高中生物研究性學習探討

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高中生物研究性學習探討:高中生物研究性學習能力的培養

研究性學習是高中生物教學的發展方向，《普通高中生物課程標準》關于課程的基本理念明確提出：提高生物科學素養、倡導探究性學習、注重與現實生活的聯系。所謂研究性學習，就是在教學過程中創設一種類似科學研究的情境或途徑，讓學生在教師引導下，從學習、生活、生產及社會生活中選擇和確定研究專題，用類似科學研究的方式，主動地去探索、發現和體驗。同時，學會對信息進行收集、分析和判斷，去獲取知識、應用知識、解決問題，從而增強思考力和創造力，培養創新精神和實踐能力。

當今，普通高中學校普遍開展的研究性學習就是把倡導探究性學習具體化，在研究性學習活動中引導學生參與探究過程，勤于動手和動腦，培養學生各方面的能力，特別是在培養創新精神和實踐能力。但在研究性學習活動過程中又會遇到許多問題：教學改革的相關理論和教學實例如何與具體的研究性學習相結合；流于形式還是重在學生能力的培養；怎樣把研究性學習與課程教學相結合，充分發揮生物學科的資源優勢搞好研究性學習。針對以上問題，我們成立了《高中生物研究性學習能力的培養》課題組，本課題組成員都在一線從事高中生物學科的教學，大家都熱愛自已所從事的教學工作，響應與倡導新課改的精神，如何通過研究性學習來培養學生的探究能力。課題組一方面加強理論學習，另一方面不斷進行實踐探究，探索培養學生研究性學習能力的方法與途徑。

一、加強學習，領會研究性學習的意義。

第二次課程改革是20世紀50～60年代，以布魯納為代表的教育改革家發起的在短時間內提高美國人的智力水平與創造性的教育改革運動，出發點是提高美國的科技水平。如今課程改革之風已吹遍世界各地，注重學生能力的培養與創造性的培養已形成共識；我國教育的根本問題在哪里呢?過去過于重視應試教育而忽視學生素質的培養，忽視能力的培養，學生的創造力沒有得到開發。而高中生物是一門實踐性很強的科學，可以充分利用生活中的課程資源培養學生的研究性學習能力。

新課程教學改革堅持以學生為本，為了學生的一切，為了一切的學生，在教學中注重學生是學習的主體，做到重教學過程，重教學體驗與教學探究，培養學生的能力與創造性。開展“高中生物研究性學習能力的培養”的研究，一方面有助于教師轉變教學觀念，掌握新的教學方法，適應新課程改革的要求，從而提高自己的教育教學水平；另一方面，通過對學生進行科學態度、科學精神，特別是發現問題、提出問題、歸納與分析問題、解決問題能力的培養，有利于提高學生的創新精神和實踐能力，提高學生的主體性、動手能力、團隊協作能力；實現學生學習方式的轉變，全面提高學生的素質。

二、培養學生研究性學習能力的方法與途徑。

(一)結合課堂教學開展研究性學習

課堂是普通高中教育教學的主陣地，培養學生研究性學習能力離不開課堂教學，這就要求生物教師必須在日常的課堂教學中開展研究性學習，落實對學生研究性學習能力的培養。在課堂教學過程中教師根據所教內容，創設類似科學研究的情境或途徑，讓學生在教師引導下，根據所學內容主動探究，用類似科學研究的方式，主動探索、發現和體驗。

普通高中新課程生物學科教材與舊教材相比“特色欄目”豐富，增加了科學家訪談、問題探討、本節聚焦、相關信息、思考與討論、科學史話、科學家的故事、本章小結、網站登錄等，這些欄目為新課程教學目標的達成起到橋梁和紐帶作用，有利于在課堂教學中開展研究性學習。如：在教學“必修模塊1”第2章組成細胞的分子、第2節生命活動的主要承擔者―蛋白質，教師巧妙引導學生把問題討論與一日三餐的食物相結合，理解氨基酸及其種類；運用數學的知識引導學生“思考與討論”，認識蛋白質的多樣性；在認識蛋白質的多樣性的基礎上理解蛋白質的功能多樣性。課后通過“科學史話”、“科學前沿”拓展學生的視野，提高學生學習生物學的興趣。對學生進行科學態度、科學精神的培養，特別是發現問題、提出問題、歸納與分析問題、解決問題能力的培養，有利于提高學生的創新精神。

