初中生物科学探究教学模式实验研究_董楠.docx

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1、 学位论文原创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行研究工作所取得的研 究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容和致谢的地方外，本论文不包 含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或他人已申请 学位或其他用途使用过的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均 已在文中作了明确说明并表示谢意 本学位论文若有不实或者侵犯他人权利的，本人愿意承担一切相关的法律 责在。 学位论文知识产权及使用授权声明书 本人在导师指导下所完成的学位论文及相关成果，知识产权归属陕西师范 大学。本人完全了解陕西师范大学有关保存、使用学位论文的规定，允许本论 文被査阅和借阅，学校有权保

2、留学位论文并向国家有关部门或机构送交论文的 纸质版和电子版，有权将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用任何复制手段保存和汇编本论文。本人保证毕业离校后，发表本论文 或使用本论文成果时署名单位仍为陕西师范大学。 保密论文解密后适用本声明。 摘要 探究式教学是新课改以来，教育界大力提倡教学方式之一，它的实施对培养 学生创新精神和创造能力有着重要的作用。本论文发起主要解决的是生物课堂中 的科学探究模式的应用对学生科学素养的提高，从理论和实践上分析了实施该教 学模式的可行性，并且在实际课堂教学中使用该教学模式，通过实际情况进行了 探讨和分析。本论文的开展主要采用了行动研究法、实验论

3、证法、案例分析法和 文献分析法。 本实验经过一个学期的实施，从生物成绩的前测、后测的比较和各种调查数 据的统计分析，显示出在初中生物课堂教学中实施探究教学模式比传统的讲授教 学模式更有利于提高学生的成绩，但是生物作为一门小学科，一直没有收到教师 和学生的注意，所以很多学生对学习生物的兴趣不高，可是在对实验班的学生采 用了探究式教学模式后，可以发现学生对生物的兴趣大幅度提高了，而且实验班 学生在学习生物的主动性也明显强于对照班，由于探究式教学模式强调的是学生 在课堂中的主体地位，在实验班里的学生在探究意识和探究能力方面明显强于对 照班，这对于培养学生严谨的科学态度、提高自身的科学素养、增强独立的

4、创新 精神上有着独特的优势。另外，在实验班的实际教学过程中，课堂气氛活跃，学 生更愿意与同伴交流、合作，积极参与讨论问题，更加主动的进行学习。但是， 传统考试制度的局限性，以及整个社会教育观念的陈旧性、教育评价方式的滞后 性，这 些都给探究式学习模式和教学模式的实施带来了很大的阻力。究竟什么样 的内容适合什么样的探究模式，值得进一步的思考。 本文分五个部分进行研究 第一部分引言 本部分从研究缘起、研究方法和研究思路、文献综述这三个层次来进行，主 要阐述生物教学中实施探究教学的必要性和开展该研究的思路和方法。 第二部分生物科学探究的教学模式的理论基础 从科学探究的内涵和探究教学模式实施过程、初中

5、生物探究教学模式的概念 以及实施初中生物探究教学的可行性这三个方面深入研究生物科学探究模式的理 论。研究表明，探究式教学侧重于知识的形成和发展 过程，注重培养学生的探究 能力，使学生在学习过程中被动的接受者转变成主动探索者，通过学生自己的探 索，使他们更全面的理解和掌握知识。 第三部分初二生物探究教学的实施 本部分从探究式教学实施的原则、步骤以及教学案例的设计这三个方面展开 的，生物探究教学模式的步骤为老师的课堂时间分配以及课堂程序的设计提供了 参考。在本部分里通过一个教学案例的设计从实践这一方面来体现探究式教学的 设计思想。 第四部分初二生物探究教学模式在教学中的实验 本部分是实验班和对照班

6、中进行的，在其他条件完全相同的情况下，在实验 班里实施探究教学，在对照班里进行传统的讲授式教学，然后从成绩、学习生物 的兴趣、态度和探究能力等方面对学生进行对比。研究表明：探究式教学的实施 对提高学生的学习成绩，培养学生创新意识和探究能力有着举足轻重的作用。 第五部分总结和反思 在文章的最后，提出在本文研究过程中出现的值得我们思考的问题、本文的 不足和有待进一步探索的地方，并且指出探究性学习研究的长期性和艰巨性，要 求我们在理论研究的同时，更要在实践中积极稳妥地试验和探索。 关键词：初中生物探究性学习生物科学素养教学策略 Abstract Inquiry teaching is one of

