高中生物研究性学习探讨:高中生物研究性学习能力的培养

研究性学习是高中生物教学的发展方向，《普通高中生物课程标准》关于课程的基本理念明确提出：提高生物科学素养、倡导探究性学习、注重与现实生活的联系。所谓研究性学习，就是在教学过程中创设一种类似科学研究的情境或途径，让学生在教师引导下，从学习、生活、生产及社会生活中选择和确定研究专题，用类似科学研究的方式，主动地去探索、发现和体验。同时，学会对信息进行收集、分析和判断，去获取知识、应用知识、解决问题，从而增强思考力和创造力，培养创新精神和实践能力。

当今，普通高中学校普遍开展的研究性学习就是把倡导探究性学习具体化，在研究性学习活动中引导学生参与探究过程，勤于动手和动脑，培养学生各方面的能力，特别是在培养创新精神和实践能力。但在研究性学习活动过程中又会遇到许多问题：教学改革的相关理论和教学实例如何与具体的研究性学习相结合；流于形式还是重在学生能力的培养；怎样把研究性学习与课程教学相结合，充分发挥生物学科的资源优势搞好研究性学习。针对以上问题，我们成立了《高中生物研究性学习能力的培养》课题组，本课题组成员都在一线从事高中生物学科的教学，大家都热爱自已所从事的教学工作，响应与倡导新课改的精神，如何通过研究性学习来培养学生的探究能力。课题组一方面加强理论学习，另一方面不断进行实践探究，探索培养学生研究性学习能力的方法与途径。

一、加强学习，领会研究性学习的意义。

第二次课程改革是20世纪50～60年代，以布鲁纳为代表的教育改革家发起的在短时间内提高美国人的智力水平与创造性的教育改革运动，出发点是提高美国的科技水平。如今课程改革之风已吹遍世界各地，注重学生能力的培养与创造性的培养已形成共识；我国教育的根本问题在哪里呢?过去过于重视应试教育而忽视学生素质的培养，忽视能力的培养，学生的创造力没有得到开发。而高中生物是一门实践性很强的科学，可以充分利用生活中的课程资源培养学生的研究性学习能力。

新课程教学改革坚持以学生为本，为了学生的一切，为了一切的学生，在教学中注重学生是学习的主体，做到重教学过程，重教学体验与教学探究，培养学生的能力与创造性。开展“高中生物研究性学习能力的培养”的研究，一方面有助于教师转变教学观念，掌握新的教学方法，适应新课程改革的要求，从而提高自己的教育教学水平；另一方面，通过对学生进行科学态度、科学精神，特别是发现问题、提出问题、归纳与分析问题、解决问题能力的培养，有利于提高学生的创新精神和实践能力，提高学生的主体性、动手能力、团队协作能力；实现学生学习方式的转变，全面提高学生的素质。

二、培养学生研究性学习能力的方法与途径。

(一)结合课堂教学开展研究性学习

课堂是普通高中教育教学的主阵地，培养学生研究性学习能力离不开课堂教学，这就要求生物教师必须在日常的课堂教学中开展研究性学习，落实对学生研究性学习能力的培养。在课堂教学过程中教师根据所教内容，创设类似科学研究的情境或途径，让学生在教师引导下，根据所学内容主动探究，用类似科学研究的方式，主动探索、发现和体验。

普通高中新课程生物学科教材与旧教材相比“特色栏目”丰富，增加了科学家访谈、问题探讨、本节聚焦、相关信息、思考与讨论、科学史话、科学家的故事、本章小结、网站登录等，这些栏目为新课程教学目标的达成起到桥梁和纽带作用，有利于在课堂教学中开展研究性学习。如：在教学“必修模块1”第2章组成细胞的分子、第2节生命活动的主要承担者―蛋白质，教师巧妙引导学生把问题讨论与一日三餐的食物相结合，理解氨基酸及其种类；运用数学的知识引导学生“思考与讨论”，认识蛋白质的多样性；在认识蛋白质的多样性的基础上理解蛋白质的功能多样性。课后通过“科学史话”、“科学前沿”拓展学生的视野，提高学生学习生物学的兴趣。对学生进行科学态度、科学精神的培养，特别是发现问题、提出问题、归纳与分析问题、解决问题能力的培养，有利于提高学生的创新精神。

