劉本舉

摘 要 簡(jiǎn)單介紹了探究性學(xué)習(xí)的類型，并舉例分析了資料型探究、科學(xué)史探究、實(shí)驗(yàn)探究和調(diào)查型探究4種探究學(xué)習(xí)類型在教學(xué)過程中的實(shí)施，指出了應(yīng)該注意的問題。

關(guān)鍵詞 探究性學(xué)習(xí) 案例分析 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B

文件編號(hào)：1003-7586(2006)09-0027-06

《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》明確指出，新一輪基礎(chǔ)教育改革以轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式為重點(diǎn)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)探究的過程，其用意在于把學(xué)生從知識(shí)的被動(dòng)接受者轉(zhuǎn)變?yōu)樘剿髡?，讓學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，激發(fā)其學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，全面培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生的各種能力均得到提高。

教師如何設(shè)計(jì)生物教學(xué)過程和引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，以及探究性學(xué)習(xí)方式的種類與特征等問題已成為新一輪教學(xué)改革研究的重要內(nèi)容之一。本文就探究性學(xué)習(xí)的類型及實(shí)施談?wù)勛约旱目捶ê腕w會(huì)。

1 探究性學(xué)習(xí)的概念、內(nèi)涵及分類

探究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生在教師指導(dǎo)下，為獲得科學(xué)素養(yǎng)以類似科學(xué)家科學(xué)探究的科學(xué)研究方式所開展的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

傳統(tǒng)教學(xué)中的接受學(xué)習(xí)不能或不完全能使學(xué)生獲得科學(xué)素養(yǎng)，因?yàn)榭茖W(xué)知識(shí)、科學(xué)方法和科學(xué)精神從根本上說是在科學(xué)家的實(shí)踐活動(dòng)中產(chǎn)生和發(fā)展的，因此新課程希望學(xué)生能以類似科學(xué)家探究的學(xué)習(xí)方式通過發(fā)現(xiàn)問題、分析研究、動(dòng)手操作、表達(dá)與交流等探究性活動(dòng)，達(dá)到知識(shí)、技能、態(tài)度和思維品質(zhì)共同提高的目的。

美國著名教育家杜威認(rèn)為，以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)應(yīng)該專注于以往所獲得的實(shí)踐性知識(shí)，即直接經(jīng)驗(yàn)，通過將學(xué)習(xí)者置于真實(shí)的學(xué)習(xí)情境中，讓他們?cè)谖粗I(lǐng)域中探索，不斷地生成新知識(shí)，而新知識(shí)的產(chǎn)生又為新的探索提供了基點(diǎn)，這樣的知識(shí)才會(huì)有用、才會(huì)持久。

美國認(rèn)知派心理學(xué)家布魯納也強(qiáng)調(diào)：發(fā)現(xiàn)不僅限于尋求人類尚未知曉的事物，確切地說，它包括用自己的頭腦親自獲得知識(shí)的一切方法。

后來，芝加哥大學(xué)的施瓦布主張把科學(xué)的可變性滲透到課程中，并采用科學(xué)探究教學(xué)來教授“作為探究的科學(xué)”，以便讓學(xué)生更好的理解科學(xué)的本質(zhì)，探究學(xué)習(xí)是他于1964年首次提出的。

杜威的從做科學(xué)中學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)與布魯納的發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)方式有相似之處，都是模擬科學(xué)研究的探究過程展開的。而探究式學(xué)習(xí)正是在此基礎(chǔ)上發(fā)展出來的一種具有較強(qiáng)的問題性、實(shí)踐性和自主開放性的學(xué)習(xí)方式，在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)科學(xué)的方法和技能、科學(xué)的思維方式、形成科學(xué)觀點(diǎn)、樹立科學(xué)精神，達(dá)成知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度的統(tǒng)一，這是探究性學(xué)習(xí)方式的目標(biāo)。

美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)探究式學(xué)習(xí)的過程做了解釋，大致概括為：提出問題、設(shè)計(jì)研究方案、收集數(shù)據(jù)、構(gòu)造問題的答案、交流探究過程和探究結(jié)果幾個(gè)基本階段。

但是教師應(yīng)該知道，科學(xué)探究中并不存在固定的一成不變的研究方法或模式，在學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)活動(dòng)中，出于教學(xué)時(shí)間、學(xué)生基礎(chǔ)、教學(xué)條件等因素的考慮，不能安排大量高層次的全程探究活動(dòng)。而學(xué)生也需要從多種多樣的不同層次的探究活動(dòng)中學(xué)習(xí)各種不同的科學(xué)探究方法和科學(xué)探究技能，所以，教師完全可以選取其中一個(gè)或幾個(gè)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)成為學(xué)生的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)。

