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探究性学习教学方法在初中生物教学活动中的应用_图文

探究性学习教学方法 在初中生物教学活动 中的应用

探究性学习作为一种能够 有效培养学生科学素养的教学 方法,受到极大重视,成为新 一轮理科课程改革中转变学生 学习方式的一个突破点。

大 纲
一、探究性学习的重要性 二、探究性学习的基本理论 三、“生物圈中的绿色植物”探究学 习性活动的教学策略 四、探究性学习活动中出现的问题与 对策

一 、探究性学习的重要性
(一)从基础教育课程改革基本理念看
学习方式改革是本次课改的显著特征、核心任务

—— 《走进新课程》

改变课程改革实施过于强调接受学习、死记硬背、 机械训练的现状,倡导学生主动参与、乐于探究、勤 于动手。 ——《基础教育课程改革纲要》

(二)从初中生物课程理念、课程目标看

课程理念

面向全体学生
提高生物科学素养 倡导探究性学习

课程目标 探究性学习是全面均衡达成课程目标的的重要途径 探究性学习是整合三个维度课程目标的纽带 三维目标:知识、能力、情感态度与价值观
能力目标:
初步学会生物科学探究的一般方法,发展学生提出问 题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交 流的科学探究能力。在科学探究中发展合作能力、实践能力 和创新能力。
—— 《初中生物新课标》

二、探究性学习的基本理论
(一)探究性学习的含义 (二)探究性学习的类型 (三)探究性学习的特点

(四)探究性学习的基本程序
(五)探究性学习的评价

(一)探究性学习的含义
? 具有代表性的有如下几种: 1.美国《国家科学教育标准》认为的探 究性学习是能够帮助别人掌握、获取、理解 科学探究的各种亲身经历。 ? 2.上海市教学科学研究院陆教授认为探 究性学习是指学生在学习过程中自己探索问 题的学习方式。

? 3.探究性学习也称为发现式学习。通过观 察、阅读、发现问题,收集数据,形成解 释,并对这种解释进行交流、检测和评价 的过程。 ? 4.探究性学习活动是学生从问题或任务出 发,通过形式多样的探究性活动,以获取 知识和技能、培养探究能力、获取情感体 验为目的学习方式。

它们共同包含以下几方面:
(1)探究:仔细观察某一事物,获取有关的知识。

(2)探究活动:观察,提出问题,查阅信息,设置研 究方案,分析和解释数据,得出答案,分析交流。 (3)探究方式:研究型探究、调查、观察、文献研 究、实验、模拟实验。

? 探究性学习实际上是一个提出问题和 解决问题的过程,是一种有目标、有 方法、有过程的学习方式。

探究学习的定义
探究性学习是指学生在教师的指导 下,在学科领域或现实生活的情境中, 通过主动地发现问题、体验感悟、实践 操作、表达交流等探究性活动,获得知 识和技能的学习方式和学习过程。

科学家的探究:
科学探究是指科学家用以研究自然界, 并基于研究获得的证据提出独立见解的 多种途径和方法。

学生的探究性学习:
通过类似于科学家的探究活动方式获取 科学知识,学会科学的方法和技能,领悟 科学思想观念,形成科学态度和科学精神。
在实验课(探究性实验)中实施探究性学习。

(二)探究性学习的类型

根据不同的分类方法,探究性学习可以分成不同的类型。 1.按照研究问题的范围大小不同: 问题探究和专题探究 2.根据教师指导程度和学生探究能力的水平层次:

引导探究、合作探究、自主探究三种层次。
3.根据探究的方法分类:

观察、调查、文献研究、模拟、实验、进一步探 究、技术设计、形式设计。

(三)探究性学习的主要特点
自主性

开放性

实践性

过程性

1.自主性:
? 探究性学习在教学过程中是以学生的主体活 动为中心来展开教学过程。 ? 教师在这个过程中只是一个组织者、指导者 和参与者。 ? 探究性学习方式有利于学生主体意识和主体 能力的形成和发展,有利于塑造学生独立的 人格品质,有利于培养学生的自主性。

