高中生物探究性學習案例設計的探索

黎少瓊

【摘 要】隨著新課程改革的推進，探究性學習已深入課堂。本文側重探討如何設計探究性學習的案例。

【關鍵詞】探究性學習；案例；設計

探究性學習作為一種能有效培養學生科學素養的教學方法，受到極大重視，成為新一輪理科課程改革中轉變學生學習方式的一個突破口。教育部2000年7月頒布的《全日制普通高級中學生物教學大綱（試驗訂版）》指出，高中生物課程要讓學生初步學會生物科學探究的一般方法，具有較強的生物學基本操作技能、收集和處理信息的能力、觀察能力、試驗能力、思維能力和解決實際問題的能力。本文就如何設計探究性學習的案例來談談自己的體會。

一、設計探究性學習案例的原則

生物課程標準在教學建議中，針對探究性學習提出了幾點要求：探究活動要有明確的教學目標，探究活動要符合學生的認知發展水平，探究要有值得探究的問題或研究任務，探究要有民主的師生關系和求真求實的課堂氛圍，探究性學習不應成為惟一的方式。因此，在設計探究性學習案例時，要注意這5條原則，以免適得其反。

二、設計探究性學習案例的途徑

1.根據培養需要對教材中的“探究”有所取舍

科學探究的一般過程概括為若干個步驟，如提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流。人教版教材中很多“探究”都是按照這些步驟進行編寫的。根據探究的過程，探究可分為完全探究 （或全程探究）和部分探究。部分探究側重于探究過程中的某一步驟從而達到培養某些探究能力的目標，如突出培養學生提出問題的能力或實驗設計能力或記錄試驗結果或資料分析等技能。受課時的限制，我們往往很難在一節課的時間內都進行全程探究。因此，對教材中的“探究”，要根據培養探究能力的需要有所取舍、有所側重、才有所突破。

2.根據教材編寫特點改編成探究性學習案例

生物課程一些內容是按照探究性學習過程來編寫的，在教學過程中，教師可以按照探究性學習的步驟將教學內容編寫成探究性學習的案例。例如，人教版高中生物必修3“第4章第2節種群數量的變化”中關于種群增長的“S”型曲線部分內容，在教學時，可改編成下面的探究性學習案例。

探究：自然界中生物種群數量的增長模型

提出問題：在理想條件下，生物的種群呈“J”型方式增長，在自然界中生物的種群是否一直保持“J”型增長？

作出假設：

設計實驗：生態學家高斯做過這樣一個實驗：在0.5mL培養液中放入5個大草履蟲，然后每隔24h統計一次大草履蟲的數量。

實驗結果：高斯經過反復實驗，得出了大草履蟲種群增長曲線（圖略）。

得出結論：

關于種群增長的“S”型曲線內容改編成探究性學習案例后，教學思路清晰，學生也從中進行“經歷”了一次科學研究的過程。

3.根據教學需要將練習題改編成探究性學習案例

在教學過程中，為激發學生學習的興趣，結合教學內容的需要，將一些練習題改編成探究性學習的案例，會收到意想不到的效果。例如，人教版高中生物必修1“第5章第1節 二酶的特性”一節的教學，在復習“比較過氧化氫在不同催化劑下的分解實驗”得出“酶具有高效性”之后，可將下面練習題改編成探究性學習的案例。

練習資料：一般洗衣粉不易清除衣物的血漬和奶漬，但加酶洗衣粉則可以。 一些生物活性洗衣粉包裝盒上印有以下材料：成分；蛋白酶0.2﹪，清潔劑15﹪；用法：洗滌前先將衣物用溫水浸泡片刻，切勿用60℃以上的水.切勿用于絲質及羊毛衣料。

提出問題：請根據以上資料提出問題。（學生會提出下面2—3個問題）

（1）為什么該生物活性洗衣粉較易清除衣物的血漬和奶漬？

（2）為什么此洗衣粉不能用于羊毛衣料？

（3）為什么不能在60℃以上的水中使用此洗衣粉？

組織教學：以學生提出的問題為內驅力，教師組織學生學習“酶具有專一性”，理解上面提出的（1）、（2）問題；組織學生探究影響酶活性條件的試驗，得出“酶的作用條件溫和”這一特性，理解上面提出的（3）問題。

4.挖掘生物科學史改編成探究性學習案例

生物科學史是一門充滿生命力的科學，是培養學生科學素養的生動教材。許多生物科學史料，也是對學生進行科學方法訓練的好素材。例如，人教版高中生物必修2“第2章第2節基因在染色體上”一節，關于“基因在染色體上的實驗證據”部分內容，是教學上的難點。如果將摩爾根證明“基因在染色體上”的科學史料，按照科學的思維過程編寫探究性學習案例，學生就容易接受，而且學生也接受了一次科學方法的訓練。如：

探究：基因在染色體上的實驗證據

雜交實驗：展示摩爾根的果蠅雜交實驗圖解

提出問題：摩爾根根據果蠅雜交實驗結果提出什么問題？ 。

作出假設：摩爾根提出的假設是 。

解釋實驗：根據摩爾根提出的假設解釋果蠅雜交實驗。

驗證假設：介紹摩爾根的測交試驗，進一步驗證假設。

得出結論：摩爾根的雜交實驗證明 。

又如，植物生長素的發現史料，也可按照科學的思維過程編寫成探究性學習案例。

5.從驗證實驗中挖掘出探究性學習案例

根據洋蔥鱗片葉表皮細胞在0.3g/mL的 蔗糖溶液中質壁分離，而在清水中質壁分離復原實驗。可進一步挖掘出探究性學習案例——探究植物細胞發生質壁分離的臨界濃度。這個探究性學習案例，側重培養學生實驗設計能力（設計梯度濃度）、預測實驗結果的能力。

6.從現實生活中提煉出探究性學習案例

生物學科是一門與現實生活緊密聯系的科學。教師要著眼于現實的世界，理論聯系實際，才能有效地激發學生學習的興趣和主動性。結合生物教學，從現實生活中提煉出探究性學習案例，往往具有重要的教學和教研價值。例如，在“植物的激素調節”教學中，筆者發現，生長素分布不均勻，會引起植物“根、莖”的彎曲生長，有沒有引起“葉”彎曲生長的案例呢？聯想到家里買回的蔥，水平放置一段時間后，很快就會彎曲生長，于是提煉出下面的探究性學習案例。如：

探究：重力引起生長素分布不均勻

生活現象：蔥（Allium fistulosum Linn.），水平放置一段時間后，很快就會彎曲生長。

提出問題：單側光會引起生長素分布不均勻，蔥水平放置時既受單側光也受重力影響，其彎曲生長是單側光引起的還是重力引起的呢？重力會不會引起生長素分布不均勻？

作出假設：排除光的影響，蔥的幼葉在水平放置時，生長素的運輸是否受到重力影響？如果受到，生長素在蔥葉中如何分布？其結果怎樣？根據自己已有的知識和生活經驗，對這些問題作出假設，并預測結果。

設計實驗：根據下面提供的材料用具設計實驗證明自己提出的假設。

（1）材料用具：蔥的幼葉；玻璃皿；剪刀；清水；透明膠；紙盒

（2）方法步驟 。

實驗結果：（略）

以上是筆者設計探究性學習案例的幾點體會。