高中生物学“研学型课堂”教学主张的践行

摘   要

高中生物学“研学型课堂”教学主张倡导课堂上学生进行“学的研究”和教师进行“教的研究”，最终实现教学相长。本文以人教版高中生物必修一、必修二、必修三及选修三部分课程为例，从“研学型课堂”教学主张的核心理念、实践路径、课堂实践及实践思索四个角度阐述“研学型课堂”在高中生物学课堂中的实践运用。

关键词

教学即研究   高中生物学  “研学型课堂”教学主张

“研学型课堂”教学主张源于“教学即研究”教学思想，该教学思想由让·皮亚杰的学生艾莉诺·达克沃斯提出，“教学即研究”包括两方面的含义：“教即研究”和“学即研究”。“研学型课堂”教学主张的实践价值为提高教学质量和实现教学相长。

一、“研学型课堂”教学主张的核心理念

1.通过情境，激发师生主动研学

情境教学不能简单地等同于情境引入，“研学型课堂”中的情境是指教师创设的带有情感、活动或资源的学习场景，利于学生构建知识并在体验过程中获得高阶思维发展的一种教学形式。高中生物教材中的情境素材很丰富：光合作用的发现、DNA是主要的遗传物质的发现、生长素的发现等科学史类的情境素材;酿酒、杂交水稻的培育、糖尿病等生活类的情境素材;物质跨膜运输、性状分离比的模拟、调查种群密度等体验类的情境素材;模型、多媒体等营造的直观类的情境素材;等等。在课堂的导入、活动、运用以及总结等环节都可通过情境激发师生主动研学。

例如，在“生态工程的基本原理”一节新授课的教学中，设计了两个情境串。情境串一：①传统农业、石油农业和生态农业的演变史。②古代的无废弃物农业短片。③樟子松林和珊瑚礁区的演替过程图像。④长江三角洲桑基鱼塘分布的新闻报道。学生通过情境感知、师生研学，学会分析生态工程基本原理。情境串二：①社会主义新农村建设短片。②国家级生态示范区建设新闻报道。③笔者家乡的农村生态工程建设调查报告书。学生通过身临其境、深入研学，学会运用生态工程基本原理。

2.设计活动，组织师生研学

活动不能简单定义为一种课堂的组织形式，而是包括思维活动、实践活动以及操作活动等以学生为主体的教学方式，在活动过程中运用合作、探究以及展示等教学手段，充分调动学生的主观能动性，从而促进学生高阶思维的发展。具体操作为：教师在课前针对学生的最近发展区设计活动版块，编制研学案，课前发给学生，使学生带着问题进入课堂，研学问题在课堂，并带着新问题进入课后研学。在课堂教学中教师即时提出更深层次的针对性问题引导学生进行多种形式的活动，最终达到教学相长的效果。

例如，在“伴性遗传”一节新授课的教学中，设计了3个活动组织师生研学。活动一：通过讨论，尝试解释人类性别比接近1∶1的原因。师生从减数分裂和受精作用的角度进行研学。活动二：通过情境，探究伴性遗传的传递规律。师生以婚前的遗传咨询为情境，系统讨论了伴X染色体隐性遗传的传递规律，深入研学了隔代遗传和交叉遗传，并举一反三，学生自主总结出伴X染色体显性遗传的规律特点。活动三：运用伴性遗传规律解决实际问题。以养鸡场公鸡和母鸡的选育为背景进行研学，做到了知识的现学现用。

3.开展即时对话，保持师生研学

即时对话能有效促进学生对知识的主动建构和发展，发展学生的思维。即时对话的实施点有很多，可利用学生的错误认知进行即时对话，教师不能简单的灌输正确答案，而是通过对话引导学生错误归因，把握本质，从而深层理解;可利用学生的好奇心进行即时对话，教师不能以偏离主题为由一带而过，而是深度挖掘知识，联系生活，保持学生对知识的渴求;可利用学生的一些“怪问题”进行即时对话，教师不能因影响教学进度而回避，而是因势利导，巧妙转移，通过对话化弊为利。

