逍遥学能 2014-05-17 09:54
摘要：生物学科的研究性学习可以在二个层面上展开：一是立足课堂，将课堂教学转变成学生自主探索的过程；二是积极开拓，向课外延伸，确定专题研究培养学生自主学习能力。
关键词：中学生物学 研究性学习
研究性学习（project learning）已成为世界教育改革发展的一种趋势，我国教育部门将研究性学习列为中小学课程改革的一项重要内容，顺应了这种发展的趋势。研究性学习作为培养学生乃至教师的创新精神和实践能力的一个重要途径和载体，已成为许多学校及教师关注、研究的对象。
从本质上讲，开展研究性学习就是为了改变学生被动接受知识的学习方式，为学生构建一种开放的学习大环境，培养学生自主获取知识的能力和创新精神，使他们养成主动学习的习惯，为他们今后的可持续发展打下基础。基于上述考虑，生物学科的研究性学习可在二个层面上展开。
1.立足课堂，将课堂教学转变成学生自主探索过程。
由于课时的限制，作为课程的研究性学习不可能将生物学问题作为唯一研究对象，因此，我们应立足于生物学科的课堂教学，把课堂教学转变成学生自主探索的过程。课堂教学是学校的主要教学途径，也是开展研究性学习的基础，有人认为研究性学习就是课题研究、就是搞课外活动，这种认识是不全面的，其实任何课堂教学都带有研究的成分，教师应转变观念，深入钻研教材，匠心独运，精心设计教学过程，和学生一起畅游于知识长河，去经历前人探索知识的艰难历程。
1．1 展示知识发生过程，让学生追寻科学研究本身的轨迹，体验科学家如何进行研究，从而自己构建知识体系。
例1：光合作用是高中生物学的重要内容，课本从学生初中所学内容入手，简略介绍了光合作用的研究过程，再转入内容教学。我则加以补充：从1648年，荷兰内科医生赫尔蒙特的实验入手，介绍他只用雨水浇灌柳树，5年后柳树增重不少，土壤仅减轻2英两。他据此认为柳树重量的增加，主要来自水。1772年普里斯特利利用小鼠、绿色植物、蜡烛和密闭容器证明了植物能释放氧气。1778年豪斯进一步证明，上述情况只有植物的绿色部分在光照下才有可能。1782年瑞士的一位牧师塞尼比尔发现植物的碳来自大气中CO2，于是他武断地推测CO2吸收后被分解，碳进入植物的有机物中，而氧被释放。美国微生物学家范尼尔通过研究紫硫细菌的光合作用，发现紫硫细菌利用H2S和CO2不生成氧，而是硫，他间接推导出光合作用释放的氧来自于水而非CO2。1941年，美国科学家鲁宾用含0.85%18O2的水作原料,发现释放出的氧气中18O2比例也为0.85%而非普遍水中的0.20%。这就直接证明了光合作用释放的氧气来自于水，而非CO2。这段科学史有助于学生了解光合作用知识的来龙去脉，经历人类探索光合作用的漫长过程。结果证明补充这些知识非但不增加学生负担，反而使学生兴趣陡增，理解深刻，享受了研究的快乐，相关知识点掌握得也非常牢固。
研究性学习是一种开放性学习，它着重于培养学生的创新精神和探索精神，在课堂教学中我们应该适应形势，设置一些开放性的问题，培养学生发散性思维和辐合性思维，以提高他们思维的品质。
例2：在总复习阶段，我提出一个研究性问题，如何提高农作物产量，这道题目没有标准答案，给学生思维提供了驰骋的空间，学生真正作为学习的主体去研究，想象能力和潜能极大发挥，在有限的课堂时间内学生归纳出如下方面：从内因看可改良品种，改良品种可以用到杂交育种，诱变育种，单倍体育种，多倍体育种等，从外因看可以改善光照，水分，土壤，温度，矿物质等，每一项内容又可以具体展开，学生思考的内容是发散的，但思考的方向却又是辐合的，它指向于提高农作物产量这个中心，在此过程中，发散思维强调学生去主动寻找问题“一解”之外的答案，强调思维活动的灵活和知识的迁移，辐合思维强调学生找到对问题的“正确答案”，强调思维活动的记忆作用，二者不可偏废。