(二)结合日常生活开展研究性学习

生物学科与我们的日常生活关系密切，关注日常生活，会发现我们的日常生活中提供了丰富的开展研究性学习的课程资源。生物学是研究生物的形态、结构、生理、分布、遗传和变异、进化、生态的科学。我们日常生活都离不开衣、食、住、行，这其中的每一项都与生物密切相关。由于学校的资金与设备有限，我们可以关注日常生活的课程资源开展研究性学习，例如：每个家庭买回家的食物，其中的鸡、鸭、鱼等，就是最好的解剖形态学方面的课程资源；每天上学、放学的道路两旁在一年四季都能观察到的生物就是最鲜活的生物标本，可以根据其形态进行分类识别，在校园里往往都种有许多的花草树木，这就是一个自然花园，可以观察植物的个体发育过程；通过我们的一日三餐联想衣食的来源，理解人与自然的和谐相处等等；我们的日常生活可以说为我们提供了非常丰富的开展研究性学习的课程资源。

(三)结合当地生产实践与环保工作开展研究性学习

人们所从事的生产劳动为高中生物开展研究性学习提供了丰富的课程资源。生物科学与农业，生物科学与工业，生物科学与健康，生物科学与环境保护是紧密结合的，迅速发展的现代生物技术已被广泛地运用到人类生产生活的各个领域；当然，人类所从事的生产劳动也为我们学习高中生物开展研究性学习提供了丰富的课程资源。

1 教师可以引导学生根据当地的农业生产，根据当地的生产实际确定研究性学习的课题。当地的农作物栽培技术，繁殖控制技术，主要农作物的病虫害的防治措施和效果，生态农业与绿色食品等等，都是生动的开展生物研究性学习的课程资源。如：在教学“必修模块1”第五章细胞的能量供应和利用、第四节能量之源――光与光合作用中，教师引导学生了解当地的大棚种植，探究不同颜色的光照对植物光合作用的影响。

2　教师可以引导学生了解当地的工业生产中运用了哪些生物科学技术，从网络信息中了解生物技术在工业生产中的应用，拓展开展研究性学习的课程资源。从当地的酿酒业了解酵母菌，认识发酵与食品生产；从加酶洗衣粉的生产，认识酶在工业生产中的应用，通过调查了解哪些药品和疫苗是利用生物工程技术研发的，认识生物工程技术在医药、医疗领域的应用等。

3　教师可以引导学生了解社会的经济发展与环境保护的关系，认识环境保护中的生物学知识的应用，确定课题开展研究性学习。了

解当地的生产环境，识别环境污染的种类，利用所学的生物净化原理和方法，讨论如何治理整顿环境污染的计划及作出决策；从生物学角度探索新的生产模式，做到人与自然和谐相处，保持人类社会的可持续发展之路。

三、在开展高中生物研究性学习过程中，如何使学生明确研究性学习的目的，增加兴趣，提高学生在研究性学习中运用生物学知识解决实际问题的能力，培养学生的科学素养。

关键是如何运用好生活环境与生产环境中的课程资源。教材是全国统一的，而不同地理区域的不同学校有着不同的自然环境、不同的人文历史、不同的生产历史，仅仅是为教材而教教材很难提高学生的学习兴趣；如果积极开展高中生物研究性学习，能不断提高学生用生物学知识解决实际问题的能力，达到培养学生的科学素养的目的。怎么样运用生活环境与生产环境中的课程资源开展生物学科研究性学习呢?