例如，在“物质跨膜运输的方式”一节新授课的教学中，在不断的即时对话中保持研学。对话①：如何解释葡萄糖无法通过无蛋白质的脂双层，但小肠上皮细胞却能大量吸收葡萄糖？对话②：饭后和饥饿时葡萄糖为什么都可以通过小肠上皮细胞？通过对话理清了小分子物质跨膜运输的三种方式。对话③：影响自由扩散、协助扩散和主动运输的因素有哪些？对话④：同种物质进入不同细胞的方式一定相同吗？通过研学加深了对物质跨膜方式的理解。对话⑤：自由扩散、协助扩散、主动运输、胞吞、胞吐以及物质进出核孔对物质都具有选择性吗？通过研学实现了知识的辐射，进一步理清细节，实现能力的提升。

4.通过师生研学，实现教学相长

教学是个动态的过程，教师有时难免也会犯经验主义错误。“研学型课堂”以学生为主体，让学生敢于联想和尝试，让学生在合作探究、勇于展示等环节中畅所欲言，提升了学生的思维能力。学生的问题有时也会打破教师的知识体系，让教师有眼前一亮的感觉，激发教师进行更深层次的思考并及时调整课堂教学方向，增强教师加强知识储备的愿望、激发教师课后研学动力以及养成对问题从多角度深层次思考的习惯，通过课堂研学形成师生教学相长的双赢局面。

例如，在“生態系统的能量流动”一节新授课的教学中，教师按部就班，以某改造的湿地生态系统为情境，分析能量流动的过程和特点。在研学过程中有学生提出：如果人吃蘑菇，能量从分解者流向消费者，是否体现能量循环？如果降低某一营养级生物的呼吸消耗的能量，能否提高营养级之间的能量传递效率？人烤火取暖能否说明热能可以直接被人类再利用？教师没有放过这些即时生成的教师自身也有疑惑的高质量问题，组织师生进行深入研学，通过研学对循环的定义、传递效率的内涵以及烤火取暖的原理有了更深的理解，从而实现了教学相长。

二、“研学型课堂”教学主张的实践路径

1.运用研究方式，组织教学内容

生物学是研究生命系统各层次的结构、功能以及生物与环境关系等的生命科学，知识体系是由科学家们长期求索和不断求证而构建的，教学的过程是科学知识再生产的过程，再生产的最佳形式是重演科学知识的生产过程，在课堂教学中以研究的方式组织教学引导研学，通过知识再生产的研学过程实现学生学科素养的提升。如光合作用、遗传定律以及现代生物进化理论等生物学史的教学可以以时间轴为序沿着科学发现的过程组织师生研学;基因工程、细胞工程以及基因的表达等可以以最新的科技成果为背景组织师生研学;神经调节、能量流动以及细胞呼吸等可以以日常生活中的运用为切入点组织师生研学等。

以研究的方式组织教学，使学生在重演科学研究的过程中，掌握科学研究的一般方法和思维方式，初步形成科研能力并养成科学研究的品格，从而提升学生探索知识本质的能力。

2.优选教学策略，实施教学过程

高中生物学科特点是知识点琐碎、核心概念多，这就要求针对不同的课型、不同的知识点以及不同的学生群体运用不同的教学策略。如组成细胞的分子、细胞的生命历程、胚胎工程等基本常识类内容可多运用合作与展示教学策略;细胞膜、酶、物质跨膜运输的方式等实验类、探究类内容可多运用探究与拓展教学策略，可让学生多动手实验得出结论;分离定律和自由组合定律、神经调节、DNA是主要遗传物质等思维类内容可多运用理解与思辨教学策略;变异和育种、种群和群落、物质循环和能量流动等生产生活联系类内容可多运用设问与追问教学策略。

