探究性学习课程资源的开发与利用初探

黄敏（江苏省泰州中学江苏泰州 225300）

探究性学习课程资源的开发与利用初探

黄敏（江苏省泰州中学江苏泰州 225300）

基于高中生物教学实践，剖析了探究性学习课程资源素材选择的要求，并结合事例阐明对基于实验、基于科学史、基于生活、基于网络环境、基于学生本真问题的探究性学习课程资源的开发及运用。

探究性学习 高中生物 课程资源 开发与利用

文件编号：1003－7586（2017）01－0053－03

“课程资源的丰富性和适切程度决定着课程目标的实现范围和实现水平”。实践证明，探究性学习资源的开发与合理利用对课堂教学的优化、对学生学习方式的变革有较大的推动作用。

1 高中生物探究性学习课程资源素材选择要求

高中生物探究性学习课程资源既包括教材、教具、仪器设备、教学软件等有形的物质资源，也包括学生已有的知识和经验等无形的资源。其中，教材是非常重要的课程资源，但由于文本教科书的局限性，不可能面面俱到满足各类学生的学习需求，而且更新速度慢，所以教师在充分利用教材的同时，要结合教学实际，积极开发新的课程资源。探究性学习课程资源的开发和利用是以满足学生发展的需求为价值准则，对“潜在的”课程资源素材进行加工或原创新的课程资源，并以一定的方式把它们纳入到教学活动中。

实践中，教师要追求课程资源开发与利用的效益，对有关素材选择要求是“精、典、新、思”：

“精”指所选择材料应当是经过仔细斟酌、比较后挑出的，要能支持学生的探究活动，有利于学生从中发现和提出问题，收集证据、观察实验、动手动脑地解决问题；

“典”指素材具有典型性，学生经过典型素材的分析与活动训练足以掌握相关知识与技能；

“新”指素材的新颖性，即所选素材应与现代科技、生产、生活紧密相连，可为课堂增添时代的源泉和生活的动力，对学生来说是新奇的，能激趣；

“思”指素材必须以提高学生生物学素养为中心，有利于学生在探究性学习中获得知识、启迪思维。

2 探究性学习课程资源开发与利用的实践

2.1 基于实验的课程资源开发与利用

新课程实施之初，我校生物实验课存在着一些条件性资源不足的问题：没有专职实验员老师，很多实验设备、仪器、药品缺乏，实验常常是“纸上谈兵”；能开的实验中“照方抓药”验证式多于探究式，帮助学生了解知识点的多，真正放手联系生产、生活、社会实际具有实用价值的开放性实验少……

如何筹备齐实验器材？除了充分利用原有的以及必要购置一些器材外，还要靠师生的智慧因陋就简、创造性地开发，“瓶瓶罐罐当仪器，拼拼凑凑做实验”。如“气球+装着发酵面的瓶子+盛有开（冷）水的盆”可以进行“观察温度对呼吸作用速率影响的实验”；“绿叶中色素的提取与分离实验”点样时，“毛细吸管吸提取液划线”可以用“盖玻片沾提取液盖章”代替；注射器可以代替量筒；废弃小药瓶用作培养容器；冰糖代替蔗糖，新鲜的马铃薯组织样液提供过氧化氢酶等。这样丰富了实验教学资源，既有助于解决实验仪器和药品短缺，弥补实验经费不足的问题，又能增强学生节约和环保意识。

如何激发学生的探究性实验的热情？在每次实验前，教师要求学生思考：怎样做才可以使实验效果更好？实验器材、试剂、实验步骤是否可以进行改进？课上鼓励学生自带实验材料进行探索。

如“植物细胞质壁分离及复原实验”，学生发现可用黑藻幼叶、马齿苋茎表皮等代替紫色的洋葱表皮进行实验，操作简单,效果明显。关于实验试剂的改进，例如教材中所用的是质量分数为0.3 g/mL的蔗糖溶液，由于蔗糖溶液浓度大、黏稠，实验过程中常常会出现封堵镜头的情况，影响实验的正常进行，且镜头的清洗费时费力、易损坏。可以用什么溶液来代替蔗糖溶液呢？教师可以指导学生配制系列浓度梯度的氯化钠溶液、硝酸钾、氯化钠等溶液，探究何种溶液在何浓度下效果更好。

实验过程中，不要怕学生暴露错误，错误更容易激发学生的求知欲。如果教师能对学生错误中反映的认识偏差或实验能力的不足，加以合理指导，可以让学生在改进中实现真正意义上的探究性学习。开发自制的实验器材、好的探究性实验设计方案、学生实验中发生的错误、改进中获得的新发现等都是宝贵的课程资源，实验后要及时归纳总结。