1．指导学生善于观察，从当地的生活、生产中发现问题，确定课题。我们在看电视剧时发现，每集的结尾必然有一悬念，深深吸引我们下集一定不能错过。学习也是这样，教师要善于创设悬念，利用学生的求知激情，开展研究性学习，使之转化为兴趣。在我们的生产、生活环境中有取之不尽的研究性学习资源，记得我在上高中生物第二章生命的结构基础、第二节细胞增殖的第一堂课时，首先提出：每位同学回忆自己熟悉的一种植物(可以是蔬菜、水果、花卉等)，为什么植物能够长高、长大呢?从而导入新课――其原因之一是细胞增殖。植物细胞是如何增殖的呢?在课堂上不断引导学生进行探究，激发学生的学习热情，培养学生对研究性学习的兴趣。

2．通过开展研究性学习，运用生物知识为当地的生活、生产中遇到的问题解难释疑，能够起到理论联系实际的作用，提高学生积极开展研究性学习的兴趣。人们认识和接受新知识、新事物是一个循序渐进的过程，往往是以现有的知识、经验、感受等为基础，用已知去探索未知。在高中生物教学中开展研究性学习，恰当运用生物学知识为当地生活与生产中遇到的问题解难释疑，能够促进学生探究与创新能力的培养。巧妙运用当地生活环境与生产环境中的课程资源创造性地开展研究性学习，能够缓解当地学校的教学经费不足，教学设备短缺的矛盾。

3．充分利用当地生活环境与生产环境中的课程资源开展研究性学习活动，提高学生用生物学知识解决实际问题的能力，培养学生的科学素养。学生的内心充满好奇，他们的探索能力是无限的，有时我们当教师的往往低估了学生的能力。2004年10月，我校开展2004～2005学年研究性学习课题的申报工作，我在所任教的班级中开展了动员工作，部分对生物科学习有兴趣的同学报了名，我与大家共同讨论选择什么课题，我引导大家选题注意的事项：一是关注我们周围发现的问题；二是与所学习的生物学知识相联系的；三是具有一定的社会价值，能够改变或影响我们的生活。为此，经再三推敲确定研究性学习课题：《校园卫生与健康》，并制定出活动计划，研究性学习小组的成员也进行了分工。学生的探索热情真的很难想象，他们利用课余时间认真调查了校园环境存在的卫生问题、个人存在的卫生问题、个人心理方面存在的卫生问题；针对这些问题会对人体产生什么影响，查阅和收集了大量的相关资料；再运用所学的生物学与心理学方面的知识进行分析，找出对策、建议、疏导的方法等等；写出了研究学习论文《校园卫生与健康》。该研究性学习小组的成员，在2005年5月的全校研究性学习论文答辩会上表现出色，《校园卫生与健康》获2004～2005学年度将乐县第一中学研究性学习论文一等奖。这次活动的成功超出了我的想象，现在想来就是充分利用当地生活环境与生产环境中的课程资源开展研究性学习活动，提高了学生用生物学知识解决实际问题的能力，培养了学生的科学素养。

通过全组成员的共同努力，完成了本次的课题研究，课题组的成员深深体会到：一是开展研究性学习是新课程改革的发展方向，对现实生活中自己关心的问题进行研究有利于激发学生对学习的兴趣，体现学生的学习主体地位，通过发现问题与提出问题展开研究，运用所学的生物学知识解释、分析、归纳、总结和处理问题，从而达到培养学生研究性学习的能力。二是教师通过引导学生学会运用理论联系实际的方法分析与解答问题，在研究性学习活动过程中既采用教师――学生、学生――教师横向联系的形式，也有学生――学生的纵向提问的形式，只有学生真正成为学习活动的主体，才能造就一批批有发现问题能力和创造能力的人才。三是知识来自于生活、生产实际，理论知识又应回到社会实践中去，并起到指导实践的作用。使课堂中所学的抽象的教材知识与社会的生活、生产相联系，使学习内容变得更具体、更可感知，通过研究性学习强调理论联系实际，关注与人类生存、社会发展密切相关的重大问题。

高中生物研究性学习探讨:浅议高中生物课的研究性学习

随着时代进步与社会发展,以“知识教育”为核心的教育理念及其实践,逐渐暴露它的不适应性和局限性。最为突出的问题就是,它导致我们的基础教育逐步演变成一种“适应升学”“教育至上”为主要价值取向的教育模式。研究性学习改变了学生以单纯地接受教师传授知识为主的学习方式,为学生构建开阔的学习环境,提供多渠道获取知识、并将学到的知识加以综合应用于实践的机会,促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略,培养创新精神和实践能力。