7、the teaching methods, which has been strongly advocated in the education sector since the new curriculum was implemented. Its implementation plays an important role in cultivating students? spirit of innovation and creativity. The main purport of this paper is to improve students scientific literacy

8、 through the application of scientific inquiry in biology class. To analyze the feasibility of the implementation of the teaching model from the theoretical and practical, and to use the teaching model in actual classroom, which has been discussed and analyzed under actual situation. The main study

9、methods of this paper are action research, demonstration act, case analysis, and literature analysis. After the experiment implementation during one semester, from comparison between the pretest and posttest in biological results, and statistical analysis in a variety of survey data, it turns out th

10、at the implementation of inquiry teaching model in the junior high school biology classroom teaching helps to improve teaching model more than the traditional lecture does. As a discipline, biology has not received enough attention of teachers and students, and only few students are interested in le

11、arning biological. However, after implemented inquiry-based teaching model in experimental class, increasing number of students are interest in the biological, and the initiative of the experimental class students in learning biology is significantly stronger than those in the normal classes. Becaus

12、e inquiry-based teaching model emphasizes the dominant position of the students in the classroom, the experimental class students? exploration awareness and capacity are significantly stronger than those in normal classes. Such mode has a unique advantage in training students7 rigorous scientific at

13、titude, improving their scientific literacy, and enhancing the spirit of independent innovation. In addition, during actual teaching process in the experimental class, the active classroom atmosphere made students are more willing to exchange, cooperation with peers to actively participate in the di

14、scussion, and more active learning. However, the limitations of the traditional examination system and the outmoded of the entire concept of social education, and the lag of education evaluation methods, which all brought a lot of resistance to implement of inquiry mode of learning and teaching mode

15、l. What kind of content suitable for what kind of explore mode, it is worth further thought. This article is divided into five sections. The first section: Introduction This section studies three levels of the origin, the research methods and ideas, and literature review. It mainly states the necess

16、ity of inquiry teaching and the ideas and methods of the study in the biology teaching. The second section: The theoretical foundation of biological science inquiry teaching model This section mainly states from three-depth study of the biological sciences, which are connotation of scientific inquir

17、y and inquiry teaching model implementation process, the concept of inquiry teaching model in junior high school biology and the feasibility of implementation in junior high school biology, to explore the inquiry teaching mode theory. Studies have shown that inquiry teaching focuses on the knowledge

18、 of the formation and development, pay attention to cultivate students inquiry ability, so that students in the learning process which were used to be passive recipients, and now become the initiative explorers, and finally students explore a more comprehensive understanding and master knowledge. Th

19、e third section: Implementation biological inquiry teaching in 8th grade classes This section was carried out from implementation and steps of the principles of inquiry teaching, and teaching cases design. The steps of biological inquiry teaching model provide a reference of the teachers classroom t

20、ime allocation as well as classroom program designed. This section also would cite a teaching case to show design thought of inquiry teaching mode. The fourth section: Inquiry teaching model in the teaching experiment in 8th grade biological class This section is researching in the experimental clas

21、ses and normal classes, under the other conditions constant. Implementing inquiry teaching in the experimental class, while traditional teaching in the normal class. And then compare those two classes from the results, the study of biological interest, study attitude, and exploration ability of stud

22、ents. Studies have shown that: the implementation of inquiry-based teaching plays a pivotal role to improve student achievement, students sense of innovation, and exploration ability. The fifth section: Summarizes and Reflection At the end of this article, it put forward questions, the lack of place

23、s to be explored further, and pointed out that the long-term and arduous nature of the inquiry learning research in theoretical research, we need to keep practical testing and exploring more actively and steadily. Keywords: junior high biological, inquiry learning, biological science literacy, teach