不同阶段不同教学策略的合理运用，使学生始终保持研究的状态，课堂始终高效运转，学生时刻处于深度思维中，有效提升了学生的学科素养。

3.通过内容整合，优化教学设计

教师可根据学情、地方特色、最新热点等，创造性地使用教材，选取恰当的内容进行挖掘和加工，在重组和整合的基础之上个性化教学设计，从而激发师生研学。可将一些验证性实验设计为探究性实验，如生长素的生理作用、酶的相关实验等教学设计;可围绕热点问题，如诺贝尔奖、具体的基因工程和细胞工程实例等进行教学设计;可围绕实际问题，如海洋捕捞和濒危物种的保护、育种、农业生产等进行教学设计;可围绕专题知识，如将原核生物、细菌的细胞呼吸和光合作用、细菌的遗传和变异以及细菌种群的增长方式等进行整合复习[1]。

三、“研学型课堂”教学主张的课堂实践

以人教版必修二“DNA是主要的遗传物质”一节新授课为例，教学流程见图1。

1.创设情境，激发研学

情境是研学的诱发剂，情境设计要遵循学生的最近发展区，情境要有思维含量，要有悬疑性，要能激发学生的共鸣并引发探究欲望，激发学生研学的紧迫感。情境可以是一段科学史，可以是最新的科技成果，可以是与日常生活的联系，可以是一则新闻等等。

例如，在“DNA是主要的遗传物质”一节新授课中，以生物学史为情境（见图2），从1866年孟德尔发表论文，到1900年孟德尔遗传规律的再发现，到1903年萨顿的假说和1910年摩尔根的证据，之后话锋一转，20世纪中叶，科研人员发现染色体的主要成分是DNA和蛋白质，这两种物质中究竟哪种是遗传物质呢？

通過生物学史情境激发了学生的探究欲望，同时穿插介绍了20世纪初期科研人员对蛋白质和DNA的研究进展，介绍了科研人员对细菌培养技术的掌握等为后面活动的顺利开展做好铺垫。

2.活动开展，组织研学

课前教师整合教材设计研学案，课中学生带着问题进入小组研学，在研学的过程中鼓励学生畅所欲言，教师把握即时生成的问题进行追问，在每个活动结束后组织学生进行成果展示，在组内和组间争论的基础之上学生知识体系形成。

例如，在“DNA是主要的遗传物质”一节新授课中，以时间轴为序设计了两个活动。活动一：分析肺炎双球菌的转化实验，设计两个任务。任务一：分析格里菲斯肺炎双球菌体内转化实验，设计2个问题。①不同组别之间对照分别得出怎样的结论？②实验能得出怎样的推论？任务二：分析艾弗里的肺炎双球菌体外转化实验，设计3个问题。①艾弗里实验设计的思路是什么？②DNA水解酶处理组的意义是什么？③通过分析能得出怎样的结论？在学生活动的基础之上追问2个深层次问题：①任务一中死亡小鼠体内的S型菌是如何转化而来的？②S型菌能否转化为R型菌？活动二：分析噬菌体侵染细菌的实验，在铺垫讲解噬菌体的结构和侵染过程的基础之上，设计2个问题，①如何得到DNA含有32P标记或蛋白质含有35S标记的噬菌体？请说明理由。②阐述实验过程并进行结果分析完善表格。在学生活动的基础之上追问2个深层次问题：①35S标记的噬菌体侵染细菌的一组中发现沉淀物中有少量放射性，原因是什么？②32P标记的噬菌体侵染细菌的一组中发现上清液中有少量放射性，原因是什么？

学生在活动中畅所欲言，每个活动都在研学的基础之上进行小组成果展示，通过该环节学生知识网络基本构建，展示环节鼓励不同组别之间进行质疑和追问。教师时刻引导研学方向，在活动一和活动二衔接时，讲到艾弗里3次与诺贝尔奖擦肩而过的故事，引导学生得出技术的进步与科技进步之间的关系。

3.质疑追问，深入研学

学生的研学能力毕竟有限，教师应准确把握学生已有的能力层次，设计更深层次的问题进行深入研学，可以是知识变式或拓展，可以是对活动中已学知识的质疑性追问，可以是针对学生已有知识的更深层次的问题。该环节组织学生争论，教师即时追问，不断引领学生思维走向深入。