1．2 设置问题情境，引导学生探究知识。教学中我们往往忽视结论的研究过程，某些结论的得出缺乏思辩的过程，要让学生真正进入研究之门，就要暴露思维的过程。
例3：DDT选择果蝇耐药性实验。在学习达尔文进化论时，许多学生无法理解农药对害虫抗药性增强仅起选择的作用。我先抛出问题：如何设计实验证明农药对害虫抗药性增强仅起选择的作用？再介绍如下经典实验：饲养果蝇，每只瓶中只放一雌一雄，繁育一个同父同母的家系，如此繁育几十个家系。第一家系，即同父同母的兄弟姊妹，都分成两半，分养两只瓶，。一只瓶中放一片有DDT的玻璃片，另一只瓶中不放玻璃片。如果某一家系，在放玻璃片的那一半中死亡率大，这整个家系（两只瓶）全部淘汰不要；如果某一家系中，放玻璃片的一半死亡率低，那就把未放玻璃片的一半留下作种，仍旧放一雌一雄交配，分别繁育几十个家系。如此一代一代，每代每个家系都分成两半，一半用药剂处理，以测定其抵抗力，这一半家系抵抗力测定的结果作为未受药剂处理那另一半选留的根据。如此一代代选择，十多代后，也能选出抵抗力比原来品系增加几百倍的家系。实验最后，我再设置二个问题：果蝇抗药性从何而来？DDT起何作用？学生的情绪顿时高涨起来，他们热烈地讨论起来，最后得出结论：果蝇抗药性是基因突变的结果，突变是不定向的，DDT起了选择作用，选择是定向的，DDT选择了产生抗DDT基因突变的果蝇，这种突变逐代积累，便使果蝇抗药性大幅度提高。可以说好的问题营造了研究的氛围，制造了思维的机会，只要教师做有心人，课堂就能成为研究性学习的实验室。
2.积极开拓，确定专题研究培养学生自主学习能力
课堂教学的时间是有限的，教师除了立足于课堂，深入挖掘教材外还可以将研究性学习向课外延伸，向研究性课程延伸，进行生物学专题研究，我们主要在二个方面进行：
2．1 认真实施教材指定研究性课题，使研究性学习得到普及、落到实处。
人们的学习活动有三种形式，一是接受学习，二是发现学习，三是体验学习。体验学习是指人们在实践活动过程中，在情感、行为的支配下，通过反复观察、尝试，最终构建新的知识的过程，它所追求的是在潜移默化中实现认识的积累和更新。新教材设计并安排了几项研究性课题，这些都是体验学习的研究内容和有效手段，教师作为研究性学习的组织者、参与者、指导者，要对整个过程作精心安排和认真指导，引导学生亲身体验社会中的生物学以及生物学发展对社会的影响。
例4：调查媒体对生物科学技术发展的报道课题。该课题是学生在高二学习生物学接触到的第一个研究性课题，我们在开学初就把该课题的详细要求分发给学生，包括调查方法，统计方法，分析方法，作业评价等。每个学生确定一种媒体为调查对象，规定如调查报纸则以半年的报纸为一个单位，杂志则以一年为一个单位，网络不限时间，要求每个人一个月后通过E-mail呈交800字以上的调查作业。在这一个月中，学生的压力转化为学习的动力，学校图书馆，网络中心到处是他们忙碌的身影，许多学生还利用双休日到市图书馆，书店查阅资料，教师则利用网络和学生进行在线交流和指导，培养学生利用网络获取信息的能力，对能力较差的学生则深入教室面对面交流，一个月后，教师的电子信箱被塞满了。教师给予每个同学很高的评价，并从中挑选部分优秀作业要求学生进一步修改拷到软盘上，二周后，在全校性的学生论坛上，面对上千名听众，被挑选出的同学用多媒体展示了他们的学习成果，翔实的数据，精彩的画面，流畅的表达，赢得了阵阵掌声。生物科学技术突飞猛进的发展给学生留下深刻印象，它对人类社会的贡献使学生进一步确信“科学技术是第一生产力”。