24、ing strategies 目录 M . I Abstract . Ill 第 1 章 引 言 . 1 1.1研究缘起 . 1 1.1.1探究性教学的客观要求 . 1 U.2生物教学中开展探究性学习的意义 . 2 1.1.3教学实践的思考 . 3 1.2生物探究教学实施过程中的主要特点和存在问题 . 3 1.3文献综述 . 5 1.3.1国外有关探究教学的研究 . 5 1.3.2国内有关探究教学的 研究 . 7 1.4研究方法和研究思路 . 9 1.4.1研究方法 . 9 1.4.2研究思路 . 9 1.4.3研究问题 . 10 第 2 章生物科学探究教学的理论基础 . 10 2.1界定初中

25、生物科学探究教学模式 . 10 2.1.1什么是科学探究 . 10 2.1.2教学模式的概述 . 11 2.1.3探究教学模式的形成与发展过程 . 12 2.1.4生物科学探究教学模式的界定 . 12 2.2实施初中生物探究教学模式的可行性分析 . 13 2.2.1实施探究教学模式的理论依据 . 13 2.2.2初中生物新教材对实施探究教学的可行性 . 19 2.2.3初中生生理、心理及学习特征对实施探究教学的可行性 . 20 2.2.4提高教师素质对实施探究教学的可行性 . 20 第 3 章初二生物探究教学实施的原则、步骤及案例分析 . 22 3.1实施初二生物探究教学模式的原则 . 22

26、3.1.1民主平等原则 . 22 3.1.2问题性原则 . 22 3.1.3主体性原则 . 23 3.1.4合作性原则 . 23 3.1.5全面性原则 . 23 3.1.6发展性原则 . 24 3.2初中生物探究教学的步骤 . 24 3.2.1创设情境，提出问题 . 24 3,2.2组织探究，合作交流 . 25 3.2.3应用检测，巩固提高 . 26 3.2.4多元评价，自我反思 . 27 3.3初中生物探究教学模式教学案例设计 . 27 3.3.1 概述 . 27 3.3.2教学目标分析 . 28 3.3.3学习者特征分析 . 28 3.3.4学习环境 . 29 3.3.5 过程 . 29

27、3.3.6 评价 . 31 第 4 章初二生物探究教学模式在教学中的实施 . 32 4.1实验方法 . 32 4.1.1实验 g 的 . 32 4.1.2实验研究对象 . 32 4.1.3实验的设计 . 32 4.1.4实验教学内容 . 33 4.1.5实验过程 . 33 4.1.6实验数据处理 . 33 4.1.7结果与分析 . 33 4丄 8实验小结 . 36 第 5 章总结与反思 . 38 参考文南犬 . 40 附录 . 44 iif . 46 攻读学位期间的研究成果 . 47 第 1 章引言 1. 1 研究缘起 生物学是一门以实验为基础的学科 1。中学生物教育中最能有效地使学生获得 知

28、识、技能和发展能力的重要手段是生物实验。以前，九年义务教育初中生物教 材的实验大多属于先告诉学生结论，再用实验验证的验证性实验。但教学实践表 明，这种实验教学方式易使学生产生一种固定的思维模式，即学生知道实验结果 与课本内容一 致，继而忽视实验中的其它现象。新课改后，九年义务教育初中生 物教材顺应新课改的要求，包含很多探究式教学，注重培养学生的创新精神、实 践能力以及探索精神。现在生物教师在教学中不断探索的重要课题之一即如何合 理利用科学探究教学培养学生的创新精神和实践能力。因而，我选择了 “ 初中生 物科学探究教学模式实验研究 ” 。 1.1.1 探究性教学的客观要求 探究式教学的思想渊源可

29、以追溯到古希腊著名的教育家苏格拉底的教育思想 2 。美国著名生物学家施瓦布认为学生学习的过程与科学家的研究过程在本质上是 一致的，学生应像 “ 科学家 ” 一样去发现问题和解决问题，在探究过程中获取知 识，发展技能，培养能力，特别是创造能力，同时受到科学方法、精神、价值观 的教育，并发展自己的个性。我国学者认为所谓的探究式教学，亦称探究式学习， 是指在教师为学生提供真实的问题情境，让学生在学习中，使用探究的方法，主 动积极的获取知识、最终可以发展其能力并使其获得亲身体验，探究式教学的主 要目的在于培养学生的创新精神和实践能力。这种学习方式使学生从被动地学习 变为主动参与学习过程 3，它实际是对