因而，在教學(xué)實(shí)踐中，我嘗試根據(jù)探究問題的來源及探究過程的特點(diǎn)把探究性學(xué)習(xí)方式劃分為：資料型探究、科學(xué)史探究、實(shí)驗(yàn)探究和調(diào)查型探究4種類型（表1）。

上述分類中，資料型探究和科學(xué)史探究均適合在課堂教學(xué)中實(shí)施，屬于“動(dòng)腦不動(dòng)手”的分組合作討論或者分析思考型探究學(xué)習(xí)類型，是一種簡(jiǎn)單易行又能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維能力的學(xué)習(xí)方式，但這種探究類型需要教師對(duì)來自教材或科學(xué)史的探究素材進(jìn)行加工重組，尤其是教材中的結(jié)論性知識(shí)，更需要教師事先查閱大量資料，把這些知識(shí)轉(zhuǎn)化為適合在課堂上探究的小課題，創(chuàng)設(shè)一種探究氛圍，讓學(xué)生參與探究過程，成為教學(xué)過程的主體。實(shí)驗(yàn)探究和調(diào)查探究均屬于全程探究性學(xué)習(xí)過程，在內(nèi)容、形式、空間上都具有開放性，整個(gè)活動(dòng)過程具有強(qiáng)烈的實(shí)踐性，它能提供學(xué)生獨(dú)立自主地發(fā)現(xiàn)、探討和解決問題、發(fā)揮自已特長、掌握科研方法及自學(xué)手段等的機(jī)會(huì)，對(duì)學(xué)生綜合能力的提高及特長的發(fā)展具有重要作用。

2 探究性學(xué)習(xí)的舉例及分析

2.1 資料型探究性學(xué)習(xí)

資料型探究性學(xué)習(xí)，即基于教師和教材提供的文獻(xiàn)資料和數(shù)據(jù)，學(xué)生通過討論和思考分析，將數(shù)據(jù)或資料內(nèi)化整合，經(jīng)過主動(dòng)探索獲取新知識(shí)的一個(gè)學(xué)習(xí)過程。其優(yōu)點(diǎn)為不受實(shí)驗(yàn)室設(shè)備條件的限制，易于在課堂上組織實(shí)施，學(xué)生通過合作與“動(dòng)腦”的方式在獲得知識(shí)的同時(shí)得到科學(xué)探究能力的訓(xùn)練。

例如“植物的礦質(zhì)營養(yǎng)”一節(jié)中，關(guān)于植物的根是如何吸收礦質(zhì)離子的？教材中只給出了一個(gè)結(jié)論性的知識(shí)框架。要達(dá)到在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的過程中培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，使學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過程，教師就必須采用探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)策略。本節(jié)課所涉及的有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)很難全部在課堂上重現(xiàn)，所以宜采用以數(shù)據(jù)資料的形式把探究素材呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生通過資料的分析和討論、整合及推理，模擬科學(xué)研究的部分探究過程獲取新知識(shí)。教學(xué)過程如下。

將資料一一呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生分組思考討論。

資料①：科學(xué)家用菜豆做實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)白天的吸水量增加1倍，而K⁺、Ca²⁺、NO₃^-和PO₄^3-等只增加0.1～0.7倍。實(shí)驗(yàn)持續(xù)一段時(shí)間后，某些離子在培養(yǎng)液中的濃度反而升高了。資料②：晚上蕃茄的吸水量減少時(shí)，鉀離子的吸收量反而增多，即鉀離子濃度降低了。分析上述2個(gè)資料，你能得出什么結(jié)論？（礦質(zhì)離子的吸收與水分的吸收是2個(gè)不同的過程，并不成比例。）

資料③：在適宜的恒定外界條件下，用一種缺鈣培養(yǎng)液培養(yǎng)蕃茄，當(dāng)逐漸加入CaCl₂溶液時(shí)，檢測(cè)表明，隨Ca²⁺濃度的增加，根對(duì)Ca²⁺的吸收速率逐漸增大，但當(dāng)Ca²⁺濃度增大到一定程度時(shí)，吸收速率則不再隨Ca²⁺濃度增大而加快。通過資料③的分析，你能推理出什么可能的結(jié)論？（學(xué)生通過思考分析可以推理得出結(jié)論：蕃茄對(duì)Ca²⁺的吸收是需要載體的。）

