高中生物教学中如何进行研究性学习

梁武丰        广西钦州市第二中学

研究性学习是国家教育部2001年1月颁布《全日制普通高级中学课程计划（试验修订稿）》中综合实践活动板块的一项内容。它泛指学生探究问题的学习，贯穿在各学科各类学习活动中。21世纪是生物学的世纪，这是许多科学家的共识，在培养21世纪新型人才中，生物教学如何进行研究性学习，具有举足轻重的作用。由于生物科学是一门以实验为基础的科学，生物学上许多成就无不源于生物实验的探究，实验探究就是生物学的重要部分。许多生物热点问题就是探究性课题，现代生物学的研究是当今世界科学研究的热点之一，是尖端科技的标志，它的发展就是一个研究性学习过程。

1． 什么是研究性学习

研究性学习是学生装在教师的指导下，从自然社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究中主动获取知识、应用知识的学习活动。其目的是：改变学生以单纯地按教师传授知识为主的学习方式，为学生构建开放的学习环境，提供多渠道获取知识，并将得到的知识加以综合应用于实践，促进他们形成积极的学习态度，和良好的学习策略，培养他们的创新精神和实践能力，还有自学能力。研究性学习具有开放性、探究性和实践性的特点。研究性学习的形式有：小组合作研究，个人独立研究，个人研究与全班集体讲座相结合等三形式。这体现了学生的主体性、能动性，在学习过程中模拟、体验“探究——发现”的科学历程，以提高学生综合能力，发展学生的主体意识。

研究性学习内容的选择和组织的特点有三个。一是综合性：围绕某个专题见识多方面或夸学科的知识内容，以利于知识的融会贯通和多角度、层面地思考问题。二是社会性：即加强理论知识与社会生活实际的联系，特别关注与人类生存、社会发展密切相关的重大问题。三是实践性：即在学习间接经验的同时，提供学习直接经验，并在探究实践中获得积极情感体验的途径的机会。

2． 生物教学中研究性学习的实施过程

2．1．实施研究性学习，先要明白教师在其中的作用：一是研究性学习实施过程中要及时了解学生开展研究活动的情况，有针对进行指导、点拨与督促，要组织灵活多样的交流。研讨活动促进学生自我教育，帮助和鼓励他们保持学习积极性。提供信息，启发思路，补充知识，介绍方法和线索。二是要争取家长和社会有关方面的理解、关心和参与，开发校外教育资源，为学生提供良好的学习条件。三是采取有效手段对学生进行监控，如自检、互检、责任人检、集体检和教师亲自检查等步骤。四是要指导学生写好研究日记及时记载研究情况，真实记录个人体验为以后进行总结和评价提供依据。

2．2．教师指导研究性学习的程序：①开展科普讲座，参观访问，做好背景知识的铺垫，激活学生原有的知识储存，提供选题范围，诱发探究动机；②指导选题，选取与学生生活直接关联，难度适中，切入口小的课题；③组织课题组，制订研究计划；④实施研究；⑤处理结果；⑥组织研究成交流、研讨。

2．3．高二年级生物教学中选题的建议。

《绪论》：调查近段时间媒体对生物科学技术发展的报道。

《细胞的化学成分》：生物组织中的主要化合物有哪些。

《细胞的结构》：组织和细胞是活的吗？

《细胞分裂》：癌症是怎么一回事？

《新陈代谢》：加酶洗衣粉的合适水温；光照强度如何影响光合作用速率；测定植物细胞内细胞液的方法；钙是植物生活必需的矿质元素；施肥的标准；动物育肥的饲料中主要成分是什么。

《生命活动调节》：植物向性运动的观察；甲状腺激素对蝌蚪变态发育的影响。

《生殖和发育》：有性生殖与无性生殖在进化上的比较研究；双胞胎研究。

《贵传和变异》：模拟基因指导蛋白质合成的过程；概率的应用；调查一个地区男女性别比；有无耳垂比和单眼皮双眼皮比等；常见育种方法研究；家族性遗传病调查。

《生物的进化》：自然选择的模拟实验；同源器官与同功器官的比较研究；人与哪种生物的亲缘关系最近。

《生物与环境》：适应的相对性研究；光照的生态作用；调查一个种群的数量变化（如蝗虫）；生态村调查；人与环境的关系；维持地球水循环的方法。

2．4．生物实践选题建议。

2．4．1．生活与健康：环保仪器（或机器）的开发；酒精（或吸烟）与人全健康等。

2．4．2．环境与可持续发展：空气污染状况调查与对策；温室效应；植物与绿化；酸雨现象；公众的环保意识。

2．4．3．经济热线：烟草与经济；养殖与经济；毒品。

2．4．4．社会聚焦：人口问题；退田还湖；退耕还林；环境污染；资源与节能、节水；西部大开发。

2．4．5．科技之家：心脏起博器；化疗。

2．5．研究性学习的具体操作。

案例一：走入社会，调查研究，学会分析问题，尝试解决问题。

调查问题的设计

2．5．1．调查目的：培养学生实践能力，提高学生综合素质。学校是学习的小课堂，社会是学习的大课堂，生物学科的特点之一是实践性强。而理论联系实际是生物课教学的基本方法，是学生学好知识的基本前提。为培养学生们初步的社会实践和调查研究能力，提高学生们运用生物课的基本理论分析和解决实际问题的能力和水平，从而开展社会调查的实践活动。