例5：、环境调查。教材将环境调查安排于第二学期，由于临近会考，学生无法集中精力将此课题做好，我们将此课题移到第一学期进行，为了培养学生合作精神，我们要求该课题以小组为单位进行，教师和学生一起平等商讨课题的价值、科学性和可行性，从学生身边实际出发，商讨调查对象，调查方法，和详细研究方案。
近几年，我校师生在环境调查中，足迹遍布无锡城乡各处，调查对象涉及无锡的空气，水质，噪声，生活垃圾，古树名木，野生动物，工业废弃物等，调查手段不断更新，我们借用了噪声仪、水质分析仪、酸雨测定器等，使研究性学习科技含量不断提高，调查报告共有30多篇获全国，省，市青少年生物与环境科技活动奖，我校学生代表江苏省参加了全国青少年生物与环境科技活动成果展。环境调查已成为我校环境教育的重要组成内容，在绿色学校验收时成为一个亮点，《在环境调查中培养学生的创新能力》发表于《环境导报》，长达二万字的《调查我们周围的环境》科技活动方案获全国一等奖，并入选全国青少年科技活动方案库。
2．2 积极开展课外研究性学习，使研究性学习向纵深发展。课外研究性学习更突出了学生的主体性，是他们真正的兴趣所在，教师应积极引导，使课外研究性学习成为培养学生创新精神和实践能力的又一重要途径。
例6：1999年广东高考题出来后，许多学生对生命起源学说产生了浓厚的兴趣，我就组织了学生进行课外专题研究，指导学生翻阅了大量专业书籍，从网络上下载了相关资料，对生命起源的几种代表学说（特创论、活力论、自生论、生生论、天外胚种论等）从以下几个方面进行了专题研究：学说主要观点，代表人物，实例，缺陷等。学生的学习潜能被大大激发，有个学生长期订阅《飞蝶探索》，是个UFO谜，他对天外胚种论尤其感兴趣，洋洋洒洒写了二千多字的文章，文中既有严密的逻辑推理，又有大胆的推测和想象，有许多知识是一般人闻所未闻的，为鼓励学生，展示他们学习成果，我指导学生自由组队，进行了一次辩论会，同学们唇枪舌剑，针锋相对，捍护自己的观点，辩驳他方的学说，虽然谁也没有说服谁，但他们知道了如何立论，如何提出假说，如何收集材料证明假说，他们体验了一次理论研究的历程。
例7：有一位学生观察能力特强，他仔细观察发现秋天在路灯下的树叶比其他树叶黄得晚、落叶也晚，这个问题对老师来说很简单，但我没有简单地把答案告诉他，而是要求他自己寻求答案，出乎我的意料之外，他不仅寻得了答案，而且还写出了论文《论光对生物的影响》，把光对生物方面的影响进行了系统的归纳和整理，并且涉及了光敏术、长短日植物开花机理等大学内容。今年他走出高考试场，高兴地对我说，高考考到了麻类植物南种北移以提高产量的问题，他庆幸自己通过研究性学习在平时已解决了这道难题。
需要说明的是，研究性学习必须同接受性学习相结合，该讲授的还要讲授，适合学生研究的问题就让学生通过不同方式来解决，只有这样才能充分发挥研究性学习的优势。
参考文献
[1]王荐 .把生命科学史引入中学生物学教学 .课程教材教法，2002，(1).
[2]刘祖洞. 遗传学(下). 高等教育出版社, 1991,339.
[3]林崇德. 思维品质发展研究 . 中国人文社会科学博士硕士文库教育学卷 浙江教育出版社,1999,505.
[4]冯新瑞. 研究性学习在学科教学中应用的探讨. 课程教材教法，2002，(5).