2.实践性:
? 探究性学习是以学生的主体,实践活动为主 线展开教学过程的。学生借助于一定的手段, 在做中学。 ? 探究性学习特别强调学生的感知、操作和语 言等外部的实践活动, 使认知活动建立在实 践活动的基础之上,用学习主体的实践活动促 进学习者的发展。

3.过程性
? 探究性学习追求学习过程和学习结果的和谐 统一,接受学习重视学习的结果,探究性学习 更加关注学习的过程。

? 探究性学习非常注重学习过程中潜在的教育 因素,它强调尽可能地让学生经历一个完整 的知识的发现、形成、应用和发展的过程。

4.开放性
? 探究性学习的目标是很灵活的,内容和结果 是开放的。

? 学生在探究学习的过程中,能够大胆地怀疑, 提出问题,探讨解决问题的方案,对不同的结 果进行分析,培养创新意识和创造能力。

(四)探究学习的基本程序
? 提问:
科学探究的一般过程都包括哪些环节?

科学探究

基 本 要 求 尝试从日常生活、生产实际或学习中发现与生物学相关的问 题。尝试书面或口头表述这些问题。 描述已知科学知识与所发现问题的冲突所在。 应用已有知识,对问题的答案提出可能的设想。 估计假设的可检验性。 拟订探究计划。 列出所需要的材料与用具。 选出控制变量。 设计对照实验。 进行观察、实验。 收集证据、数据。 尝试评价证据、数据的可靠性。 描述现象。 分析和判断证据、数据。 得出结论。 写出探究报告。 交流探究过程和结论。

提出问题
作出假设 制定计划

实施计划
得出结论 表达、交流

课堂教学中的探究程序大致如下:
1. 明确探究课题的任务 2.感知学习材料,创设问题情境 3.利用背景材料,做出假设和推断 4.设计探究方案,预测结果

课堂教学中的探究程序大致如下:

5.执行方案,搜集数据

6.加工整理数据,得出科学结论 7.交流评价,进行反思

(五)关于探究性学习的评价
1.评价的原则

① 主体性原则 ② 激励性原则 ③ 过程性原则 ④ 发展性原则

2.评价的内容
① 探究性学习的参与态度
② 探究性学习的情感体验 ③ 探究性学习的方法技能 ④ 探究性学习的创新能力

3.评价的方法
① 课堂观察评价法(表1) ② 活动表现评价法(表2) ③ 成果展示评价法

表1 生物探究性活动课堂观察评价表
项目 评价细则 评价标准 评价结果 3 2 1

知识 名词概念、原理规律、方法 3=理解并掌握, 步骤、形态结构、解剖演示、 2=初步理解,1= 技能 解决问题 参与活动 态度 听讲、发言、询问、交流、 3=积极认真,2= 方式 讨论、作业、实验、探究 一般,1=不认真 提出与别人不同的见解,大 情感 胆尝试并表达自己的想法, 3=经常,2=一般, 1=很少 价值 善于听别人的意见,积极与 他人合作 思维 独立思考,探究有计划,活 3=能且强,2=一 动有条理,善于用不同的方 般,1=很少 品质 法解决问题,具创造性

表2生物探究性活动表现性评价表 通过小组合作设计不同的“影响鼠妇分布的环境因 活动表现 素”方案,并探究出“影响鼠妇分布的环境因素” 性目的 的结论 1.教师指定一定的活动场所,能供学生捕捉鼠妇; 课前准备 2.教师提供活动的器具。 1.学生通过观察和采集鼠妇的活动对鼠妇的生活环 境有了初步认识,即阴暗潮湿的环境。那么影响鼠 自主探究 妇分布的环境因素是什么?学生提出假设:影响鼠 妇生活的主要环境因素可能是光或水? 评价内容 1.分工明确,配合协调 评价结果 2.报告有序,易于概括 3.交流积极,表达流畅,说理充分 4.方法多种,比较优化
得分 3 2 1