例如，在“DNA是主要的遗传物质”一节新授课中，为了进一步锻炼学生的科学思维能力，设计了问题串引导学生进行研学。①用32P和35S同时标记噬菌体可行吗？用14C、18O、3H、15N标记噬菌体可行吗？为什么？②保温时间的长短、搅拌是否充分以及离心是否充分对实验结果有何影响？③实验中需要用到哪些技术方法？你如何评价技术和科学进步的关系？学生在讨论甚至争论中对实验过程的理解进一步提升。

通过该环节，学生的认识已经达到了一定的高度，教师给出情境—烟草花叶病毒的转化实验，学生自然得出部分病毒以RNA为遗传物质的观点，这时教师进一步追问，师生总结出不同生物的遗传物质，学生的知识体系得以完善。

4.知识拓展，延伸研学

知识拓展的目的是将研学向课后延伸，鼓励学生课后查阅文献解决问题，可以是与日常生活的联系，可以是最新的科技成果，使知识学以致用，还可以是原创试题至少是改编题，在学生自评和互评的基础之上教师进行精析，有条件的可以即时二次训练，使知识能熟练运用。

例如，在“DNA是主要的遗传物质”一节新授课中，首先师生总结遗传物质的科学探究史（见图3），接着原创5道单选题、2道多选题和1道非选择题用于课堂巩固，在学生的展示和争论中问题得以解决，最后教师出示1篇学术论文《朊病毒的遗传物质真的是蛋白质吗》，并提出1997年的诺贝尔生理医学奖授予了朊病毒研究，学生的探究热情再一次被激发，让学生课后查阅资料，下一节课进行展示和研学。

四、“研学型课堂”教学主张的思考

1.学生的深度学习是保障

深度学习由美国的Roger Saljo和Ference Marton教授共同提出。研学型课堂强调学生思维的真正发生，深度学习并不是指内容的难度和深度，而是关注知识的获取方式和学生的学习状态，关注学生高阶思维的发展，鼓励学生质疑和争辩。在研学型课堂中学生是否深度学习是保障，这就要求教师充分运用合作、探究、思辨、展示、追问以及点评等教学策略使每位学生始终处于深度学习之中[2]。

2.教师多途径研究是基础

21世纪初，“教学即研究”的理念传至国内，做一名研学型教师成为社会各界对教师的期许，教师应以研究的态度对待教学，不断思考“为什么教”“教什么”以及“怎样去教”，不断反思课堂，立足课例研究。课例可以是别人的课也可以是自己的课，可以是现场课也可以是录像课，可以是教学设计也可以是课堂实录，可以是自我反思也可以是同伴研讨或专家引领，可以是同课异构也可以是异构同课，教师不能闭门造车，只有通过多途径研究才能成为一名研学型教师[3]。

3.教与学观念转变是根本

教师要坚守“学生立场”，时刻关注学生的成长需求，根据学生的最近发展区进行教学设计，充分运用合作、探究等教学策略使学生主动参与学习活动，自主完成知识体系的建构。“学生立场”不等于“教师离场”，而是对教师提出更高的要求，教師应根据学生的即时表现时刻把控着研学方向，教师是课堂的参与者、引导者、组织者，更是课堂的管理者。

4.评价体系的变革是关键

评价引领学习方向，在“研学型课堂”中要进行发展性评价。评价形式要多元化，如进行学生思维度评价、活动参与度评价、质疑率和追问率评价等，要尊重个体差异，可建立一生一策的评价方案，要正面评价积极展示和探究的学生。评价主体要多样，如学生自评、学习小组成员互评以及教师针对性评价等，通过评价导向教学，这样研学才能真正落到实处。

“研学型课堂”教学主张对教师提出了很高的要求，要求教师自身首先必须是一名研究者，能以自身的研学引领学生研学，要求教师能时刻为学生的终身发展着想，能时刻以学生学科核心素养的落实为己任，以研究的方式组织教学，以研学贯穿课堂始终。

参考文献

[1] 耿璐璐.打造个性化课程呈现多样化课堂[J].中学生物学，2013，29（10）.

[2] 张伟.指向学生“深度学习”的高中生物学“研学课堂”的构建[J].生物学教学，2018，43（12）.

[3] 陆军.论“教学即研究”[J].教育理论与实践，2014，34（26）.

【责任编辑  郭振玲】