(二)結合日常生活開展研究性學習

生物學科與我們的日常生活關系密切，關注日常生活，會發現我們的日常生活中提供了豐富的開展研究性學習的課程資源。生物學是研究生物的形態、結構、生理、分布、遺傳和變異、進化、生態的科學。我們日常生活都離不開衣、食、住、行，這其中的每一項都與生物密切相關。由于學校的資金與設備有限，我們可以關注日常生活的課程資源開展研究性學習，例如：每個家庭買回家的食物，其中的雞、鴨、魚等，就是最好的解剖形態學方面的課程資源；每天上學、放學的道路兩旁在一年四季都能觀察到的生物就是最鮮活的生物標本，可以根據其形態進行分類識別，在校園里往往都種有許多的花草樹木，這就是一個自然花園，可以觀察植物的個體發育過程；通過我們的一日三餐聯想衣食的來源，理解人與自然的和諧相處等等；我們的日常生活可以說為我們提供了非常豐富的開展研究性學習的課程資源。

(三)結合當地生產實踐與環保工作開展研究性學習

人們所從事的生產勞動為高中生物開展研究性學習提供了豐富的課程資源。生物科學與農業，生物科學與工業，生物科學與健康，生物科學與環境保護是緊密結合的，迅速發展的現代生物技術已被廣泛地運用到人類生產生活的各個領域；當然，人類所從事的生產勞動也為我們學習高中生物開展研究性學習提供了豐富的課程資源。

1 教師可以引導學生根據當地的農業生產，根據當地的生產實際確定研究性學習的課題。當地的農作物栽培技術，繁殖控制技術，主要農作物的病蟲害的防治措施和效果，生態農業與綠色食品等等，都是生動的開展生物研究性學習的課程資源。如：在教學“必修模塊1”第五章細胞的能量供應和利用、第四節能量之源――光與光合作用中，教師引導學生了解當地的大棚種植，探究不同顏色的光照對植物光合作用的影響。

2　教師可以引導學生了解當地的工業生產中運用了哪些生物科學技術，從網絡信息中了解生物技術在工業生產中的應用，拓展開展研究性學習的課程資源。從當地的釀酒業了解酵母菌，認識發酵與食品生產；從加酶洗衣粉的生產，認識酶在工業生產中的應用，通過調查了解哪些藥品和疫苗是利用生物工程技術研發的，認識生物工程技術在醫藥、醫療領域的應用等。

3　教師可以引導學生了解社會的經濟發展與環境保護的關系，認識環境保護中的生物學知識的應用，確定課題開展研究性學習。了

解當地的生產環境，識別環境污染的種類，利用所學的生物凈化原理和方法，討論如何治理整頓環境污染的計劃及作出決策；從生物學角度探索新的生產模式，做到人與自然和諧相處，保持人類社會的可持續發展之路。

三、在開展高中生物研究性學習過程中，如何使學生明確研究性學習的目的，增加興趣，提高學生在研究性學習中運用生物學知識解決實際問題的能力，培養學生的科學素養。

關鍵是如何運用好生活環境與生產環境中的課程資源。教材是全國統一的，而不同地理區域的不同學校有著不同的自然環境、不同的人文歷史、不同的生產歷史，僅僅是為教材而教教材很難提高學生的學習興趣；如果積極開展高中生物研究性學習，能不斷提高學生用生物學知識解決實際問題的能力，達到培養學生的科學素養的目的。怎么樣運用生活環境與生產環境中的課程資源開展生物學科研究性學習呢?