三、“生物圈中的绿色植物”探究 学习性活动的教学策略
人教版新编教材中,所安排的探究,既有较 完整的科学探究活动,取名为“探究”;也有 让学生参与科学探究的某些侧面的活动,如: “观察与思考”、“资料分析”、“实验”、 “调查”、“演示实验”“制作”、“模拟探 究”、“模拟制作”、“设计”、“技能训 练”、“课外实践”、“进一步探究”等,类 型多种多样。

探究学习性活动的教学策略
根据不同的探究活动的目的和层 次,将探究活动分为四种类型: ? 知识探究、实验探究、科学调 查、拓展探究,并根据这四种探究 活动的特点实施相应的教学策略。
?

1.知识型探究活动的教学策略:
主要形式“观察与思考”、“资料 分析”、“技能训练”等。

探究花的主要结构
结合103页“桃花的基本结构”,按照由下向上、由 外向内的顺序认识花的各部分结构。思考以下问题。

1.一朵发育完全的花通常是有那几部分组成?

2. 雌蕊和雄蕊分别由哪些结构构成?

3.花粉藏在哪一结构中?子房中还有哪些结构?

花的主要结构

有精子

花粉

3. 花粉藏在哪一结构中?子房中还有 1. 2. 一朵发育完全的花通常是有那几部分组成 雌蕊和雄蕊分别由哪些结构构成 ? ? 哪些结构? 柱头 花药

雌 蕊

花柱 子房 (有胚珠)

花丝 花瓣(花冠) 花萼(萼片) 花托 花柄

雄蕊

有卵细胞

子房的结构

子房壁
胚珠

卵细胞
纵切放大

1. 甲、乙、丙三朵桃花在开花时,甲花去掉雌 蕊,乙花去掉雄蕊,丙花完好。最后甲不结果,乙能 结果,丙能结果。 2 .玉米开花季节,连绵阴雨,传播花粉受到影 响,结果玉米有缺粒现象。

问题讨论:
1. 花的哪部分将来会发育成果实? 2.对于植物繁衍后代来说,花的哪些结构是最重 要的?为什么?

对于绿色开花植物 繁衍后代来说,花 的哪些结构是最重
要的 为什么?

雌蕊和雄蕊
提供卵细胞 提供精子

推理
甲乙两地出产同一种甜瓜,甲地的甜瓜比乙地 的含糖量高。经调查,在甜瓜生长季节,甲乙两地 的光照条件和栽培措施基本相同,而温度条件差别 较大,详见下表及其转换成的直方图:
平均温度(℃) 甲地 乙地
40–

白天 夜间

30 – 20 –

白 天
夜 间

33
12

33
22

10 –
0– 甲地 乙地

探究:1. 环境温度对呼吸作用的影响。
2. 呼吸作用与植物体营养物质含量的关系。

2.实验型探究活动教学策略:
主要形式 “实验”、“探究”、 “模拟探究”等。

观察种子的结构

探究 种子萌发的条件


绿叶在光下制造有机物
【背景知识】 俗话说“万物生长靠太阳”,自然界中的 绿色植物可以直接利用光能通过光合作用制 造有机物,其他生物大多都是直接或间接的 以绿色植物为食物来维持生命活动的。 【提出问题】 绿色植物是否能在光下制造有机物? 【作出假设】 绿色植物可以在光下制造淀粉。

【制定计划】 学生讨论设计思路:
1、如何设计有光、无光的对照? 2、如何保证实验前叶片上是没有淀粉的? 3、如何检验叶片中是否有新的淀粉产生?