這時(shí)教師可引導(dǎo)學(xué)生提出假設(shè)：此過程需要載體，很可能是一個(gè)主動(dòng)運(yùn)輸?shù)倪^程。想一想，要想驗(yàn)證這個(gè)假設(shè)，除了知道該過程需要載體外還需要證明該過程具備什么特點(diǎn)？應(yīng)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案？由小組討論后，由各組代表介紹各自的方案，再由全班同學(xué)評(píng)價(jià)完善與整合，最后確定正確的實(shí)驗(yàn)思路和方法，教師給予肯定后展示資料④：用化學(xué)藥品二硝基苯酚（DNP）處理幼根，根細(xì)胞內(nèi)的ATP形成受阻，使根對(duì)礦質(zhì)元素的吸收中斷。教師使學(xué)生根據(jù)資料分析推理得出結(jié)論：根吸收礦質(zhì)離子時(shí)需要消耗能量，故為主動(dòng)運(yùn)輸過程。通過上述過程，學(xué)生經(jīng)歷了一個(gè)模擬科學(xué)探究過程，即：資料分析→發(fā)現(xiàn)問題→提出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)分析→得出結(jié)論。他們不僅學(xué)習(xí)了植物的根是如何吸收礦質(zhì)離子的，還同時(shí)學(xué)習(xí)了有關(guān)科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的方法，通過資料的分析思考和實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，使其探究能力得到了提高。這種教學(xué)模式要求教師創(chuàng)造一個(gè)以“學(xué)”為中心的探究學(xué)習(xí)環(huán)境，這個(gè)環(huán)境必須有民主和諧的課堂氣氛，以使學(xué)生沒有任何壓力，使學(xué)生真正有獨(dú)立探究的愿望和機(jī)會(huì)，而不是被教師直接引向問題的答案。

再如，學(xué)習(xí)植物的激素調(diào)節(jié)一節(jié)時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生通過探究性學(xué)習(xí)過程學(xué)習(xí)生長素的發(fā)現(xiàn)與功能后，為了培養(yǎng)學(xué)生的求異思維能力，還可以將教材內(nèi)容進(jìn)一步拓展轉(zhuǎn)化，給學(xué)生如下信息資料，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究。“長期以來，人們認(rèn)為植物向光性生長是由于生長素分布不均造成的。但是20世紀(jì)80年代以來，有學(xué)者在對(duì)向光性生長的某些植物器官向光面和背光面生長素含量進(jìn)行精確測(cè)定后，發(fā)現(xiàn)兩者并沒有差別，如蘿卜的下胚軸、黃花燕麥胚芽鞘等。同學(xué)們請(qǐng)想一想，植物向光性現(xiàn)象的出現(xiàn)還會(huì)有其他可能的原因嗎？能否提出一個(gè)合理的假設(shè)？”通過上述教學(xué)過程，學(xué)生會(huì)利用求異思維思考、討論，他們的思維會(huì)升華到一個(gè)新的高度，既拓展了思維的空間，批判性思維能力和創(chuàng)新思維能力又得到了培養(yǎng)與訓(xùn)練。

還有，關(guān)于生長素的極性運(yùn)輸，教材上只有一句話：“生長素在植物體內(nèi)的運(yùn)輸，主要是從植物體形態(tài)學(xué)的上端向下端運(yùn)輸，而不能倒轉(zhuǎn)過來運(yùn)輸”，這是一個(gè)極簡(jiǎn)單的結(jié)論性知識(shí)，直接以講述的形式告訴學(xué)生，不可能使學(xué)生得到思維的訓(xùn)練和能力的提高，與“倡導(dǎo)探究學(xué)習(xí)”的精神不相吻合。這個(gè)知識(shí)點(diǎn)在教學(xué)過程中也可以轉(zhuǎn)化為學(xué)生探究性學(xué)習(xí)的研究過程，讓學(xué)生嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過這2個(gè)環(huán)節(jié)提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

總之，資料型探究是一種便于在課堂上開展、簡(jiǎn)便易行的學(xué)生探究活動(dòng)。科學(xué)是一個(gè)發(fā)展的過程，其本質(zhì)在于探索，通過有關(guān)資料的探究過程，能使學(xué)生主動(dòng)參與教學(xué)過程，成為一個(gè)探索者、研究者，而不是一個(gè)被動(dòng)的接受者，并且還能使學(xué)生沿著科學(xué)家探索生物世界的道路，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究方法，學(xué)習(xí)科學(xué)家的科學(xué)精神，較好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

2.2 科學(xué)史探究性學(xué)習(xí)