2．5．2．调查内容：第一，所在居住地的水污染情况；第二，所在居住地的空气污染情况；第三，所在居住地的植被覆盖现状。

2．5．3．调查时间：寒暑假。

2．5．4．具体要求：根据自己的意愿，从上述三个方面的内容中任选一项进行调查。调查结束后完成一篇“社会调查报告”。报告要求理论联系实际，有调查内容、结果以及自己的认识。

2．5．5．活动总结：课堂交流及教师评讲。选择其中的优秀调查报告辑成一册，以鼓励活动家中的积极分子。

社会调查活动的开展本身就体现了探索性研究性学习的特点。学生的社会调查报告极其生动地展示了探索性研究性学习的成果。在整个调查活动中，学生的创新精神和实践能力通过研究性学习得以培养。他们通过观察，通过和被访对象的谈话，观察和调查始终与理论结合。在调查报告的撰写中，学生运用归纳和演绎相统一的方法，将从调查中获得的具体的个别性的认识，参照教材中的基本原理，通过演绎推理，得出解决问题的方案，以及通过演绎检查归纳所得出结果的可靠性。这些无一不体现出探索研究的性质。

2．6．运用“探究式教学”进行研究性学习

探究式教学是指学生在教师指导下，采用类似科学研究的方法所进行的一种学习活动。其主要特征是：教师不把现成的科学结论直接告诉学生，而是要求学生自己亲自经历科学知识的获得过程，通过一系列的探究活动寻找出问题的答案。

案例二：生物的呼吸作用是“生物新陈代谢”中重要的内容之一。呼吸作用虽然复杂，但它还是有很多外在的现象，容易被人们直观认识。有关呼吸作用的研究中，也有许多经典的实验可供参考。因此，把学习过程设计成一种探究性的活动具有实践的可行性。

呼吸作用教学过程和设计

1．教师提出学习建议（创设探究活动的情境）

学生的探究活动毕竟不同于科学家真正的科学研究，探究活动主要围绕课本知识开展，让学生能够更好地掌握所学的知识。教师提供适当的学习方法建议。让学生选择适合自己的学习方法，就能使学生的学习方式产生了由被动变为主动的客观效果。为了让学生的探究过程能够地顺利进行，教师准备了部分资料作参考，使学生对呼吸作用有关的研究中需要的实验用具，实验方法，资料来源等有所了解，也使教师的教学建议能够被学生理解和接受。

2．学生选择学习方案（引导提出问题并作出假设）

由于学生可以根据自己的所长或爱好选择学习的方法，他们首先需要初步了解所学课文的内容，提出他们发现的感兴趣的问题。然后选择能够理解、表达呼吸作用的学习手段。有的学生选择查阅收集资料，大多数学生选择实验探究。这一阶段，实际就是探究活动的提出问题，作出假设和准备检验假设的阶段。

3．师生议论学习方案（确定计划的可行性并制定计划）

教师和学生根据教学目的对选择的学习方法进行可行性讨论，当学生对自己的能力缺乏信心时，教师及时鼓励他们，和他们一起商讨确定学习方案；当学生预计的学习方案要求过高，难以实现时，教师也要在讨论中帮助学生改进。对于如何实施学习方案，教师可适当指导，进行探究实验。需要学习实验操作的方法和对实验的结果的预测、观察、分析、推理等。查阅资料的，不能仅仅拥有资料，还要对资料进行分析、处理，反映自己对资料内容的理解。只有真正理解文字信息，才能正确反映学习内容的本质。通过这一过程，学生知道要做什么，为什么做，为进一步的学习活动作好准备。

4．学生实施学习方案（多种途径收集证据）

通过实验来检验假设是探究活动的关键之一，是学生获得科学发现的基础，教师要创设适当的实验条件，帮助学生顺利完成研究活动，对学生在学习中可能遇到的问题要及时提出来讨论，以便问题得到及时解决。对教师提供的实验资料，学生肯定会模仿，教师要说明提倡创造性的模仿和参照，实验设计中一定要有自己的思考和变化。对占有的各种资料要有自己的见解，努力从中发现问题的要点。在电脑动画制作中，教师提示学生到图书馆或互联网上查阅有关资料，丰富有关知识，使动画表现得更形象生动，更经得起科学的检验。例如，有位学生做呼吸作用产生CO2对溶液PH值的影响，通过反复实验，确定紫色石蕊试剂的检测方法。

