啟發式教學是一類以學生為中心的教學方法,通過引導學生主動進行學習探究來完成教學設計,使學生能在自主學習的過程中深化對教學內容的理解,在建立高中生物整體知識框架與培育學科核心素養方面作用明顯,高度適配課程改革背景下高中生物課程的教學要求。教師在正式對其進行應用前,需將關注重點放在對課程教材內容的全面分析上,將其中適合由學生主動探究學習的內容進行提取與分類,以確保教學模式的順利應用。
一、高中生物教學中啟發式教學的應用原則
(一)學生主體原則
以學生為主體是高中生物啟發式教學的基本應用原則,該教學模式的核心在于通過多種方式引導學生以主動探究的形式完成內容學習,由教師主導的被動教學環節明顯減少,在條件支持的情況下轉化為學生的主動探究學習。如何激發學生主動探究的興趣,并為其探究方向提供引導,則是教師在啟發式教學應用過程中需要承擔的重要教學任務,教師要將重點放在“啟發”的設計上,全面理解學生當前的學習情況以及其后續的學習需求,以便能為其提供更為合理的啟發內容[1]。
(二)知識建構原則
啟發式教學模式同樣是基于建構主義的學習理論完成設計的,學生需要在自主學習的過程中逐步完成知識與思維的建構,形成高中生物的學習框架,在后續的學習過程中能逐步對此框架進行多角度填充。在該模式下學生能精準掌握自已當前的學習情況,判斷好自身的學習需求,在自主學習過程中進行合理的選擇性學習,全面拓展教學內容理解的角度。教師所進行的探究式引導設計,其核心應當是輔助學生完成知識框架的構建,使學生能掌握構建框架所需要的知識基礎,并對框架的基本形式與填充角度建立足夠的理解。
(三)現實結合原則
培養學生的問題解決能力,是高中生物的重要教學目的,學生不僅要掌握應用所學知識基礎推導學習新知識的能力,也需要能將其應用到解決現實問題之中。教師在規劃學生具體的探究模式時,應將現實元素巧妙地融入其中,使學生能逐步將所學習的理論內容轉化為可在現實角度進行應用的知識,來完成學習與記憶。高中生物的大部分教學內容均為對宏觀現象的細致分析,學生在學習過程中容易過度重視理論方面內容,而忽視知識在現實角度的應用價值,因此教師在進行啟發式教學設計時,需保證啟發的方向與現實應用高度結合,以保證學生可以建立對高中生物學科更為全面的理解。
二、啟發式教學視角下的高中生物教學策略
(一)創設啟發教學情境,打好自主探究基礎
相較于其他教學模式,啟發式教學對課前導入環節有更為全面化的要求,教師應當在此階段創設與教學內容高度相關且符合高中生整體認知水平的教學情境,使學生能通過對情境進行深度體驗與感知,從而初步了解本次課程的教學內容,并知曉后續自己進行自主探究學習的具體角度,為后續整個啟發式教學的順利運行打下良好基礎。教師在情境創設的過程中,應當以滿足學生的個性化學習需求為主要目標,盡量減少自己主導的概念描述,更多是通過畫面、影像等方式來吸引學生思考并得出初步結論[2]。
以人教版高中生物選擇性必修2《群落的演替》課程教學為例,教師可選擇以“1987年大興安嶺火災”作為啟發式教學的課前導入情境,首先為學生簡單介紹火災產生的原因以及所造成的破壞,使用影像資料為學生展示火災前后的對比情境,使學生分別從火災前、火災后、5年后、20年后、現在來對同一片區域的自然環境進行認識。在學生初步建立對情境的感知后,由教師設計問題來啟發學生的思考模式,如教師可提出:“火災前后的森林樹木種類是否發生了變化?”來對學生的關注側重點進行啟發引導,學生能發現火災前的白樺林被針葉林所取代,結合之前對“群落”概念的理解,可以將此過程判斷為是一個群落取代另一個群落。此時教師可及時銜接“群落的演替”基本概念教學,并表示情境所給出的案例屬于外因生態演替中的火成演替,后續在教師的引導下完成主動學習時,能繼續將此情境作為啟發自己思考的主要內容,以此進行應用。
考慮到課程整體教學結構的安排,教師應保證課前導入環節的時長不超過總課程的十分之一,但可以在后續的教學中多次應用課前導入創設的教學情境,確保學生學習全過程思路的統一性。
(二)設置階段啟發問題,引導學生探究思考