科學(xué)史探究是指基于教材知識(shí)點(diǎn)相關(guān)科學(xué)史的探究性學(xué)習(xí)過程，相關(guān)科學(xué)史需經(jīng)過教師的提煉和加工整理，將其中蘊(yùn)含的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)方法轉(zhuǎn)換成為學(xué)生在課堂上可以思考探究的課題，通過學(xué)生討論及思考探究獲取新知識(shí)并得到科學(xué)方法教育，提高其探究能力。

例如，細(xì)胞器的有關(guān)知識(shí)，教材上都是以“分布→結(jié)構(gòu)→功能”為主線的結(jié)論性知識(shí)介紹。如果教師按照教材思路，把細(xì)胞器（如線粒體）的分布、結(jié)構(gòu)和功能一一介紹給學(xué)生，盡管輔之以現(xiàn)代化的教學(xué)手段，利用多媒體技術(shù)，把多種線粒體圖片（平面圖、立體圖、電鏡照片等）以各種方式展示給學(xué)生，但仍然擺脫不了知識(shí)學(xué)習(xí)與能力培養(yǎng)相互脫節(jié)的結(jié)果，這只能算得上一種用現(xiàn)代化教學(xué)手段“包裝”的接受式學(xué)習(xí)方式。但如果查閱相關(guān)科學(xué)史資料，并整理為適合學(xué)生課堂思考探究的學(xué)習(xí)過程，將更有利于實(shí)現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)中知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀的統(tǒng)一。

教師首先給學(xué)生提供如下科學(xué)史資料：① 1890年，德國生物學(xué)家Altmann首先在光學(xué)顯微鏡下觀察到動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)中存在一種顆粒狀結(jié)構(gòu)，稱作“生命小體”。1897年Benda重復(fù)了以上實(shí)驗(yàn)，因這種小體呈短線狀或顆粒狀，故根據(jù)形態(tài)將其命名為線粒體（mitochondrion，源于希臘字mito：線；chondrion：顆粒）；② 后來的研究發(fā)現(xiàn)，線粒體普遍存在于動(dòng)、植物細(xì)胞中；③ 植物幼嫩組織和分生組織比衰老組織中多；④ 肝細(xì)胞和心肌細(xì)胞較表皮細(xì)胞多（如每個(gè)肝細(xì)胞可達(dá)2 000個(gè)，而一般細(xì)胞只有200個(gè)左右）；⑤ 在同一細(xì)胞中分布不均勻（如常聚集在精子尾基部、原生動(dòng)物的纖毛基底部和小腸上皮細(xì)胞的微絨毛基部等）。

教師然后提出問題，由學(xué)生討論分析：根據(jù)線粒體的這些分布特點(diǎn)，你能推理出什么結(jié)論？通過思考與討論，學(xué)生一般能推理出，線粒體可能與能量的供應(yīng)有關(guān)。此時(shí)教師再通過下面的問題，步步深入，以啟發(fā)式談話的方式與學(xué)生互動(dòng)交流，推斷線粒體的功能。

① 根據(jù)初中所學(xué)內(nèi)容，生命活動(dòng)所需能量從哪里來？② 有機(jī)物在有氧條件下分解被稱做細(xì)胞的有氧呼吸，線粒體和能量供應(yīng)有關(guān)，由此你能推出線粒體的功能嗎？通過上述2個(gè)問題的思考與分析，學(xué)生得到的不僅僅是“線粒體是細(xì)胞有氧呼吸的主要場(chǎng)所”這一個(gè)結(jié)論性知識(shí)，他們經(jīng)歷了以下過程：思考分析→整理原有知識(shí)使之系統(tǒng)化→利用原有知識(shí)使之轉(zhuǎn)化為推理能力→科學(xué)推理→得出結(jié)論。在這個(gè)過程中，學(xué)生通過思考和推理主動(dòng)地獲取知識(shí)，成為學(xué)習(xí)的主體，其能力和素質(zhì)的提高是必然的。而針對(duì)線粒體的結(jié)構(gòu)，教師可采用由功能反向推理，借助于“結(jié)構(gòu)總是和功能相適應(yīng)”的生物學(xué)觀點(diǎn)，步步深入，推理出線粒體應(yīng)該具備的結(jié)構(gòu)，例如可首先引導(dǎo)學(xué)生提出問題：① 線粒體要最終完成糖類等有機(jī)物的徹底氧化分解，這個(gè)過程包括復(fù)雜的多個(gè)步驟的生化反應(yīng)，要保證這個(gè)過程順利進(jìn)行，需要哪些條件？（停頓，給學(xué)生留下思考時(shí)間，但這個(gè)問題較大，不宜提問。）② 這個(gè)過程異常復(fù)雜，被氧化的有機(jī)物和氧氣需集中在一起，最終的產(chǎn)物要順利離開，中間產(chǎn)物不能離開，所以最好與其他生化反應(yīng)過程分隔開，因而線粒體表面應(yīng)該有什么樣的結(jié)構(gòu)？（讓學(xué)生回答）