30、传统的教学方式进行了彻底的改革，。探究 式教学之所以成为一种创新教学模式，因为它融知识传授、能力培养和素质提高 为一体。在这种模式下，学生的创新能力、知识水平和综合素质将全面提高。探 究式教学中要求教师为学生提供通以研究为本的学习模式，创造一个宽松环境， 使他们在探索研究的过程中能发现世界和认识世界，探究式教学一直坚持的理念 是教学的主体是学生，支持鼓励学生个性化的发展，同时通过探究式教学的实施 也可以促进师生间相互交流互动。 教学过程中，探究式教学实际是师生间教与学活动的统一，其基本特征体现 在问题、沟通 、自主这几方面，基本动力表现为师生互动交流，基本品质包含人 道、高效、愉悦，而整个探究

31、式教学要建立在学生以小组为单位的合作学习的基 础上，其根本目标是全面提高学生的学业成绩和整体素质 4。因此，当今社会所统 一接受的探究式教学主要包含以下两个方面：一是凸显学生的主体地位，组织学 生进行探究活动，二是教师的指导，这两方面构成了探究式教学的主体，这两个 方面相辅相成，使探究教学达到最佳效果。 1.1.2 生物教学中开展探究性学习的意义 在生物教学中提倡学生通过亲身实践发现问题、分析问题和解决问题，发挥 学生学习的积极性和自主性，鼓励学生科学实验，勇于探索，积极实践。探究性 教学的实施开展能最大限度地促进生物学教学，因为生物教学过程中注重培养学 生思考、观察和动手实践的能力。 为了能

32、使学生生动有效地获得生物知识、形成生物学概念离不开学生的探究能 力，因为它是学生形成生物学概念的前提。生物探究学习的核心是培养学生对自 然科学的探索能力及探究能力，因此要使学生对生物探究怀着一种积极向上的态 度，就一定要通过培养他们的探究学习能力。 生物教学过程中，作为最有效的教学法之一的探究式教学，它不是将已有的 结论全盘不动 地直接地告诉学生，让学生通过死记硬背来获得知识，而是通过组 织学生进行一系列的科学探索活动，让学生从探索中自己发现、归纳和总结出科 学结论。这样，学生获得的知识使通过自己的实践活动而得来的，这些知识没有 教师的讲解也被学生收集到了，而且它们作为学生获得生物学知识的第一

33、手资料。 这种从实践中获得的知识更有利于学生理解、记忆和应用。 探究式教学的培养宗旨是使学生形成和提高创新意识，树立科学的价值观， 这些的实现要求学生能自主地获取知识和技能，体验和了解科学探究的过程和方 法。在探究式教学过程中，学生对概念和规律 的发现是通过事实而进行的，而针 对该问题的探究活动则是这种学习方式的中心，因此解决问题的过程中会对问题 进行推理、分析，找出问题解决的方向并通过实践活动探求答案，这样增强学生 的综合运用知识的能力，也可以增强学生的社会实践能力，最终使他们能用科学 的语言对问题进行解释，并且学会收集、分析和判断信息的方法，这些都有利于 培养学生养成勇于探索的科学精神和实

34、事求是的科学态度。 1.1.3 教学实践的思考 我在陕西省西安市的一所中学担任中学生物课的教学工作，每个班级的人数 都在 50 人以上，由于学生的人数众多，在多数情况下我只能采用传统的班级教学， 在有限的教学资源许可范围内，我尝试采用了学生分组的探究式教学方法，但效 果并不尽如人意，学生的探究活动缺乏组织性，学生对探究课题理解不到位，致 使很多时候探究教学无法正常进行完毕。从这些具体的探究活动中我意识到自己 在教学组织和管理技能方面的局限和学生对探究性教学方式的适应性制约了生物 教学的实施效果。 在读研期间，我接触和学习了一些探究学习的理论，对自己生物教学中的探 究模式进行了反思，主要以探究性