1．指導學生善于觀察，從當地的生活、生產中發現問題，確定課題。我們在看電視劇時發現，每集的結尾必然有一懸念，深深吸引我們下集一定不能錯過。學習也是這樣，教師要善于創設懸念，利用學生的求知激情，開展研究性學習，使之轉化為興趣。在我們的生產、生活環境中有取之不盡的研究性學習資源，記得我在上高中生物第二章生命的結構基礎、第二節細胞增殖的第一堂課時，首先提出：每位同學回憶自己熟悉的一種植物(可以是蔬菜、水果、花卉等)，為什么植物能夠長高、長大呢?從而導入新課――其原因之一是細胞增殖。植物細胞是如何增殖的呢?在課堂上不斷引導學生進行探究，激發學生的學習熱情，培養學生對研究性學習的興趣。

2．通過開展研究性學習，運用生物知識為當地的生活、生產中遇到的問題解難釋疑，能夠起到理論聯系實際的作用，提高學生積極開展研究性學習的興趣。人們認識和接受新知識、新事物是一個循序漸進的過程，往往是以現有的知識、經驗、感受等為基礎，用已知去探索未知。在高中生物教學中開展研究性學習，恰當運用生物學知識為當地生活與生產中遇到的問題解難釋疑，能夠促進學生探究與創新能力的培養。巧妙運用當地生活環境與生產環境中的課程資源創造性地開展研究性學習，能夠緩解當地學校的教學經費不足，教學設備短缺的矛盾。

3．充分利用當地生活環境與生產環境中的課程資源開展研究性學習活動，提高學生用生物學知識解決實際問題的能力，培養學生的科學素養。學生的內心充滿好奇，他們的探索能力是無限的，有時我們當教師的往往低估了學生的能力。2004年10月，我校開展2004～2005學年研究性學習課題的申報工作，我在所任教的班級中開展了動員工作，部分對生物科學習有興趣的同學報了名，我與大家共同討論選擇什么課題，我引導大家選題注意的事項：一是關注我們周圍發現的問題；二是與所學習的生物學知識相聯系的；三是具有一定的社會價值，能夠改變或影響我們的生活。為此，經再三推敲確定研究性學習課題：《校園衛生與健康》，并制定出活動計劃，研究性學習小組的成員也進行了分工。學生的探索熱情真的很難想象，他們利用課余時間認真調查了校園環境存在的衛生問題、個人存在的衛生問題、個人心理方面存在的衛生問題；針對這些問題會對人體產生什么影響，查閱和收集了大量的相關資料；再運用所學的生物學與心理學方面的知識進行分析，找出對策、建議、疏導的方法等等；寫出了研究學習論文《校園衛生與健康》。該研究性學習小組的成員，在2005年5月的全校研究性學習論文答辯會上表現出色，《校園衛生與健康》獲2004～2005學年度將樂縣第一中學研究性學習論文一等獎。這次活動的成功超出了我的想象，現在想來就是充分利用當地生活環境與生產環境中的課程資源開展研究性學習活動，提高了學生用生物學知識解決實際問題的能力，培養了學生的科學素養。

通過全組成員的共同努力，完成了本次的課題研究，課題組的成員深深體會到：一是開展研究性學習是新課程改革的發展方向，對現實生活中自己關心的問題進行研究有利于激發學生對學習的興趣，體現學生的學習主體地位，通過發現問題與提出問題展開研究，運用所學的生物學知識解釋、分析、歸納、總結和處理問題，從而達到培養學生研究性學習的能力。二是教師通過引導學生學會運用理論聯系實際的方法分析與解答問題，在研究性學習活動過程中既采用教師――學生、學生――教師橫向聯系的形式，也有學生――學生的縱向提問的形式，只有學生真正成為學習活動的主體，才能造就一批批有發現問題能力和創造能力的人才。三是知識來自于生活、生產實際，理論知識又應回到社會實踐中去，并起到指導實踐的作用。使課堂中所學的抽象的教材知識與社會的生活、生產相聯系，使學習內容變得更具體、更可感知，通過研究性學習強調理論聯系實際，關注與人類生存、社會發展密切相關的重大問題。

高中生物研究性學習探討:淺議高中生物課的研究性學習

隨著時代進步與社會發展,以“知識教育”為核心的教育理念及其實踐,逐漸暴露它的不適應性和局限性。最為突出的問題就是,它導致我們的基礎教育逐步演變成一種“適應升學”“教育至上”為主要價值取向的教育模式。研究性學習改變了學生以單純地接受教師傳授知識為主的學習方式,為學生構建開闊的學習環境,提供多渠道獲取知識、并將學到的知識加以綜合應用于實踐的機會,促進他們形成積極的學習態度和良好的學習策略,培養創新精神和實踐能力。