通過提問，教師順勢(shì)引導(dǎo)學(xué)生推理出：膜→選擇透過性膜，并告訴學(xué)生，通過電子顯微鏡已經(jīng)觀察到了線粒體具備雙層膜結(jié)構(gòu)。③ 這種氧化過程是在常溫常壓下，以合乎生命活動(dòng)的節(jié)律進(jìn)行的，因而需要哪類物質(zhì)才能順利進(jìn)行？學(xué)生一般能回答需要酶的催化作用，然后引導(dǎo)學(xué)生順勢(shì)推理出：酶→多種酶→與有氧呼吸有關(guān)的酶。④ 氧化過程將包括許多步驟才能完成，而且有許多組這樣的過程同時(shí)進(jìn)行，那么，線粒體內(nèi)表面應(yīng)該大些？還是小一些好呢？學(xué)生能結(jié)合化學(xué)課上學(xué)習(xí)的有關(guān)反應(yīng)速率的知識(shí)做出正確判斷。這時(shí)教師再問學(xué)生：內(nèi)膜應(yīng)呈什么狀態(tài)才能使其內(nèi)部有更大的膜面積？（給學(xué)生留出思考時(shí)間并提問）之后，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：內(nèi)膜向里折疊形成嵴。⑤ 這些化學(xué)反應(yīng)在溫和的條件下進(jìn)行，能量逐步釋放出來，還需要一個(gè)怎樣的環(huán)境條件？此時(shí)，教師引導(dǎo)學(xué)生通過化學(xué)知識(shí)推理出這些反應(yīng)都應(yīng)該在溶液環(huán)境中進(jìn)行，所以內(nèi)部充滿了液態(tài)的基質(zhì)。在學(xué)生回答的基礎(chǔ)上，教師可通過多媒體展示剖面掃描電鏡照片（示立體結(jié)構(gòu)）和透射電鏡照片（示剖面結(jié)構(gòu)），并在黑板上畫出線粒體的結(jié)構(gòu)模式圖。

上述過程自始至終都以學(xué)生參與教學(xué)探究過程為主線，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，通過問題探究自主發(fā)現(xiàn)和獲取知識(shí)，充分利用已有的知識(shí)去解決新的問題。學(xué)生不僅能學(xué)會(huì)，還能進(jìn)一步達(dá)到“會(huì)學(xué)”，使獲取知識(shí)與發(fā)展智力緊密結(jié)合，較好地避免了知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)的脫節(jié)問題。

再如，在著名的溫特實(shí)驗(yàn)之前，丹麥著名生物學(xué)家詹森曾經(jīng)做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)證實(shí)影響胚芽鞘向光彎曲生長的到底是尖端這種結(jié)構(gòu)本身，還是尖端產(chǎn)生了某種化學(xué)物質(zhì)。把這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程介紹給學(xué)生，讓學(xué)生比較2個(gè)實(shí)驗(yàn)，并對(duì)此做出評(píng)價(jià)，哪個(gè)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性更好，為什么？詹森的實(shí)驗(yàn)過程如下：取一完整的胚芽鞘，切去尖端后再把尖端放上，但尖端和下部用瓊脂薄片隔開，結(jié)果發(fā)現(xiàn)向光性重新出現(xiàn)，由此證實(shí)了尖端對(duì)下部的影響可以透過瓊脂片向下傳遞，所以影響下部的不是尖端本身，而是尖端產(chǎn)生的某種可運(yùn)輸?shù)较虏康幕瘜W(xué)物質(zhì)。學(xué)生通過思考分析，一般能總結(jié)出：該實(shí)驗(yàn)不能完美的解釋尖端產(chǎn)生了可向下運(yùn)輸?shù)幕瘜W(xué)物質(zhì)，僅僅能證明這種影響作用可以透過瓊脂片向下傳遞，不足之處為不能完全排除尖端對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。教師選擇這個(gè)探究環(huán)節(jié)，能較好地培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維能力。