材料用具: 盆栽的天竺葵; 黑纸片,曲别针,小烧杯,大烧杯,培养 皿,酒精灯,三脚架,石棉网,镊子,火柴 酒精,碘液,清水。

【制定计划】
方法步骤 1. 将生长旺盛的盆栽天竺葵放到黑暗处一昼夜进 行饥饿处理。 2. 选取一个叶片,用黑纸片把叶片的一部分从上 下两面遮盖起来,然后移到阳光下照射或用 100W日光灯照射(离叶片15cm左右为宜)。约6小 时后,摘下该叶片,去掉遮光黑纸片。(对照 、单一变量) 3. 把叶片放入盛有酒精的小烧杯中,隔水加热( 约10min),使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中 ,叶片变成黄白色。 4. 将酒精灯轻轻挪出来,然后熄灭; 5. 取出黄白色的叶片并用清水漂洗,然后平铺在 培养皿中,向叶片滴加碘液,放置约5min。 6. 用清水冲洗掉碘液,观察叶片颜色。

【实施计划】小组分工合作,进行实验探究。
【得出结论】 实验现象: 叶片见光部分遇碘液( 变蓝 ) 黑纸片遮光的部分遇碘(不变蓝) 实验现象分析:见光部分( 产生 )了淀粉 不见光部分( 没有产生)淀粉 实验结论: 淀粉是光合作用的产物,光是光合作 用的必要条件。

【表达和交流】

1、为什么要把天竺葵提前放到黑暗处一昼夜?
2、为什么要用黑纸片将叶片的一部分遮盖起来?遮盖 一面可以吗? 3、脱去叶绿素时为什么要隔水加热?酒精的作用是什 么?叶片颜色如何变化?

注意事项: 1. 本实验需要使用酒精灯。虽然已经向学生说明并 嘱咐过酒精灯的用法,但是为了预防万一,实验 室要准备几条较大的湿毛巾,一旦实验中出现酒 精燃烧现象,即可用湿毛巾盖上燃烧的酒精。 2. 在小烧杯中放入酒精的量,应恰好浸没叶片。太 少实验效果不好,甚至出现酒精耗尽、叶片也不 变色的现象;太多会浪费酒精。 3. 在隔水加热酒精去除叶片的绿色时,一定要提醒 学生注意,叶片一旦变色,就要停止加热,并按 照先后顺序解除实验装置。要用镊子将小烧杯从 大烧杯中取出;用镊子拿掉石棉瓦,以防烫手。

探究二氧化碳是光合作用必需的原料吗?

【提出问题】 二氧化碳是光合作用必需的原料吗? 【作出假设】 二氧化碳是光合作用必需的原料。

【制定计划】
材料用具:盆栽的天竺葵,25%氢氧化钠溶液,酒精, 碘液,小烧杯,大烧杯,培养皿,酒精灯,三脚架, 石棉网,镊子,火柴,清水,小锥形瓶,玻璃罩,玻 璃槽。 学生讨论设计思路:(根据材料用具中的提示)

如何设计有无原料二氧化碳的一组 对照实验?

方法步骤
1. 将生长旺盛的盆栽天竺葵放到黑暗处一昼夜进行 饥饿处理。 2. 用两个小锥形瓶装水,分别插上两枝天竺葵。 3. 再准备两个玻璃罩,两个水槽,一个水槽A装25% 氢氧化钠溶液,另一个水槽B装同样多的清水 。 把第一步的两枝天竺葵放进玻璃罩的水槽中。 4. 把整个玻璃罩装置,放在光照下几小时。 5. 分别在(1)(2)装置中取叶子进行酒精脱色、 清水漂洗、碘液显色。

观看实验视频: 思考: 1.A组与B组,哪个是对照组?哪个是实验组? 2.此实验的步骤与绿叶在光下制造有机物的实验 有哪些是相同的? 3. 实验的现象是: A组植物叶片碘液显色( 不变蓝 ) B组植物叶片碘液显色( 变蓝 ) 4.实验的结论是: 有二氧化碳的装置中植物进行了光合作用,二 氧化碳是光合作用必需的原料。

注意事项: 1、不要让氢氧化钠液体进入放有天竺葵的小锥形瓶 中。 2、实验过程中会用到氢氧化钠液体,要特别提醒学 生不要让皮肤接触到它。如果皮肤不慎沾有氢氧 化钠溶液,应尽快用清水清洗4-5min。

绿色植物的呼吸作用

3.科学调查型探究活动的教学策略

说一说: 1、买了一袋种子,全用上吗? 2、为了避免浪费,用4、5粒种子就行吗? 3、测发芽率挑个大的种子吗? 4、给种子提供什么样的环境条件?