高中生物教師應當預先認識到大部分學生并不具備獨立完成探究學習的能力,在給予學生過大的自由學習空間時,其學習效率反而會有所降低,可能將較多時間投入效率較低的探究方向之中。因此教師應選擇設置帶有明顯階段性特征的啟發問題鏈,使學生能在按照順序完成問題的過程中,不斷得到后續思考方向的啟發,同時學生若在特定問題解決階段陷入困境,教師也可以提供更為細化的問題來為其提供輔助。
以人教版高中生物必修2《基因和染色體的關系》課程教學為例,其中減數分裂過程是課程教學的重難點部分,應用傳統教學模式不適合學生建立深入理解,教師需引導學生完成探究式學習,使其能結合之前所學習的“有絲分裂”相關內容,來完成對減數分裂過程的探究學習。問題應當集中在有絲分裂與減數分裂的異同點上,如“減數分裂和有絲分裂的周期劃分是否一致?”“減數分裂和有絲分裂產生的細胞個數是否有差別”“減數分裂所產生的精子或卵細胞數目發生了怎么樣的變化,是哪個環節與有絲分裂不同?”,通過提供一系列的問題鏈作為啟發,學生能精準把握有絲分裂和減數分裂的關系,在深入了解減數分裂過程的同時,也能將其與有絲分裂的內容進行有效區分,避免未來的實際應用這部分知識時產生混淆。考慮到即便在問題鏈的支持下,本次學習活動仍有較高的難度,教師可選擇將學生分為多個小組,支持學生以小組合作的方式來完成探究學習,在陷入困難時能通過討論得出解決方案[3]。
在實際教學過程中,啟發問題鏈的應用需要根據實際情況動態調整,在設計階段要保證全面性,能應對各類突發情況,實踐中則根據學生表現來決定是否刪去特定學生已得出答案的問題,以提升教學效率。
(三)圍繞現實開展討論,鼓勵分享學習思路
即便應用啟發式教學模式是完全相同的,學生也會產生不同的探究思路,其中大部分思路并無對錯優劣之分,而是具有明顯的個性化特征。因此教師應當認識到,能為學生提供啟發教學內容并非僅有自己,學生互相間也能提供啟發,可以選擇定期組織學生進行集體討論,圍繞具體的現實內容來進行交流,于此過程中學生能通過感知其他學生的想法與思路,從而對自己的知識思維框架進行填充與優化,達到綜合提升高中生物學習能力的目的[4]。
以人教版高中生物選擇性必修3《生物技術的安全性與倫理問題》課程教學為例,本課程主要相關的核心素養為社會責任,學生需要結合之前對生物技術知識的了解,從社會現實角度來對其應用情況進行分析。整體教學內容的自由性較高,支持學生在合理范圍內任意表達自己的觀點,為此教師可在完成基礎內容的教學后,設計由所有學生集體參與的討論環節。如教師可以選擇“轉基因作物的生態影響”為主題來安排活動,該主題的討論方向是相對多樣化的,包括轉基因作物影響其他植物而造成的環境影響,以及其基因組成單一化對生物多樣性及生態系統穩定性的影響等。此過程中教師可為學生提供必要的資料,如以往因作物基因單一化所造成的嚴重負面影響等,為學生的討論提供參考。學生由于思維模式以及對生物技術社會責任的理解存在不同,因此討論過程中的觀點碰撞應是較為激烈的,如學生可能提出轉基因作物的生態影響風險也可通過對技術的合理應用來解決,以此為其他學生的理解提供不同角度的啟發。
以討論形式完成的啟發式教學,更多是拓展學生的理解并規劃其未來學習,因此不強制要求學生就討論結果達成共識,確保思維交流的全面性即可。
(四)組織啟發實驗活動,給予自由實踐空間
實驗是高中生物教學的重要環節,應用啟發式教學模式能深化學生對實驗內容的理解,在此過程中學生的學習方式不僅是按照標準流程復制實驗操作,更多的是對發現問題、明確目的、設計方案、開始實驗、總結成果的完整過程進行深入理解,在相對自由的環境下完成實驗活動,以此建立對于學習內容更為全面且深入的認識。然而,在高中階段大部分生物實驗的開展成本均相對較高,或是存在較多危險性因素,不支持學生在實驗室條件下進行自由實踐,為此教師可以利用計算機來對實驗進行模擬,該模式同樣能將實驗活動的啟發性價值有效發揮出來[5]。