科學(xué)的本質(zhì)在于科學(xué)探究，科學(xué)史與科學(xué)的本質(zhì)緊密相連。如果教師把科學(xué)史所蘊(yùn)含的科學(xué)探究方法教育素材挖掘出來，加以整理、轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)成為科學(xué)性、啟發(fā)性的探究小課題，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造靈感，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行基于資料的分析探究活動(dòng)，便能讓學(xué)生沿著科學(xué)家的思維發(fā)現(xiàn)知識(shí)，正是這個(gè)發(fā)現(xiàn)的過程幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)了知識(shí)與能力的同步發(fā)展。

另外，細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能、生長素的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)與研究、基因分離定律的發(fā)現(xiàn)等內(nèi)容均適合此種探究性學(xué)習(xí)方式。

2.3 實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)方式

實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)，即基于教材實(shí)驗(yàn)的拓展，或者由教材內(nèi)容的學(xué)習(xí)與深化，由學(xué)生發(fā)現(xiàn)的問題，由此轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)為適合學(xué)生分組進(jìn)行的探究性實(shí)驗(yàn)過程等。這些實(shí)驗(yàn)的共同特點(diǎn)是學(xué)生不知道實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但可以由教師所給的啟發(fā)性問題為指導(dǎo)，通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作和思考分析得出結(jié)論。這樣的探究性實(shí)驗(yàn)本身就是學(xué)生非常感興趣的問題，所以他們會(huì)急于去解決，在不知道結(jié)果的情況下，對(duì)于他們又有一種未知的神秘感，所以他們樂意去思考、去探索，對(duì)于由此所獲得的知識(shí)也會(huì)被牢固地掌握。

例如，在學(xué)習(xí)植物細(xì)胞有絲分裂時(shí)，有一個(gè)觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)過程中學(xué)生提出了一個(gè)問題：為了保證把分生區(qū)剪下來，又不能剪取太長以至于不容易在光學(xué)顯微鏡下找到分生區(qū)，取洋蔥根尖時(shí)最好剪取多長？只要找到分生區(qū)，這個(gè)問題就解決了。分生區(qū)到底距離根尖多遠(yuǎn)？如何找到？在教學(xué)實(shí)踐中，教師可引導(dǎo)學(xué)生提出問題后，讓學(xué)生分組討論解決問題的辦法，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。讓每個(gè)小組代表在課堂上展示自己的方案，全體學(xué)生評(píng)價(jià)和完善，然后篩選出最佳方案后讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，通過小組合作的方式在開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。例如，其中有一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)得非常巧妙，實(shí)驗(yàn)很成功，步驟如下：（1） 選取已經(jīng)培養(yǎng)生根的洋蔥，找到生長健壯而且生長狀況相同的幼根6條；（2） 每間隔2 mm用極細(xì)的黑線輕輕的系在根上做一個(gè)標(biāo)記（松緊程度以不傷害根并且不影響根的正常生理活動(dòng)為宜），每條根共做10個(gè)標(biāo)記；（3） 1 d后測(cè)量每兩條標(biāo)記黑線間的距離，距離最大處為分生區(qū)；（4） 測(cè)量6條根的分生區(qū)距離根尖末端距離，求平均值，確定應(yīng)該剪取根尖的長度。

再如，在學(xué)習(xí)完植物對(duì)水分的吸收和利用時(shí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)問題，能不能利用植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的原理測(cè)定一種洋蔥鱗葉表皮細(xì)胞液的濃度？教師此時(shí)可便因勢(shì)利導(dǎo)，趁機(jī)提出：要通過實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)量一種洋蔥鱗葉表皮細(xì)胞液的濃度，需要哪些實(shí)驗(yàn)材料和儀器？實(shí)驗(yàn)應(yīng)如何設(shè)計(jì)？如果讓你去做記錄，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)記錄表格。這只是一個(gè)作業(yè)，布置給各個(gè)小組去完成。等學(xué)生設(shè)計(jì)完成后，教師讓每個(gè)小組代表在課堂上展示自己的方案，全體學(xué)生評(píng)價(jià)和完善，然后篩選出最佳方案后讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，通過小組合作的方式在開放實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。

還有，在“植物的運(yùn)動(dòng)”教學(xué)中，學(xué)生對(duì)于含羞草的感震運(yùn)動(dòng)、植物的向光性運(yùn)動(dòng)和豬籠草的捕食性運(yùn)動(dòng)等很感興趣，提出很多問題，教師便可以給學(xué)生介紹了常見的絲瓜卷須的向觸性彎曲現(xiàn)象，提出問題：“絲瓜卷須的向觸性彎曲現(xiàn)象與哪些因素有關(guān)？”學(xué)生對(duì)此興趣較濃，很容易引發(fā)他們的思考與猜測(cè)，于是教師又可趁機(jī)提出探究性實(shí)驗(yàn)課題：驗(yàn)證絲瓜卷須向觸性彎曲與刺激強(qiáng)度的關(guān)系。