种子发芽率的计算公式:
发芽率=
发芽的种子数 供检测的种子数 X100%

4.拓展型探究活动的教学模式

主要形式“进一步探究”、“实践活动”、 “制作”、“模拟制作”、“设计”等。

光照对种子萌发的影响

无光

有光

无光 有光

酸雨问题
酸雨具有腐蚀性,会对动植物的生活 产生不同的影响,那究竟会不会影响到 种子的萌发呢?

酸雨模拟试验

四、探究性学习活动中出现的问题与对策
1.发展探究能力是否比学习知识更重要? 2.在探究学习中,可以告诉学生答案吗? 3.教师可以否决学生提出的探究方案吗? 4.如何把握对学生的指导水平? 5.教师如何促进学生探究学习的能力?

6.在探究学习中教师如何对学生进行管理?
7.怎样才能完成大纲规定的学习内容? 8.如果只有传统的教学材料,教师该怎么办?

1.发展探究能力是否比学习知识更重要?
? 同样重要。它们是相得益彰的两种学习结果。 ? 一些人认为学生只要学会了探究,就能发展对科学 概念的理解。实际上,这样的假设是不可靠的。 ? 当然,探究能力的发展也应成为学生学习的一项目 标。 ? 教师必须做到在科学概念的学习和探究能力的发展 之间保持合理的平衡。

2.在探究学习中,可以告诉学生答案吗?
? ? ? ? 可以。 不是所有的知识都需要通过探究来获取。 需要考虑以下因素: -- 教师的意图:侧重于培养自主探究能力还是侧 重于资料查阅; ? -- 探究的背景:是否有足够的时间。

3.教师可以否决学生提出的探究方案吗?
? 可以。并不是学生提出的所有问题都值得探究。 ? 需要考虑以下因素: -- 能够达到什么目的; -- 是否可行; -- 是否存在安全上的问题。

4.如何把握对学生的指导水平?
? 取决于保持学生真正参与探究的需要。 -- 对缺乏科学探究经验的学生,需要给予较多的指 导。 -- 对于能够自己开展探究的学生,教师也需要通过 观察、提出要澄清的问题和必要的建议来实施指导 和调控。 -- 在学年开始时需要较多的指导,然后逐渐放开, 让学生进行更多的自主探究。

5.教师如何促进学生探究学习的能力?
? ? ? ? ? ? 确定中心问题,为探究学习搭建平台 动手操作,使学生经历探究过程,使探究结果更可信 启发引导,发展学生探究学习的能力 组织讨论,鼓励协作,深化探究学习 评价精到,使探究能力得到检测 多层训练,延伸自主探究

6.在探究学习中教师如何对学生进行管理?
? ? ? ? ? 要制定周详的组织和实施计划。 要建立管理学习资料和器材的规章。 要制订指导学生运用资源的指南。 要制订学生进行合作学习的指南。 要培养学生对自己学习负责的认真态度。

7.怎样才能完成大纲规定的学习内容?
-- 悉心地选择少数内容作为重点,花较多的时间进行 探究学习; -- 把多项学习内容合并到一组课和单元来完成; -- 与其他学科协调,合理安排一些重复的内容; -- 把科学课中的一部分内容延伸到其他学科完成;

8.如果只有传统的教学材料,教师该怎么办?
? 把重点放在学习基本概念上。 ? 将有关实验和动手操作的内容调整到讲述概念 和术语的内容之前。 ? 从职业进修中获取材料、或者从互联网上获取 材料补充到自己的教学中。


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