除了尽量开设校内实验外，教师可引导学生积极开发家庭小实验，如“自制葡萄酒、果醋、腐乳、泡菜等”“探究加酶洗衣粉在何种水温下洗涤效果最佳”“探究种子萌发需要的外部条件”“观察宠物的行为和信息交流方式”等可以家中操作的实验，要求学生将关键的实验现象用数码相机拍下来，做成课件，然后到班级展示介绍实验设计原理、过程、现象与心得。由于是自己亲自摸索出的经验（如自酿葡萄酒的学生发现，在将新鲜葡萄冲洗2、3遍去枝梗后，晾干后再榨汁，被杂菌污染的可能性会减小；如果没有榨汁机，可以拿洗净的洋瓷盆底压葡萄等），学生介绍起来非常自信，听的学生也很兴奋，会好奇地提出很多问题，产生试一试的欲望，使探究性家庭实验资源教学效益大大提高。

有关师生课内外探究实验相关的教与学的知识、技能、经验、活动方式等资源需要教师长期不断地积累与打造，恰当利用后使实验教学从浅表走向深层，才能真正体现出这样探究性实验课程资源作用的丰富内涵。

2.2 基于科学史的课程资源开发与利用

科学史是承载着科学思想、科学知识、科学方法、科学精神教育等的优质探究性学习课程资源，在历史背景下看生物科学的孕育、产生和发展，会使生物学知识、原理和规律变得生动鲜活而富有生命力，同时生物学家的感召力和生命科学的魅力能唤起学生对生命科学的兴趣，使他们在知识、能力、情感和人文素养方面得到和谐发展。教师可以广泛搜集学生能够接受和认同并与教材知识点对应的生物史资料，整理成生物学家的故事、经典的生物科学发现和生命科学新成果，按教材顺序编排，形成一套科学史资源库，让师生共享。

高中生物教材中本身就有不少经典的科学发现史，如光合作用的探究历程、生物膜流动镶嵌模型的建立、DNA是遗传物质的发现、遗传密码的发现等。科学史素材的教育价值取决于再加工、再创造的有效性，如“光合作用的探究历程”的教学，如果只是将寓意深刻、内容精炼的教材内容转化为带领学生回忆当时的科学家分别做了什么实验，结论是什么，那会非常平淡，让学生感到索然寡味。如果教师在科学史的再加工中引导学生学习，可以还原鲜活的知识。如分析“光合作用的探究历程”中科学家经典实验的巧妙之处和有无局限性，从改进实验取材、严格控制变量、实验装置优化等角度，对科学家的探究性实验（光合作用原料有CO2、H2O，产物有淀粉、O2，需要适宜的光照、温度，场所在叶绿体）进行再设计。猜想卡尔文如何研究光合作用暗反应的？如何探究中间产物顺序的？固定CO2的物质是什么物质？教师通过设计问题链进行任务驱动学习，把知识传授转变为学生的思维探究过程，对培养学生分析解决问题和批判性思维能力、领悟科学研究方法大有裨益。

当今生物科学发展迅猛，每年的诺贝尔生理学或医学奖、化学奖等最新研究成果续写着生物科学史中新的篇章。教师要努力寻找比较高深的科技成果素材，与学生知识能力接受水平相当的结合点进行改造，及时吸纳并补充在有关章节的教学中，以拓展学生的科技视野，激发学生走近科学，认识科学、技术与社会的关系，增强探究性学习的主动性。如在“细胞分化”一节学习中，给出2012年诺贝尔生理学或医学奖“诱导多能干细胞”资料，设问：分化的体细胞与胚胎干细胞有何区别？分化的体细胞为什么还能改造成类似胚胎干细胞的细胞？科学家为什么要把分化的体细胞改造成类似于胚胎干细胞的细胞？你发现这项科学研究蕴含的巨大意义了吗？这样可以深化学生对细胞分化本质的理解，引导学生关注干细胞研究及其重要性。新颖有趣的科技热点素材容易激发学生的学习兴趣，吸引他们继续关注研究的进展，树立投身生物学研究的志向。

2.3 基于生活的课程资源开发与利用

“注重与现实生活的联系”是新课程的重要理念。挖掘生活化、社会化和实用化的探究性学习课程资源用于课堂教学，将教学活动置于现实的生活背景下，源于生活的知识更容易引起学生共鸣进而理解和掌握相关知识，同时可以让学生感到学习生物学知识有“用”。

如“免疫调节”教学时，教师首先播放视频：“走近美国天使泡泡男孩”，介绍由于免疫功能缺陷，泡泡男孩只能生活在塑料泡泡房里，12年后移植姐姐的骨髓时，被病毒感染死亡。利用情境导入，让学生在同情泡泡男孩的同时，非常想知道：什么是免疫？正常人是怎样进行免疫调节的？生物学与人体健康密切相关，几乎每个学生都得过流感，而且都曾体验到从SARS到甲流感等对他们生活与健康的影响，这些经历可以作为学习“免疫调节”很好的探究性学习资源。