學(xué)生在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中經(jīng)歷了如下過程：發(fā)現(xiàn)問題→思考和分析問題→找出解決問題的方法→實(shí)驗(yàn)操作→分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象→得出結(jié)論。整個(gè)過程都是在教師啟發(fā)下，學(xué)生獨(dú)立完成的，學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體，充分發(fā)揮了他們的創(chuàng)造性思維能力，在很大程度上使他們的思維得到了開發(fā)，科學(xué)素養(yǎng)得到了提高。

另外，教材實(shí)驗(yàn)深化的探究還有觀察和統(tǒng)計(jì)不同植物細(xì)胞液流動(dòng)的方向、探究不同濃度的生長素溶液對(duì)扦插枝條生根的影響、探究小生態(tài)瓶制作過程中不同消費(fèi)者的選擇等。教材中可探究的問題也很多，如模擬酸雨對(duì)大豆種子發(fā)芽率的影響、種子在發(fā)芽過程中干重的變化與測(cè)量、日照長度對(duì)菊花開花的影響等，針對(duì)上述問題教師可以利用實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)的方式讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)探究的無窮魅力。

2.4 調(diào)查探究學(xué)習(xí)方式

調(diào)查探究是指為了實(shí)現(xiàn)知識(shí)、能力、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度統(tǒng)一的教學(xué)目標(biāo)，以及貫徹倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)、注重與現(xiàn)實(shí)生活聯(lián)系的課程理念，引導(dǎo)學(xué)生以與教材內(nèi)容有聯(lián)系的社會(huì)問題為素材，開展的調(diào)查與探究的綜合性學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)生對(duì)這種探究學(xué)習(xí)方式有較高的興趣，易于在學(xué)生中開展，并且該活動(dòng)由一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)組成，每一環(huán)節(jié)都必須認(rèn)真對(duì)待，容不得半點(diǎn)馬虎，有利于培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?、?shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過程中的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都蘊(yùn)涵有豐富的問題情境，每一個(gè)問題都出自實(shí)驗(yàn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，學(xué)生在解決每一個(gè)為什么的同時(shí)鍛煉了他們的思維能力及解決問題的能力。而且活動(dòng)過程中的每一個(gè)實(shí)驗(yàn)都由學(xué)生親自動(dòng)手，使他們學(xué)會(huì)了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，提高了他們的動(dòng)手能力。

例如，在學(xué)習(xí)“遺傳與基因工程”部分時(shí)，學(xué)生對(duì)于所提到的轉(zhuǎn)基因食品了解不多，當(dāng)提到日常生活中已經(jīng)接觸和食用轉(zhuǎn)基因食品時(shí)，學(xué)生感到很驚訝。這時(shí)，我就可引導(dǎo)學(xué)生開展了一項(xiàng)調(diào)查活動(dòng)：“濮陽市市民對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的了解情況和態(tài)度”。首先讓學(xué)生通過小組討論確定調(diào)查目的（調(diào)查市民對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的了解和態(tài)度，從一個(gè)側(cè)面了解我市城市居民的生物學(xué)素養(yǎng)），引導(dǎo)學(xué)生制定調(diào)查計(jì)劃和方案，然后根據(jù)研究目的由各小組編制調(diào)查問卷，問卷編制后匯總討論，確定問卷的問題為15個(gè)，下面列舉幾個(gè)。

1． 您聽說過轉(zhuǎn)基因食品嗎？（ ）

A． 很清楚 B． 知道 C． 知道一點(diǎn) D． 曾經(jīng)聽說過 E． 從沒聽說過

2． 您了解轉(zhuǎn)基因食品的含義嗎？（ ）

A． 一無所知 B． 有一點(diǎn)了解 C． 了解一些 D． 了解不少 E． 非常了解

3． 你知道幾種轉(zhuǎn)基因食品？（ ）

A． 0種 B． 1種 C． 2種 D． 3種 E． 更多

……

11． 在知道的情況下，您會(huì)購買轉(zhuǎn)基因食品嗎？ （ ）

A． 很愿意 B． 愿意 C． 無所謂 D． 如果價(jià)格便宜就買 E． 不會(huì)買

12． 您認(rèn)為轉(zhuǎn)基因食品對(duì)社會(huì)影響的綜合評(píng)價(jià)是 （ ）

A． 不知道 B． 利大于弊 C． 利弊相當(dāng) D． 弊大于利 E． 非常有害

13． 您認(rèn)為目前我國對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的監(jiān)管有力嗎？（ ）

