集，所以又可称之为直接探究。只有在亲历的探究中才能学会探究，所以高中生物学新教材中的探究主要是亲历探究。

4.间接探究：又被称为对探究的探究。它是美国教育家施瓦布倡导的一种科学探究方法[3]。它由教师提供关于科学探究的材料或报告，学生对探究材料或报告进行分析和探讨。学生们讨论材料或报告中所展示的细节，如问题、数据、技术的作用、数据的解释和研究者得出的结论等，阅读其他备择解释，辩论作为研究的基础的假设以及科学探究的其他问题。通过对探究的探究，可以使学生了解到科学知识发生与发展的过程，了解科学家究竟是怎样思考问题和解决问题的，从而使学生更加深刻地理解科学的本质以及科学探究的本质。

（三）根据学生获得信息程度划分

1.发现式探究：是指信息主要是学生通过观察、实验、想象、推理而获得的探究。新教材中发现式探究的设计主要采用设置“探究”栏目的方法。发现式探究主要目的在于培养学生的观察与实验能力和科学探究能力。

2.接受式探究：是指信息由学生主动从现有资料或现有资源(如从图书馆、互联网、科技场馆等)中直接搜集或向有关人士直接询问，所搜集到的信息是现成的探究。接受式探究主要目的是培养学生的信息收集、分析和运用能力。

（四）根据探究活动场所划分

1.课内探究:是指在课堂教学中实施的探究活动。高中生物学新教材中的实验主要是课内探究。但由于课堂时空的限制，有一些探究活动，单靠课内很难完成，需要课内外相互配合。还有的探究，涉及到如调查、考察、采集、较为复杂的制作等活动，只能在课外进行。

2.课外探究:是指在课外实施的探究活动。新教材中设置了“课外实践”栏目，就是为了指导学生开展课外探究。例如学习“基因工程及其应用”时，教材安排了“调查转基因食品的发展现状”的活动，如去超市调查，仔细看食品包装上的标签和说明，看看哪些是转基因食品；去有关部门调查，了解我国转基因食品的研发和推广情况。这个探究活动需要根据假设搜集大量有关转基因食品的资料，而这些工作只能在课外进行，学生只能靠在课外搜集到的资料分析基础上，才能写出研究综述。

二、探究活动的设计策略

不同的探究活动需要不同的探究方式进行探究，但不论哪种探究方式，探究在设计探究活动时都需要先考虑一下设计策略。

（一）紧扣课程标准的要求，以建构知识、发展能力为主要目标

《普通高中生物新课程标准》对科学探究能力提出了11项要求，教材要根据这11项要求来设计相应的探究活动。《普通高中生物新课程标准》的内容标准部分，针对具体教学内容提出了相应的活动建议，这些活动建议是教材中探究活动设计的重要参考，也可以视教学内容的相关性和活动的可行性而做调整。某些探究活动是列在《标准》的具体内容标准中的，这些探究活动是要求每个高中学生必做的，在教材中必须认真落实，如“尝试建立真核细胞的模型”、“研究影响光合作用速率的环境因素”、“观察细胞的有丝分裂并概述其过程”、“搜集生物变异在育种上应用的实例”等[4]。

一项探究活动的设计，应当首先考虑学生通过这项活动建构哪些知识，如何建构这些知识，发展哪些方面的探究能力，确定能力目标侧重点，并在活动方案中提出要求。

（二）与高中生物学教材相衔接

初中生物课程标准实验教材中安排了许多探究活动，关于科学探究的过程、方法和技能，学生已经有一定的基础。因此，高中生物学教材中科学探究活动的设计应当考虑与初中课标教材的衔接问题。例如，关于探究的一般过程(六个环节)：观察法、实验法、调查法等，初中教材中已经介绍，并安排了相应的活动，高中教材应当避免简单重复。

（三）以科学方法为重要线索

以往教科书中实验内容的选取和安排基本是以知识为线索的，往往是先设计好教科书的知识体系乃至详细编写提纲，然后再针对各章节知识内容配上实验。因此，实验基本上是依附于知识内容而存在的，全书实验的安排缺乏科学方法上的整体考虑。换言之，传统教科书知识体系的完整性是以牺牲科学方法体系的完整性为代价的。为避免重蹈覆辙，应当在设计教科书知识体系的同时，设计完整的科学方法体系，然后将两者进行整合，使之形成有机的整体。按课程标准的要求，中学生在生物学课中重点学习科学探究的一般方法。以实验的方法为例，如何选择实验材料、如何设置对照、如何控制实验条件，特别是可变因素，如何设置重复组、如何减少实验误差、如何记录和分析实验数据等，都需要精心设计相应的活动来引导学生学习和领悟。

（四）开放性和引导性相统一

要通过探究活动培养学生的探究能力，就必须给学生充分的动手动脑的机会，要求学生自主提出问题、制订探究方案和实施探究。也就是说，探究活动的编写应给学生的自主性留出较充足的空间。但是，如果探究活动的设计开放性过大，学生可能会茫然无措。因此，还需要适当的引导。比如，通过一定的提示，提供给学生思考问题的线索，或通过一些思考题，使学生在材料的选择或实验设计上得到一定启发等等。

（五）构建合理的能力梯度

学生科学探究能力的培养决不是一蹴而就的，需要经过模仿、练习、独立设计等阶段。因此，教科书中科学探究活动的设计应当具有合理的能力梯度。比如，关于提出问题的能力，学生一开始学习生物学，往往不知道如何提出问题，或者提出的问题可能没有探究价值，这就需要先安排一些给定问题的探究，教科书在给出问题时应当提供一定的问题情境，让学生明白问题的由来。也可以先安排一些简单的问题情景，引导学生自己提出问题；接下来安排的探究活动，可以就具体的问题情境，提出几个问题，让学生从中选择他们最想探究的问题；最后安排由学生独立提出问题的活动。

总之，高中生物课程开设探究活动，是当前我国基础课程改革深化的要求，也是面对知识经济的挑战、全面推进跨世纪素质教育、培养学生创新精神、实践能力的重要举措，这对深化我国的基础教育的改革影响深远、意义重大。尽管新一轮教学改革已经进行了七、八年，提倡探究性学习的教育理念也已经深深的印在教育工作者的脑海里，但随着教学改革的深入，必然还会出现新的问题，还会有很多相关问题需要解决。

参考文献：

[1]刘恩山.普通高中生物课程标准（实验）解读[M].南京：江苏教育出版社.2004，263—265；

[2]周仕东、郑长龙.科学探究活动的类型、功能以及活动方式[J].化学教育，2005，4；

[3]罗玉明、袁维新.解读人教版高中生物学新教材中的科学探[J].生物学教学，2006，9；

[4]赵占良.普通高中生物新课标教材的设计思路[J].课程.教材.教法.2004，12。