“研究性學習”是實踐性很強的學習,其中充滿樂趣也極富挑戰性。應該說“研究性學習”是布魯納“發現式學習”的完善和提高。學生必須采自去做,才能夠體會到該“如何做”。這種“真正的體驗活動”是進行研究性學習的一個很該要的宗目。溫過這種學習,學生的各項技能和能力將得到最大程度的發展,智力也會在其中得到提高。生物科學與日常生活息息相關,在人類的生產實踐活動中產生,并且隨著禮會生產力和科學技術的進步而發展。生物科學又是一門實驗科學,生物學課程的教學內容都是以觀察、實驗為某礎的。高中生物課程倡導深究性學習,力圖改變學生的學習方式,引導學生主動參與、樂于探究、勤于動手,逐漸培養學生收集和處理科學信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等。突出創新精神和實踐能力的培育。因此“研究性學習”與生物教學,二者有著最佳的結合點。

一、開展專題活動

我們開展研究性學習的主要形式,是在不破壞學科知識邏輯性和系統性的同時,適當穿插一些與學科教學內容有關的實驗小專題研究活動。研究課題可以是課本中的探究性實驗,還可以是驗證性實驗的轉換和課文中為介紹有關知識作鋪墊的實驗拓展。在實際操作上主要經歷了三大階段:進入問題情境實踐體驗表達交流。如關于影響酶活性的探究性實驗專題,以“探究低溫對過氧化氫酶活性的影響”為例:現象觀察(鮮肝煮熟后不能催化H2O2分解)聯想并提出問題(低溫是否影響酶活性)做出假設(低溫下酶活性弱等)預期實驗結果設計實驗(對照原則、單因子變量原則、重復原則,以及設計并繪制數據記錄表等)實驗材料的準備和實施實驗結果的獲取和分析(結果是否支持假設)。這一過程由學生小組討論并實施,體現了基本的探究程序。初始階段,結合實例對學生進行科學探究基本過程的輔導是必要的,否則探究就可能顯得零亂無序、不知所措。另一方面,又必須讓學生了解科學研究的錯綜復雜。應該告知學生:科學的過程不是一張簡單的步驟表,它是不固定的、可轉變的,具有獨特性。

這些探究活動課題通常較小,常圍繞某個學科概念或定律進行。探究課題或來自教材、或來自實際生活,活動多隨堂進行,更多地體現了“穩態的探究”特征,即在一定的科學原理的指導下,發現并積累知識,原理本身被認為是正確無誤的。操作過程中不僅要引導行動、發展思維,還必須滲透科學探究的“神”,即科學探究的求知精神、進取精神和求實精神等,以便學生從探究學習過程中領悟科學探究的本質,形成正確的科學態度,否則研究性學習就會演變成徒有形式的機械訓練,無法使學生體驗探究的樂趣,最終導致他們喪失學習生物學的興趣和熱情。我們認為應特別注意喚起學生的求知意識,養成自覺求知的習慣;鼓勵發表不同意見(即便是科學家,他們對同一現象或問題也會形成不同看法,提出不同假設);講究證據。

二、學習生物科學史

科學不僅是關于自然界奧秘的知識體系,而且是人類認識自然界的不斷變化發展的過程。生物學概念和原理既是研究性學習的基礎,又可作為探究的對象。學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物界的軌跡,了解科學家怎樣發現問題、分析問題、解決問題和提出新的問題,理解科學的本質和生命科學研究的方法,感悟和體驗科學家的創造性思維和探索精神。利用極其豐富的生物科學史材料進行探究,是開展生物學研究性學習常用的方法之一。

以往的學習,偏重于對概念、原理、定律的死記硬背或淺嘗輒止,缺乏深層次的質疑,如:用以解釋各種生物學現象的眾多知識是怎么來的?生長素是如何被發現的?孟德爾遺傳定律存在的依據和前提是什么?能量流動定律存在的價值是什么?瘧疾的病原體是如何被確認的?如何研究HIV(艾滋病病毒)的繁殖規律和致病機制?HGP(人類基因組計劃)的研究思路和相關倫理學問題有哪些?……其實這些都是學生應該也是有能力考慮的問題,而學生并不完全知道它們。教師應不失時機地引導研究,根據課程標準中相關內容的要求,對科學史的材料進行適當的選擇和組織,著重引導學生深入思考科學家的工作思路和過程,領悟科學家是如何發現問題、尋找證據、合理推理的,甚至要求學生作進一步的研究。這不僅有助于學生理解概念、原理和定律等的實質,而且有助于培養學生的問題意識和運用科學方法解決問題的能力,并體驗科學家不斷深化對問題認識的過程和科學探索的精神。