“研究性学习”是实践性很强的学习,其中充满乐趣也极富挑战性。应该说“研究性学习”是布鲁纳“发现式学习”的完善和提高。学生必须采自去做,才能够体会到该“如何做”。这种“真正的体验活动”是进行研究性学习的一个很该要的宗目。温过这种学习,学生的各项技能和能力将得到最大程度的发展,智力也会在其中得到提高。生物科学与日常生活息息相关,在人类的生产实践活动中产生,并且随着礼会生产力和科学技术的进步而发展。生物科学又是一门实验科学,生物学课程的教学内容都是以观察、实验为某础的。高中生物课程倡导深究性学习,力图改变学生的学习方式,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,逐渐培养学生收集和处理科学信息的能力、获取新知识的能力、分析和解决问题的能力,以及交流与合作的能力等。突出创新精神和实践能力的培育。因此“研究性学习”与生物教学,二者有着最佳的结合点。

一、开展专题活动

我们开展研究性学习的主要形式,是在不破坏学科知识逻辑性和系统性的同时,适当穿插一些与学科教学内容有关的实验小专题研究活动。研究课题可以是课本中的探究性实验,还可以是验证性实验的转换和课文中为介绍有关知识作铺垫的实验拓展。在实际操作上主要经历了三大阶段:进入问题情境实践体验表达交流。如关于影响酶活性的探究性实验专题,以“探究低温对过氧化氢酶活性的影响”为例:现象观察(鲜肝煮熟后不能催化H2O2分解)联想并提出问题(低温是否影响酶活性)做出假设(低温下酶活性弱等)预期实验结果设计实验(对照原则、单因子变量原则、重复原则,以及设计并绘制数据记录表等)实验材料的准备和实施实验结果的获取和分析(结果是否支持假设)。这一过程由学生小组讨论并实施,体现了基本的探究程序。初始阶段,结合实例对学生进行科学探究基本过程的辅导是必要的,否则探究就可能显得零乱无序、不知所措。另一方面,又必须让学生了解科学研究的错综复杂。应该告知学生:科学的过程不是一张简单的步骤表,它是不固定的、可转变的,具有独特性。

这些探究活动课题通常较小,常围绕某个学科概念或定律进行。探究课题或来自教材、或来自实际生活,活动多随堂进行,更多地体现了“稳态的探究”特征,即在一定的科学原理的指导下,发现并积累知识,原理本身被认为是正确无误的。操作过程中不仅要引导行动、发展思维,还必须渗透科学探究的“神”,即科学探究的求知精神、进取精神和求实精神等,以便学生从探究学习过程中领悟科学探究的本质,形成正确的科学态度,否则研究性学习就会演变成徒有形式的机械训练,无法使学生体验探究的乐趣,最终导致他们丧失学习生物学的兴趣和热情。我们认为应特别注意唤起学生的求知意识,养成自觉求知的习惯;鼓励发表不同意见(即便是科学家,他们对同一现象或问题也会形成不同看法,提出不同假设);讲究证据。

二、学习生物科学史

科学不仅是关于自然界奥秘的知识体系,而且是人类认识自然界的不断变化发展的过程。生物学概念和原理既是研究性学习的基础,又可作为探究的对象。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物界的轨迹,了解科学家怎样发现问题、分析问题、解决问题和提出新的问题,理解科学的本质和生命科学研究的方法,感悟和体验科学家的创造性思维和探索精神。利用极其丰富的生物科学史材料进行探究,是开展生物学研究性学习常用的方法之一。

以往的学习,偏重于对概念、原理、定律的死记硬背或浅尝辄止,缺乏深层次的质疑,如:用以解释各种生物学现象的众多知识是怎么来的?生长素是如何被发现的?孟德尔遗传定律存在的依据和前提是什么?能量流动定律存在的价值是什么?疟疾的病原体是如何被确认的?如何研究HIV(艾滋病病毒)的繁殖规律和致病机制?HGP(人类基因组计划)的研究思路和相关伦理学问题有哪些?……其实这些都是学生应该也是有能力考虑的问题,而学生并不完全知道它们。教师应不失时机地引导研究,根据课程标准中相关内容的要求,对科学史的材料进行适当的选择和组织,着重引导学生深入思考科学家的工作思路和过程,领悟科学家是如何发现问题、寻找证据、合理推理的,甚至要求学生作进一步的研究。这不仅有助于学生理解概念、原理和定律等的实质,而且有助于培养学生的问题意识和运用科学方法解决问题的能力,并体验科学家不断深化对问题认识的过程和科学探索的精神。

