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生物教学中实施探究教学的认识

时间:2007-3-30栏目:生物论文

在现代科学技术的发展潮流面前,理科教学正在发生着革命性的变化。纵观八十年代以来生物教学的改革,尽管提法不同,名称各异,但其指导思想可以说就是“探究教学”。

一、探究教学理论的产生背景:

1.社会背景:

第二次世界大战以后,欧美各发达国家社会生活发生了巨大变化。由于科学技术的高度发展,工业生产出现了崭新局面,特别是20世纪中期,科学技术的发展呈现腾飞状态,世界知识总量急剧增加,知识更新周期极大缩短,世界进入了“知识爆炸”时代。现代社会的高速度、加速度和连锁式的变化,要求一代新人具有新的“基础学历”,其中最主要为应付变化的适应能力。60年代,苏联人造卫星上天的冲击,激起世界性的科学竞争的浪潮,对科学认识发生质的变化,振兴科学技术,培养科学技术工作者,成为各国共同关注的课题。世界对人才的要求也就由知识型转变到智能型,为适应这种社会现实,世界各国都先后开展了教育教学改革。第一线的专家学者抨击传统的中小学数理学科的教学内容陈腐落后,同现代科技发展的潮流格格不入,要求改革中小学课程的呼声源于美国,继之响遍世界。

在这样的社会背景下,美国芝加哥大学教授施瓦布(Joseph J.Schwab 1909-)于1961年哈佛大学的纪念演讲中,首先提出了“作为探究的理科教学”(Teaching of Science as equiry)。

2.思想渊源:

探究思想的渊源应迫溯到古希腊哲学家苏格拉底(公元前469-404年)的问答式教学法;法国启蒙思想家卢梭的“自然教育理论”;美国教育家杜威(1859-1952)正确地看到,只采用赫尔巴特的“教师中心,从课中学”有局限性,培养出来的人难以适应社会变化。他主张“学生中心,从做中学”。它的基本教育过程是暗示—问题—假设—推理—验证。杜威的“实用主义教育理论”为探究教学理论的形成打下了初步的基础。

探究教学理论的代表人物有美国教育学家萨其曼、施瓦布和加涅等人。他们从不同角度论证了教学过程中“探究教学”的重要性。萨其曼(美国伊利诺大学探究训练研究所所长J.R.Suchman)注重实践,主张“探究方法的训练”模式,重点是帮助学生认清事实,建立正确的科学概念,并形成假设以解释新接触到的现象或事物。施瓦布则试图以“科学的结构”和“科学的结构是不断变化的”为前提,从理论方面揭示探究过程的本质及其特性;并力图在教学中引进现代科学的成果,使学生把握学科的结构,体验作为探究的学习。加涅(美国教育心理学家)在“探究理论”的基础上,研究了构成学习的前提条件。

此外,布鲁纳倡导的“发现学习”(discovery learn-ing)与探究教学几乎同时产生,有许多相近之处。美国教育家兰。本达女士以小学自然教学为基础创设的"through investigation and colloquium"教学法(译为“探究—研讨”教学法)在对感知材料的认识上与探究教学有异曲同工之处。

二、探究教学理论内涵:

1.探究教学的概念:

探究教学是指在教师引导下,学生主动参与到发现问题,寻找答案的过程中,以培养学生解决问题能力的教学活动。

教育本身也是一个探究过程。通过教育的过程应该使学生认识到:1.科学知识不只是观察到的事物的简单报告;科学知识还是由原始材料缓慢地、试验性地累积而成的知识体系。2.这些原始材料、资料产生于有计划的观察和实验。3.这些实验和观察的计划是根据问题而制定的,这些问题又产生于我们对先前的知识的总结所得来的概念。4.更重要的是使学生认识到,科学家同其他人一样,也会犯错误。5.我们的总结性概念要受到问题解决的效果的检验,并通过检验不断得到修正和更新。

因此,探究教学的实质就是按提出科学结论和检验科学结论的结构方式去揭示科学结论。即:要把所提出的观念和所进行的实验告诉学生,要说明由此得到的材料,还要阐明把这些资料转化成科学知识的解释。

美国教育中实施探究思想的两个突出的典范是:

(一)由生物科学课程研究会(简笱BSCS)引进的,用于中学生物学的课程和教学模型。

(二)社会科学课程设计。

2.探究教学的结构:

发现问题——收集资料——处理与解释资料——问题解决

探究教学的主要目的是使学生通过经历探究知识或问题的过程掌握科学的思维方法,以培养解决问题的能力,为此,我们可以这样来解释这一程序:

教学过程中,教师根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的,可以激发学生兴趣的材料,创设出情景,向学生提出将要调查研究的领域。学生则发现并提出问题。问题是广泛多样的,教师引导学生集中于一或两个问题进行重点研究。根据已确认的问题,由学生共同讨论,如何解决,然后学生开始进行观察、测量、比较、分类等活动,收集与问题有关的信息资料。在了解资料的基础上,形成一个假说并提出解决问题的方案,由个人或小组共同实施方案(讨论研究,实验验证等),学生记录这一过程将手中的信息资料加工处理。最后对问题形成一个合理的解释,得出结论或规律,或提出新问题,重新设计实验,用不同方法组织资料,解释资料,再一次进入探究过程。

3.探究教学的特点可概括为:

(1)学生自主地抓住自然的事物、现象,通过探究自然的过程,自然而然地进入科学的学习。探究教学强调:知识的获得固然重要,掌握知识如何获得的过程更为重要。为此,学生必须参加,如:观察,测量,收集,组织并解释数据或资料的活动,使之真正接触由科学家建立起来的科学事实,原理,定律。经过思考从而提出问题,并寻求理解。他们应当用自己的想象力或组装仪器设备或使用药品;对所获得的数据进行分析、比较、评价和分类。从而得出推论并通过测试进行推断,最后概括出结论。

(2)探究教学的目的在于培养学生的探究能力。探究教学不是让学生“读,记”科学,而是动手“做”科学。大量地安排实验室活动是为了诱导学生研究问题,而不仅仅是举例说明课文。如BSCS所指出的:“他们(科学家)处理的问题是课文没有提供答案的问题,教师创造一些情景以供学生参与探究。”学生通过观察获得大量信息,在观察自然中产生问题,用不同方式作出记录,以便保存与交流,在测量、比较中学会一整套实验操作的方法和技能;通过思考得出结论,并计划进一步行动,在解答问题中增长知识和才干;随着知识的增长,将对他们提出越来越复杂的问题,“灵感”就在这大量的切合实际的综合分析和正确的判断中“瓜熟蒂落”地产生。最终形成善于发现问题,善于寻找规律,善于找到解决问题的方法的探究能力。

(3)探究教学旨在形成认识自然的基础——科学概念。理科教学的目的——认识自然,不是一蹴而就的,学生的认识发展是从具体的形象思维开始逐步提高到理性思维的。探究教学力求通过活动的过程引出观察与解释,数据与概念模式之间的差别来。BSCS中就用了许多对科学本质作尝试性说明的论述,如:“我们不知道……”,“我们还未能发现这是怎样发生的。”“关于这一情况的证据是矛盾的。”等等。它用了称作“探究记叙”的语言来代替浮夸的结论,它描述了生物学探究的过程。“科学事实”也不再作为事实本身的结果来学习,而是在概念的形成过程中经过选择后引出的要素。使学生形成准确的科学概念。

(4)探究教学培养学生探究未知世界的积极态度。BSCS的实验室计划是分组设计的。这些计划使用学生进行一种真实的生物学问题的研究。首先向学生提出科学家已经熟悉的材料和已有解决办法的问题,而后“随着问题的深化,学生便渐渐接近知识的前沿。”这样学生模拟了科学家的研究活动。兴奋点被诱发,好奇心得到鼓励。学习不再是为取得好分数,要受到父母或教师的表扬,只源于对学习本身感兴趣。探究过程有独立的操作、思考,也有集体的分析讨论,这既给予学生独立思考,自我钻研,自我决策,自我负责的机会,又要在讨论中强调对旁人观点的容忍态度,强调尊重科学事实的态度,以及依事实批判地思考的态度。这种既重视个性发展,又重视集体合作的民主氛围对学生的身心健康,及日后的科研工作都是极其重要的。

4.探究教学与结论式教学比较在教学思想、教学目标、教学方法等诸方面都存在着明显的差别。

教学思想上,结论式教学认为科学概念、结论是经过验证的,法则、定律是完备的,不可变的。探究教学认为科学概念是暂时的,可变的规律、真理是不断向前发展的。

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