研究性生物教學在整個教學過程中以學生為中心組織教學,激發學生學習熱情,充分發揮學生的主體性,讓他們主動參與問題的解決;教師在整個教學過程中只是引導學生思考。在培養學生能力的同時,還有助于情感目標與人文精神的體現,諸如學習興趣,合作精神,探求知識的欲望,知難而進的意志,標新立異、獨立思考、勇于反思、聯系實際、敢于創新的精神。

高中生物研究性學習探討:新課程理念下高中生物研究性學習的探索

摘 要： 在新課程理念下，研究性學習已成為許多學校及教師關注、研究的對象。高中生物研究性學習可在兩個層面上展開：一是立足課堂，將課堂教學轉變成學生自主探索的過程；二是積極開拓，向課外延伸，確定專題研究培養學生自主學習能力。

關鍵詞： 新課程 高中生物 研究性學習

從本質上講，開展研究性學習就是為了改變學生被動接受知識的學習方式，為學生構建一種開放的學環境，培養學生自主獲取知識的能力和創新精神，使他們養成主動學習的習慣。基于上述考慮，高中生物學科的研究性學習可在兩個層面上展開。

一、立足課堂，將課堂教學轉變成學生自主探索過程

由于課時的限制，作為課程的研究性學習不可能將生物學問題作為唯一研究對象。因此，我們應立足于生物學科的課堂教學，把課堂教學轉變成學生自主探索的過程。課堂教學是學校的主要教學途徑，也是開展研究性學習的基礎，有人認為研究性學習就是課題研究、就是搞課外活動，這種認識是不全面的，其實任何課堂教學都帶有研究的成分，教師應轉變觀念，深入鉆研教材，匠心獨運，精心設計教學過程，和學生一起暢游于知識長河，去經歷前人探索知識的艱難歷程。

1.展示知識發生過程，讓學生追尋科學研究本身的軌跡，體驗科學家如何進行研究，從而自己構建知識體系。

例1：光合作用是高中生物學的重要內容，課本從學生初中所學內容入手，簡略介紹了光合作用的研究過程，再轉入相關內容的教學。我則加以補充：從1648年，荷蘭內科醫生赫爾蒙特的實驗入手，介紹他只用雨水澆灌柳樹，5年后柳樹增重不少，土壤僅減輕2英兩。他據此認為柳樹重量的增加，主要來自水。1772年普里斯特利利用小鼠、綠色植物、蠟燭和密閉容器證明了植物能釋放氧氣。1778年豪斯進一步證明，上述情況只有植物的綠色部分在光照下才有可能。1782年瑞士的一位牧師塞尼比爾發現植物的碳來自大氣中CO2，于是他武斷地推測CO2吸收后被分解，碳進入植物的有機物中，而氧被釋放。美國微生物學家范尼爾通過研究紫硫細菌的光合作用，發現紫硫細菌利用H2S和CO2不生成氧，而是硫，他間接推導出光合作用釋放的氧來自于水而非CO2。1941年，美國科學家魯賓用含0.85%18O2的水做原料，發現釋放出的氧氣中18O2比例也為0.85%而非普遍水中的0.20%。這就直接證明了光合作用釋放的氧氣來自于水，而非CO2。這段科學史有助于學生了解光合作用知識的來龍去脈，經歷人類探索光合作用的漫長過程。結果證明補充這些知識非但不增加學生負擔，反而使學生興趣陡增，理解深刻，享受了研究的快樂，相關知識點掌握得也非常牢固。