研究性生物教学在整个教学过程中以学生为中心组织教学,激发学生学习热情,充分发挥学生的主体性,让他们主动参与问题的解决;教师在整个教学过程中只是引导学生思考。在培养学生能力的同时,还有助于情感目标与人文精神的体现,诸如学习兴趣,合作精神,探求知识的欲望,知难而进的意志,标新立异、独立思考、勇于反思、联系实际、敢于创新的精神。

高中生物研究性学习探讨:新课程理念下高中生物研究性学习的探索

摘 要： 在新课程理念下，研究性学习已成为许多学校及教师关注、研究的对象。高中生物研究性学习可在两个层面上展开：一是立足课堂，将课堂教学转变成学生自主探索的过程；二是积极开拓，向课外延伸，确定专题研究培养学生自主学习能力。

关键词： 新课程 高中生物 研究性学习

从本质上讲，开展研究性学习就是为了改变学生被动接受知识的学习方式，为学生构建一种开放的学环境，培养学生自主获取知识的能力和创新精神，使他们养成主动学习的习惯。基于上述考虑，高中生物学科的研究性学习可在两个层面上展开。

一、立足课堂，将课堂教学转变成学生自主探索过程

由于课时的限制，作为课程的研究性学习不可能将生物学问题作为唯一研究对象。因此，我们应立足于生物学科的课堂教学，把课堂教学转变成学生自主探索的过程。课堂教学是学校的主要教学途径，也是开展研究性学习的基础，有人认为研究性学习就是课题研究、就是搞课外活动，这种认识是不全面的，其实任何课堂教学都带有研究的成分，教师应转变观念，深入钻研教材，匠心独运，精心设计教学过程，和学生一起畅游于知识长河，去经历前人探索知识的艰难历程。

1.展示知识发生过程，让学生追寻科学研究本身的轨迹，体验科学家如何进行研究，从而自己构建知识体系。

例1：光合作用是高中生物学的重要内容，课本从学生初中所学内容入手，简略介绍了光合作用的研究过程，再转入相关内容的教学。我则加以补充：从1648年，荷兰内科医生赫尔蒙特的实验入手，介绍他只用雨水浇灌柳树，5年后柳树增重不少，土壤仅减轻2英两。他据此认为柳树重量的增加，主要来自水。1772年普里斯特利利用小鼠、绿色植物、蜡烛和密闭容器证明了植物能释放氧气。1778年豪斯进一步证明，上述情况只有植物的绿色部分在光照下才有可能。1782年瑞士的一位牧师塞尼比尔发现植物的碳来自大气中CO2，于是他武断地推测CO2吸收后被分解，碳进入植物的有机物中，而氧被释放。美国微生物学家范尼尔通过研究紫硫细菌的光合作用，发现紫硫细菌利用H2S和CO2不生成氧，而是硫，他间接推导出光合作用释放的氧来自于水而非CO2。1941年，美国科学家鲁宾用含0.85%18O2的水做原料，发现释放出的氧气中18O2比例也为0.85%而非普遍水中的0.20%。这就直接证明了光合作用释放的氧气来自于水，而非CO2。这段科学史有助于学生了解光合作用知识的来龙去脉，经历人类探索光合作用的漫长过程。结果证明补充这些知识非但不增加学生负担，反而使学生兴趣陡增，理解深刻，享受了研究的快乐，相关知识点掌握得也非常牢固。

