新課程必須面對的一個問題就是如何使課堂教學效益最大化,有效教學是解決此問題的一條重要途徑。有效教學是指教師在遵循教學活動的客觀規律下,以盡可能少的時間、精力和物力投入,取得盡可能多的教學效果,以滿足社會和個人的教育價值需求而組織實施的活動。高中生物教學和“有效”,更強調高中生物學的學習是一個主動建構知識、發展能力、形成正確的情感、態度與價值觀的過程。因此在新課程中適當地引進建構主義教學模式,有利于建構多樣化的生物學課程教學模式,實現讓學生自主學習、主動建構知識的生物有效教學的新課程目標。
建構主義提倡在教師的指導下以學習者為中心的學習,強調學習者對知識的主動探索、主動發現和對所學知識意義的主動建構,教師不再是知識的傳授者和灌輸者,而是意義建構的幫助者和促進者。換句話說,建構主義認為,知識不是通過教師的直接傳授得到的,而是學習者在一定的情境中,借助于教師和其他學習者的幫助,通過意義建構而主動獲得的。“情境”“協作”“會話”和“意義建構”是建構主義學習環境中的四大要素。人們在建構主義思想指導下,建構多種以探究為基礎的建構主義教學方式,“薩其曼探究訓練模式”和“探究學習環模式”就是其中的兩種。
一、薩其曼探究訓練模式和探究學習環模式
薩其曼探究訓練模式是由美國教育家理查德·薩其曼創立的。薩其曼的探究訓練模式,重點是幫助學生認清事實,建立正確的科學概念,并形成假設以解釋新接觸到的現象式事物。當學生處在一個使他感到困擾的環境時,就會本能地開始探究,這就是探究活動的起源。所以,探究訓練教學模式,首先就是要創造一個足以使學生感受到困擾的問題或情況,亦即需要一個促使學生引發其認知沖突的問題和情況。首先,教師要鼓勵學生提問,而且要問具體的問題,而非開放性問題。并且要告訴學生教師只回答“是”或“不是”的問題,不要等老師來解答問題,當面對問題時,要根據資料和原有經驗,建立假設,并加以驗證。教師要經常提示學生先分析問題,查尋資料以了解問題的本質、情況或相互間的關系,再提出假設,即讓學生身體力行地來學習。薩其曼認為,人類的本能中,其中一項就是探究的行為。同時,薩其曼相信學生皆能做有意識的探究活動,而這種探究技能是可以被教導、被訓練出來的。教師只要能安排出適當的學習活動,就可教導、訓練學生探究問題的過程技巧。薩其曼經過長期的研究,將探究訓練分成如下四個階段:問題設計與展示——假設和搜集資料——提出新假設,重新搜集資料——得出結論。
探究學習環模式始于20世紀60年代,羅伯特·卡普拉斯最初提出的學習環有探索、創造和發現三個階段,后來
發展為概念探討、概念介紹和概念運用三個階段。
二、薩其曼探究訓練模式和探究學習環模式的應用實例——《伴性遺傳》一節課的探究教學
根據《伴性遺傳》教學需要,應用了薩其曼探究訓練模式,引導學生在分析數據和遺傳家系圖譜的基礎上,得出有關伴性遺傳一般性結論。同時還運用了探究學習環模式,通過讓學生運用概念推理完成遺傳圖解,進而總結出伴性遺傳的特點。
1. 薩其曼探究訓練模式的應用
問題設計和展示:教師應聯系生活,善于為學生準備好問題情境素材,設置適當的途徑使學生進入“情境”。
出示紅綠色盲家系圖,提出討論問題,教師引導學生進行討論,分析人類紅綠色盲的遺傳性質。
(1) 紅綠色盲基因是顯性基因,還是隱性基因?
(2)紅綠色盲基因在常染色體上,還是在性染色體上?
(3)紅綠色盲基因位于X染色體上,還是Y染色體上?
假設和搜集資料:這個階段實際上是求證階段,經過搜集資料認清問題中的事物本質和各種情況,認清問題是怎樣產生的。

師:假設紅綠色盲基因在常染色體上,那么它在遺傳上會有什么表現?
生:假設紅綠色盲基因在常染色體上,男、女性患病的比例應該是1:1,但家系圖三代共20個個體中,有4個患者都是男性,說明紅綠色盲基因極有可能在性染色體上。
師:這只是一個家庭的家系圖,有可能會存在偶然性,在我們學校甚至我們國家,紅綠色盲的發病情況如何呢?
學生展示課前各小組調查數據,證明紅綠色盲患者中男性遠遠多于女性。
據統計:我國男性色盲患者近7%,女性色盲患者近0.5%。
生:由以上數據可以得出結論:紅綠色盲患者男性遠遠多于女性。
提出新假設,重新搜集資料:如果搜集的資料與假設相反,需要重新提出假設,則循環重新開始,直到這一假設被資料所證實。
師:性染色體有X染色體和Y染色體兩種,紅綠色盲基因位于X染色體上,還是Y染色體上?假設紅綠色盲基因在Y染色體上,那么它在遺傳上會有什么表現?為什么紅綠色盲基因在X染色體上,而不在Y染色體上呢?
展示人類男性和女性染色體組型圖(見下圖),引導學生分析X染色體和Y染色體在形態上的差別。

得出結論:隨著假設——搜集資料——假設這個循環的完成,假設能夠準確說明所有現存的資料,且無需修改時,結論就產生了。
經討論得出結論:紅綠色盲的遺傳性質是伴X染色體隱性遺傳病。
2. 探究學習環模式的應用
概念探討:目的使學生將自已的觀念、經歷與所學的內容聯系起來。
師生共同分析,并逐步顯示以下遺傳圖解。

由以上分析可知,紅綠色盲基因的傳遞途徑是父親——女兒——外孫子。
概念介紹:教師扮演向導的角色,引導并促使學生把自已發現物體與事件之間的關系作一個恰如其分的說明。
像以上分析那樣,男性紅綠色盲基因只能從母親那里傳來,以后只能傳給女兒。這種遺傳特點,在遺傳學上叫做交叉遺傳。
概念運用:要求學生將所學到的概念知識或技巧應用到其他情景。
(1)學生完成必修2課本第36頁圖2-14,女性紅綠色盲基因攜帶者與男性紅綠色盲婚配的遺傳圖解;圖2-15,女性紅綠色盲與正常男性婚配的遺傳圖解。引導學生根據兩個遺傳圖解總結出:女兒患病,父親一定患病;母親患病,兒子一定患病。
(2)給出病例,讓學生充當遺傳咨詢醫生,指導病人如何優生。
小李(男)和小芳是一對新婚夫婦,小芳在兩歲時就被診斷為血友病患者。如果你是一名醫生,他們就血友病的遺傳情況和如何優生向你進行遺傳咨詢,你會建議他們最好生男孩還是生女孩?(血友病是一種伴X染色體隱性遺傳病,這種病患者的血液中缺少一種凝血因子,因此在造成輕微創傷時,也會流血不止。)
責任編輯潘孟良