2.設置問題情境，引導學生探究知識。

在教學中我們往往忽視結論的研究過程，使某些結論的得出缺乏思辨的過程，而要讓學生真正進入研究之門，就要暴露思維的過程。

例2：DDT選擇果蠅耐藥性實驗。在學習達爾文進化論時，許多學生無法理解農藥對害蟲抗藥性增強僅起選擇的作用。我先拋出問題：如何設計實驗證明農藥對害蟲抗藥性增強僅起選擇的作用？再介紹如下經典實驗：飼養果蠅，每只瓶中只放一雌一雄，繁育一個同父同母的家系，如此繁育幾十個家系。第一家系，即同父同母的兄弟姊妹，都分成兩半，分養兩只瓶。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，這整個家系（兩只瓶）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種，仍舊放一雌一雄交配，分別繁育幾十個家系。如此一代一代，每代每個家系都分成兩半，一半用藥劑處理，以測定其抵抗力，這一半家系抵抗力測定的結果作為未受藥劑處理那另一半選留的根據。如此一代代選擇，十多代后，也能選出抵抗力比原來品系增加幾百倍的家系。實驗最后，我提出兩個問題：果蠅抗藥性從何而來？DDT起何作用？學生的情緒頓時高漲起來，他們熱烈地討論起來，最后得出結論：果蠅抗藥性是基因突變的結果，突變是不定向的，DDT起了選擇作用，選擇是定向的，DDT選擇了產生抗DDT基因突變的果蠅，這種突變逐代積累，便使果蠅抗藥性大幅度提高。可以說好的問題營造了研究的氛圍，制造了思維的機會，只要教師做有心人，課堂就能成為研究性學習的實驗室。

二、積極開拓，確定專題研究培養學生自主學習能力

課堂教學的時間是有限的，教師除了立足于課堂，深入挖掘教材外還可以將研究性學習向課外延伸，向研究性課程延伸，進行生物學專題研究，我們主要在兩個方面進行。

1.認真實施教材指定研究性課題，使研究性學習得到普及、落到實處。

新教材設計并安排了幾項研究性課題，這些都是體驗學習的研究內容和有效手段，教師作為研究性學習的組織者、參與者、指導者，要對整個過程作精心安排和認真指導，引導學生親身體驗社會中的生物學，以及生物學發展對社會的影響。

例3：調查媒體對生物科學技術發展的報道課題。該課題是學生在高二學習生物學接觸到的第一個研究性課題，我們在開學初就把該課題的詳細要求分發給學生，包括調查方法、統計方法、分析方法、作業評價，等等。每個學生確定一種媒體為調查對象，規定如調查報紙則以半年的報紙為一個單位，雜志則以一年為一個單位，網絡不限時間，要求每個人一個月后通過E-mail呈交800字以上的調查作業。在這一個月中，學生的壓力轉化為學習的動力，學校圖書館，網絡中心到處是他們忙碌的身影，許多學生還利用雙休日到市圖書館，書店查閱資料。教師則利用網絡和學生進行在線交流和指導，培養學生利用網絡獲取信息的能力，對能力較差的學生則深入教室面對面交流。一個月后，教師的電子信箱被塞滿了。教師給予每個同學很高的評價，并從中挑選部分優秀作業要求學生進一步修改拷到軟盤上，兩周后，在全校性的學生論壇上，面對上千名聽眾，被挑選出的同學用多媒體展示了他們的學習成果，翔實的數據，精彩的畫面，流暢的表達，贏得了陣陣掌聲。生物科學技術突飛猛進的發展給學生留下深刻印象，它對人類社會的貢獻使學生進一步確信“科學技術是第一生產力”。

2.積極開展課外研究性學習，使研究性學習向縱深發展。

課外研究性學習更突出了學生的主體性，是他們真正的興趣所在，教師應積極引導，使課外研究性學習成為培養學生創新精神和實踐能力的又一重要途徑。

例4：有一位學生觀察能力特強，他仔細觀察發現秋天在路燈下的樹葉比其他樹葉黃得晚、落葉也晚，這個問題對老師來說很簡單，但我沒有簡單地把答案告訴他，而是要求他自己尋求答案。出乎我的意料之外，他不僅尋得了答案，而且寫出了論文《論光對生物的影響》，把光對生物方面的影響進行了系統的歸納和整理，并且涉及了光敏術、長短日植物開花機理等大學內容。

需要說明的是，研究性學習必須同接受性學習相結合，該講授的還要講授，適合學生研究的問題就讓學生通過不同方式來解決，只有這樣才能充分發揮研究性學習的優勢。