2.设置问题情境，引导学生探究知识。

在教学中我们往往忽视结论的研究过程，使某些结论的得出缺乏思辨的过程，而要让学生真正进入研究之门，就要暴露思维的过程。

例2：DDT选择果蝇耐药性实验。在学习达尔文进化论时，许多学生无法理解农药对害虫抗药性增强仅起选择的作用。我先抛出问题：如何设计实验证明农药对害虫抗药性增强仅起选择的作用？再介绍如下经典实验：饲养果蝇，每只瓶中只放一雌一雄，繁育一个同父同母的家系，如此繁育几十个家系。第一家系，即同父同母的兄弟姊妹，都分成两半，分养两只瓶。一只瓶中放一片有DDT的玻璃片，另一只瓶中不放玻璃片。如果某一家系，在放玻璃片的那一半中死亡率大，这整个家系（两只瓶）全部淘汰不要；如果某一家系中，放玻璃片的一半死亡率低，那就把未放玻璃片的一半留下作种，仍旧放一雌一雄交配，分别繁育几十个家系。如此一代一代，每代每个家系都分成两半，一半用药剂处理，以测定其抵抗力，这一半家系抵抗力测定的结果作为未受药剂处理那另一半选留的根据。如此一代代选择，十多代后，也能选出抵抗力比原来品系增加几百倍的家系。实验最后，我提出两个问题：果蝇抗药性从何而来？DDT起何作用？学生的情绪顿时高涨起来，他们热烈地讨论起来，最后得出结论：果蝇抗药性是基因突变的结果，突变是不定向的，DDT起了选择作用，选择是定向的，DDT选择了产生抗DDT基因突变的果蝇，这种突变逐代积累，便使果蝇抗药性大幅度提高。可以说好的问题营造了研究的氛围，制造了思维的机会，只要教师做有心人，课堂就能成为研究性学习的实验室。

二、积极开拓，确定专题研究培养学生自主学习能力

课堂教学的时间是有限的，教师除了立足于课堂，深入挖掘教材外还可以将研究性学习向课外延伸，向研究性课程延伸，进行生物学专题研究，我们主要在两个方面进行。

1.认真实施教材指定研究性课题，使研究性学习得到普及、落到实处。

新教材设计并安排了几项研究性课题，这些都是体验学习的研究内容和有效手段，教师作为研究性学习的组织者、参与者、指导者，要对整个过程作精心安排和认真指导，引导学生亲身体验社会中的生物学，以及生物学发展对社会的影响。

例3：调查媒体对生物科学技术发展的报道课题。该课题是学生在高二学习生物学接触到的第一个研究性课题，我们在开学初就把该课题的详细要求分发给学生，包括调查方法、统计方法、分析方法、作业评价，等等。每个学生确定一种媒体为调查对象，规定如调查报纸则以半年的报纸为一个单位，杂志则以一年为一个单位，网络不限时间，要求每个人一个月后通过E-mail呈交800字以上的调查作业。在这一个月中，学生的压力转化为学习的动力，学校图书馆，网络中心到处是他们忙碌的身影，许多学生还利用双休日到市图书馆，书店查阅资料。教师则利用网络和学生进行在线交流和指导，培养学生利用网络获取信息的能力，对能力较差的学生则深入教室面对面交流。一个月后，教师的电子信箱被塞满了。教师给予每个同学很高的评价，并从中挑选部分优秀作业要求学生进一步修改拷到软盘上，两周后，在全校性的学生论坛上，面对上千名听众，被挑选出的同学用多媒体展示了他们的学习成果，翔实的数据，精彩的画面，流畅的表达，赢得了阵阵掌声。生物科学技术突飞猛进的发展给学生留下深刻印象，它对人类社会的贡献使学生进一步确信“科学技术是第一生产力”。

2.积极开展课外研究性学习，使研究性学习向纵深发展。

课外研究性学习更突出了学生的主体性，是他们真正的兴趣所在，教师应积极引导，使课外研究性学习成为培养学生创新精神和实践能力的又一重要途径。

例4：有一位学生观察能力特强，他仔细观察发现秋天在路灯下的树叶比其他树叶黄得晚、落叶也晚，这个问题对老师来说很简单，但我没有简单地把答案告诉他，而是要求他自己寻求答案。出乎我的意料之外，他不仅寻得了答案，而且写出了论文《论光对生物的影响》，把光对生物方面的影响进行了系统的归纳和整理，并且涉及了光敏术、长短日植物开花机理等大学内容。

需要说明的是，研究性学习必须同接受性学习相结合，该讲授的还要讲授，适合学生研究的问题就让学生通过不同方式来解决，只有这样才能充分发挥研究性学习的优势。