以人教版高中生物必修2“探究抗生素對細菌的選擇作用”實踐活動為例,教師不應直接將實驗主題提供給學生,而是要以討論“抗生素濫用所能造成的危害”為起始環節,對學生后續研究的方向給予足夠啟發。在結合自然選擇學說,明確抗生素濫用可能會篩選出耐藥性強的細菌后,學生可以通過自主思考,測試不同青霉素濃度下的培養血菌落數量,以此認識到青霉素無法完全殺滅細菌,并可以將高濃度下存活的細菌移植到低濃度青霉素的培養血中,觀察菌落數量是否大于原本實驗數量,從而具體明確抗生素對細菌的選擇作用。在此過程中教師主要負責啟發學生進行思考,對于具體實驗的管理更多集中在確保實驗流程的完善性上,以及在學生提出創意想法而未能明確實施方案時,為其提供必要輔助。由于具體實驗操作全程是在計算機模擬環境下進行的,學生可以在適當范圍內任意發揮自己的創新思維,采用自己所偏好的模式來完成學習理解。
針對一些實驗安全方面的基本準則,即便是模擬實驗也應當保留,以確保學生在未來真正進行生物實驗操作時,不會因錯誤習慣而出現實驗安全問題。
(五)開展分層啟發教學,滿足實際個性需求
學生對于學習的需求是存在個性化差異的,相同的啟發形式并不適合所有學生。部分學生能基于教師給予的啟發內容,正確判定探究的角度并完成學習任務,也有部分學生未能得到有效啟發。教師若是降低啟發內容的理解難度,增加更多明顯的指引內容,則同樣會導致部分學生無需進行思考即可得出相應結論。可見,單一化的啟發式教學所能發揮的教育效果是相對有限的,教師應當在其中融入分層教學的理念,為不同層級學生提供不同的啟發內容,以確保班級整體的教學效果[6]。
以人教版高中生物必修1《降低化學反應活化能的酶》課程教學為例,教師應當在本次課程教學前,將學生分為基礎層、提高層和拓展層三個標準,并在相同的課前導入環節教學完成后,為學生提供不同的啟發內容。基礎層學生以往的知識掌握情況通常并不理想,為其安排的啟發內容應當更為直觀化,如可以給出過氧化氫在不同條件下反應的影像,重點引導其認識到氣泡產生效率與酶的作用之間的關系,以此為基礎建立對相應知識概念的理解;提高層學生的基礎概念掌握應不存在問題,主要問題是缺乏進行深度分析能力,為其提供的啟發內容應當以數據圖表的形式呈現,使其能基于此判定哪個催化劑更適合催化過氧化氫的分解;拓展層學生應當在知識掌握的基礎上,具備較強的生物邏輯思維與探究能力,對其的啟發內容也應當更為開放,如探究“酶是否在任何情境下均比無機催化劑更為高效”。在該模式下,三個層級學生探究的內容是基本相同的,因此并不影響教學的整體性,同時學生也能通過獲取更適合自己的啟發內容,來以更高效的方式完成學習。
通過長期應用啟發式教學,一定能確保基礎層和提高層的學生,均能至少向上提高一個層級,以更好地滿足課程的教學目標要求。
結束語
綜上所述,啟發式教學模式能有效解決傳統高中生物教學所面對的諸多問題,使學生能在自由環境下完成對生物學知識的探究學習,實現核心素養培育的目標。在具體的教學環節中,教師應遵循現實結合原則,利用教學情境的方式來做好鋪墊,之后通過設置階段性的引導探究問題鏈,指引學生在正確方向下完成思考學習。同時,教師應提供具備足夠討論價值的內容來鼓勵學生交流思維,同時重視學生的差異化需求,為其提供更為合理的分層啟發內容。并且在階段性的理論教學完成后,教師也需要將啟發式教學模式同樣應用在實驗階段,以便將其應用價值全面地發揮出來,滿足高中生物的教學目標要求。
參考文獻
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[2]劉曉然.探究啟發式教學法在高中生物教學中的有效應用[].人生與伴侶,2023(35):62-64.
[3]尹艷.高中生物教學中啟發式教學方法的應用[J].數理化解題研究,2024(18):134-136.
[4]張俁.啟發式教學在高中生物課程中的應用分析[J].高考,2024(1):77-79.
[5]紀琳.巧用啟發式教學法促進高中生物教學[J].高考,2023(11):68-70.
[6]高承仲.高中生物教學中啟發式教學方法的應用策略分析Ⅲ].智力,2023(10):143-146.