5．课堂教学过程（交流探究结果，得出结论）

由于学生的探究活动在课前就开始了，在课堂上主要进行交流展示、检验、分析探究结果、得出相关的结论，深化对有关知识的认识。按以下步骤进行：

引言，生物体是怎样获得能量的？生物体的呼吸作用是怎样进行的？请同学们展示自己的研究成果，和大家一起交流对“对生物呼吸作用”的认识。

（1）展示学生制作的“呼吸作用”知识结构的幻灯片，使学生对“呼吸作用”的内容有概括了解，有利于针对有关内容展开讨论。

（2）展示学生的实验设计，并操作完成实验。主要的学生实验如下：A通过实验装置中细玻璃管内液面的升降，探究水生植物呼吸作用消耗氧气。C探究植株大小不同，消耗的氧气和释放的二氧化碳量不同。C通过苹果产生酒精和白菜呼吸，使澄清的石灰水变浑的实验，探究无氧呼吸的产物。D通过新鲜叶片在光下和暗处分别使紫色石蕊试剂的颜色变化，探究光合作用吸收二氧化碳，呼吸作用释放二氧化碳。E通过大豆刚萌发的黄化幼苗在实验中使干燥的试管壁上产生水汽，试管壁温度升高，燃烧的卫生香熄灭等，探究呼吸作用产生水、二氧化碳及产热等。F通过用沸水烫过的植物和新鲜植物的比较，探究呼吸作用是活生物体才能进行的生命活动等。

在学生展示、操作实验的过程中，要求学生明确表达：为什么这么做——实验目的；怎么做——实验方法、材料和条件；发现了什么——结果怎么样；其他学生在积极参与讨论中，注意体验；知道——怎么知道——知道什么。

在讨论中，教师引导学生关注实验目的、实验条件、实验方法、实验材料和实验步骤等要合理性，以及是否设置了对照实验，学生由此可以推断实验结果的可靠性，实验结论的科学性。通过对实验现象的讨论，说明呼吸作用过程中，物质和能量究竟发生了什么样的变化。

学生实验后，及时引导学生归纳各实验的特点，分别说明了哪些问题。例如，哪个实验能说明呼吸作用产生二氧化碳？哪个实验能说明呼吸作用产生了水？有没有实验能够说明呼吸作用有能量产生？同时，针对实验现象，引导学生深入探讨，例如进行有氧呼吸时，二氧化碳和水在细胞的什么部位产生的？通过无氧呼吸产生酒精时，酒精和二氧化碳是在哪里产生的？能否继续设计实验，证明生物的无氧呼吸还能产生其它产物吗？

（3）展示学生查阅的有关资料。这既能扩大学生的知识面，又是在告诉学生，科学研究是复杂的工作，我们今天学习的知识是前人长期的科学研究的结果。利用这些资料，还可以进一步讨论什么是呼吸作用，说明有氧呼吸和无氧呼吸的过程和异同，举例说明植物，动物及其它生物的呼吸类型，说明呼吸作用与生物生命活动的密切联系，补充和丰富学生的有关方面的知识，使学生认识水平进一步提高。

（4）联系课本知识深入探究。课堂教学不能离开课本，例如结合课本的图、表，教师设疑：如细菌是否有呼吸作用？若有两种细菌分别进行有氧呼吸和无氧呼吸，如何列表说明它们的呼吸方式，对课文中的图表应作怎么样的改动？这里，联系原核生物与真核生物在结构上的差异，说明呼吸作用是生物具有的基本生命活动，呼吸作用提供了各类生物各种生命活动所需的能量，体现了生物界的统一性。学生在学会应用知识的同时，逐步形成科学的思想观念。

（5）展示幻灯片讨论呼吸作用的意义并小结，学生在幻灯片的内容中，突出讨论了呼吸作用的意义。利用幻灯片可以引导学生讨论呼吸作用是生物体生命活动重要的能量来源，和某些中间产物的来源；有氧呼吸比无氧呼吸的效率更高，绝大多数生物都以有氧呼吸作为能量的主要来源等。最后留下思考问题：生物的呼吸作用与生物进化有什么关系？使学生自主地运用辩证的观点、发展的观点分析生物的生命活动及发展变化。

课堂交流，既要体现探究式的研究性学习的先进性，又不能因探究过程的复杂性，结果的多样性而增加学生的学习负担，降低教学要求。所以在教学的各个环节中，都要围绕教学目标，注意突出各知识要点，及时引导学生进行阶段性的归纳小结，从教材出发，又回到教材中，才能最终实现教学目标。

3．研究性学习的启示。

研究性学习开创了中学生物学教学的新境界，体现了素质教育的宗旨，它对我们有以下启发：

第一，生物学科的教学课堂应该是开放的，书本知识要与社会实际相联系，要重视实践的作用。

第二，学生学习的潜在能力很大，要充分相信学生。

第三，研究性学习方法促使学生主动地学习，学生主体作用发挥充分。

第四，学生的创新精神只有在创新中才能得到有效培养，学生的实践能力只有在实践中才能有效地得到提高，一切都不能空谈。

第五，教师素质要不断提高。要在研究中以自己的创新精神和实践能力去培养、提高学生的创新精神和实践能力。