35、学习是不是合作学习，探究性学习对 学生有何 影响，探究学习对学业水平不同的学生影响有差异吗？学生探究性学习思维方式 如何培养等问题激发我在理论层面与实践层面对探究性学习理论做进一步的探 索。 1.2生物探究教学实施过程中的主要特点和存在问题 新课程改革启动至今，教师贯彻落实新课程理念，通过不断的研究和总结， 发表了大量研究探究教学的论文，教师在努力推行探究教学的过程中，也存在一 些问题 (1) 教学的单向性。 即以教师和书本知识为中心，很多考虑教师忽视了学生自身的学习能力以及 学习意识，只是一门心思地考虑如何把课本知识内容讲得精彩完美。素质教育推 行了多年，但是课堂上很多教师没有合适的教学方法

36、，使教学就等同于教书，而 学生的学习也缺少相应的学习方法，使学生的学习就等同于读书。讲练结合是很 多老师采用的教学方法，为了达到各种考试的要求，训练学生的做题技巧，也是 大多数老师的目标，但这样培养出来的只是学生的应试能力。学生无法体验到问 题探索的趣味所在 5。在这种教学方式下，学生不知道为什么要学习这些东西，只 是一味的接受结论。这种无趣、传统的学习无法只会消磨了学生的好奇心，使他 们不爱学习，更谈不上乐于学习，当然也就不会学习。要让学生爱学、乐学、会 学 ，最根本的是要从求知活动本身入手，让学生体验到学习和探究的乐趣。 (2) 薄弱的理论基础 目前有关探究教学的理论成果很多，但大多数都浮

37、光掠影，这些探究教学理 论成果表述没有形成作者自己的观点，很多论文经常使用相关的名词术语来包装 自己，比如提出建构主义并简单的进行介绍。建构主义包含着很多分支，比如意 义建构。建构主义每个分支的所侧重的方向不同，其中意义建构主义强调学生的 学习应该是活动的和具有社会性的，这样的学习对学习者情意、社会文化等有着 非常重要的作用，因此它可以为探究教学提供理论支持，但是大多数教师并不关 注。 (3) 忽略学生对问题的决定权 美国实用主义教育家杜威说 ： “ 问题的性质决定思维的目的，而思维的目的则 控制思维的过程 ” 6而探究活动又是以问题为导向的。面临困惑，不知所措的时 侯，学生无法用已有的知识和

38、经验解释所面对的问题和困惑，认知冲突就产生了， 探究问题的愿望和要求产生后就利于学生开展探究活动，学生会积极主动地研究 应该怎样做出假设，搜集哪些证据等，而且这些活动都是紧紧围绕着问题来展开 的。没有问题作为基础，探究活动无法幵展。 课 堂上教师经常会对学生提出问题。一般情况下，教师直接提出教材中己有 的问题，或在提问之前先给学生提供些有关的问题知识，引导学生围绕已经给出 的知识进行回答，这样没办法培养学生自主建构问题的能力，最终在教师创设的 这种极权氛围中学生平等参与的机会被剥夺了，使整个探究活动的一开始就处于 被动地位。 (4) 师生交流缺乏思维深度 在教学过程中，学生和教师都是主体，因此

39、在教学过程中强调师生间、学生间 的动态信息交流非常重要。但从教学现状看，许多教师对学生的基础和基本情况 把握不准确，流于形式，因此虽然主观上希望强调与学生进行交流，进一步了解 学生掌握学生的基本情况，但因多种原因无法给学生提供一个有效的问题情境， 无法给学生创造一个有效的讨论和交流的环境，学生的思维也会受到束缚，很难 达到产生思维碰撞的火花这一状态。该问题的出现归根结底在于教师没有帮学生 树立正确科学的教学观和知识观，导致教学目标窄化为知识的传授和巩固。 (5) 程式化的探究教学过程，缺乏有效的组织 探究教学的组织过程中，最常见的误区有以下三种： 程式化的探究过程； 泛化探究； 探究式学习 =动手实验。 从目前的初中生 物教学来看，第一个问题是比较突出的，大多数教师过于追 求一节课中各个探究步骤的完整性，从而使在课堂中进行的探究过程比较匆忙， 无法达到应有的教学效果。 (6) 效率较低的合作学习，缺乏学生的有效参与 在平时的教学中，有些教师为了将新课改的理念在课堂中体现出来，特意安 排学生进行合作学习，这样的教育观念是