教师可以设计以下问题，供学生讨论：

①当我们班上有同学得了甲流感，其他同学不可避免地接触了甲流病毒后一定会患甲流吗？如果不，机体怎样防卫的？最后让学生画相关免疫调节的过程图。

②甲同学注射过疫苗一段时间，乙同学未注射，在被同样的甲型H1N1病毒同程度感染后，他们体内的抗体量、病毒量、患病程度有什么不同？

③如果甲同学注射疫苗1 d后，乙同学患病，甲可能被传染吗？

④甲同学注射过疫苗，流行病期间未发病，但再次流行时为什么会患病？

⑤你对遏止流感流行有哪些建设性的意见？

……

生活化问题的讨论有助于学生掌握生物学知识，增强健康意识。

留心处处皆有基于生活的课程资源，如雾霾天气、生物多样性丧失、水污染与水资源危机等令人警醒的图片、数据、案例资源，可用于启迪教育学生学会与自然和睦相处，坚持可持续发展之路。笔者曾带领学生在校园里进行中学生早餐营养与健康调查、清除校园生态入侵植物“加拿大一枝黄花”、参加栽培番茄等的劳动并采摘与品尝果实、组织去曾被联合国教科文组织评为全球500佳的江苏省泰县河横村生态农业基地参观考察等。这些活动中的所见所闻、经历与体验，以及每天媒体中海量的科普新闻报道、电视专题栏目等都可以成为探究性学习课程资源，重要的是教师要有善于发现和加工能力。

2.4 基于网络环境的课程资源开发与利用

基于网络的探究性学习资源据自主获取信息的程度不同可分为两大类：

①事先组织一定的资源建立专题学习网站，有目的地安排学生在固定区域学习；

②整个学习过程都置身于开放性网络资源中。

笔者曾经搜集大量与主题相关的素材制作“DNA分子的结构”“人类基因组计划”等专题学习网站，设立教学设计、教学资源、自主学习、在线交流、在线测试栏目，让学生在校园网上主动通过教师提供的现有信息资源进行学习。借助于较丰富的课程资源，学生接受有效信息的量和学习的交互性、自主选择性、参与度与传统的讲授式课堂教学明显不同。这样的学习受到学生欢迎。

开放性网络环境下开展探究性学习必须由学生自己搜集、分析、整理信息获得或发现知识。如选修3“基因工程安全性”的学习时，教师要求学生进行搜索与浏览网页，跟踪基因工程安全性研究的最新进展，或去一些论坛，与网友交流讨论，然后将正反方的观点整理后写成综述，在班上汇报交流，并将搜集到的典型资源放到班级公共邮箱，实现信息资源共享。开放性网络环境下进行探究性学习可以由教师定期发布或学生自主提出探究思考题，本班师生、全校同学、甚至互联网友之间成为学习共同体，常常会获得一些专业人员的热心帮助，促进学生深入地进行探究性学习，最终达到对当前所探讨知识较为深刻的意义建构。

利用网络信息资源开展探究性学习，对培养学生信息检索、收集、筛选、分析、处理能力等有着重要作用。在利用网络信息资源时，教师应当提醒学生注意分析信息的权威性和可靠性，提高学生信息评价意识和能力。

2.5 基于学生本真问题的课程资源开发与利用

动态生成的课堂上，学生提出的“似懂非懂”的问题或暴露的一些错误，常常是最本真的，教师要善于捕获这些宝贵的无形资源，因势利导、以学定教，以提高课堂教学的针对性。

如在反射弧的教学中，教师引导学生回忆初中所学知识，说出反射弧的组成。两人一组做“膝跳反射”实验，尝试画出膝跳反射模式图。在讲评时，学生“插嘴”提出以下问题：

如何判别反射弧中传入与传出神经？如果效应器只由传出神经末梢和它所支配的一块肌肉组成，踢小腿的动作能完成吗？

笔者意识到学生的学习困难所在：感觉神经元与神经元的模式图差别比较大，学生难以辨别树突与轴突；一块肌肉的收缩的确不能引发踢小腿动作发生，膝跳反射模式图教材上简化只画1个反射弧，不够严谨科学，给学生探究性学习带来困难。因此补充了神经元种类的知识，并展示钉子刺脚引起反射的图片，引导学生观察：传入和传出神经上兴奋的传导方向、其上是否有神经元胞体、与灰质前后角连接的位置有什么不同。另外，说明动作发生的确需要伸肌收缩、屈肌舒张，以及需要多个反射弧结构基础才能完成。

以后教神经调节时，笔者都要对反射弧模式图做适当拓展和说明。教学中遇到类似的例子还比较多，如X与Y染色体是否是同源染色体，教室里所有的人是否是一个种群，双眼皮的夫妇生出单眼皮的孩子属于遗传还是变异，若是变异，属于基因突变、基因重组、染色体变异吗？……诸如此类的问题数不胜数，教学时，教师一定要尊重学生，留给学生发表自己想法的机会。学生的前科学概念、疑惑和见解都是很好的课程资源，教师充分开发利用，可以让教学更有效。

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