A． 不知道 B． 非常有力 C． 還可以 D． 缺乏力度 E． 監(jiān)管不力

……

調(diào)查表編制完成后，開始以小組分工合作的模式進(jìn)行調(diào)查，讓各小組分別聯(lián)系某個(gè)幼兒園、小學(xué)、初中、和本校分發(fā)問卷，讓學(xué)生帶回家讓家長填寫后帶回，共分發(fā)問卷1 500份，回收有效問卷976份。隨后，讓各小組成員利用課余時(shí)間把問卷整理并填涂到答題卡上，利用電腦進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后把結(jié)果分發(fā)給各小組，由小組討論分析，最后匯總他們的結(jié)論再全體討論并撰寫調(diào)查報(bào)告（遺憾的是，市民對(duì)第1題的選擇為E，即從沒有聽說過的，竟然有468人，占到47.95%，可見市民對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的了解還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，他們的生物學(xué)素養(yǎng)也略見一斑）。

再如，在學(xué)習(xí)“環(huán)境污染的危害”時(shí)，我們?cè)龑?dǎo)學(xué)生開展過水體細(xì)菌污染的調(diào)查探究活動(dòng)，所利用的方法為平板菌落計(jì)數(shù)法，調(diào)查范圍為學(xué)校自來水、雨水、郊區(qū)小河水。水體細(xì)菌總數(shù)通常做為水體污染程度的一項(xiàng)重要指標(biāo)，通過這個(gè)探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓學(xué)生主動(dòng)參與探究過程，使他們初步學(xué)會(huì)科學(xué)研究的思路和方法，并通過觀察、分析、討論等形式，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和衛(wèi)生意識(shí)。

與教材知識(shí)密切相關(guān)的雙眼皮、紅綠色盲、血型等遺傳性狀的調(diào)查與分析等，社會(huì)熱點(diǎn)問題，如環(huán)境保護(hù)的有關(guān)問題等均可做為調(diào)查探究的學(xué)習(xí)課題。

3 實(shí)施探究性學(xué)習(xí)應(yīng)該注意的問題

不管哪種類型的探究性學(xué)習(xí)方式，均需要教師提前整理相關(guān)資料，設(shè)計(jì)探究程序，最大限度地調(diào)動(dòng)學(xué)生的探究興趣和熱情。所以對(duì)教師的要求不僅僅限于掌握某個(gè)或幾個(gè)探究模式和步驟，而是要求教師要徹底更新教育觀念，掌握大量與教材有關(guān)的探究素材，這樣才能從一個(gè)新的高度把握整個(gè)教學(xué)過程，讓學(xué)生盡情地享受科學(xué)探究的樂趣，體驗(yàn)探究成功的絕妙感受。

探究性學(xué)習(xí)過程中不要忽視或弱化教師的主導(dǎo)作用。傳統(tǒng)教學(xué)的弊端是把教材知識(shí)以教師講解、學(xué)生接受的方式進(jìn)行教學(xué)，忽視了學(xué)生的主體地位，束縛了學(xué)生思維的發(fā)展，使知識(shí)傳授與能力培養(yǎng)相互脫節(jié)。但探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)決不是一味追求學(xué)生自主活動(dòng)的“熱鬧”場(chǎng)面，如果探究方向不明確，教師指導(dǎo)不到位或課前準(zhǔn)備不充分，均會(huì)導(dǎo)致“牧羊式”課堂的出現(xiàn)，這樣片面夸大學(xué)生自主活動(dòng)，忽略教師引導(dǎo)和控制的教學(xué)過程不僅不能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和探究能力，而且還會(huì)養(yǎng)成思維的方向性差、沒有深度的壞習(xí)慣。

探究性學(xué)習(xí)在實(shí)現(xiàn)知識(shí)學(xué)習(xí)和能力培養(yǎng)相統(tǒng)一的教學(xué)目標(biāo)方面有無可比擬的效果，盡管有諸多的好處和優(yōu)點(diǎn)，但這也不是惟一的學(xué)習(xí)方式和教學(xué)模式，不可盲目追求每個(gè)知識(shí)點(diǎn)都讓學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。應(yīng)該允許多種學(xué)習(xí)方式和教學(xué)模式存在，根據(jù)特定的教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象恰當(dāng)?shù)倪x擇運(yùn)用，讓它們各自恰到好處地發(fā)揮自已的功能，這才是教師所追求的理想境界。