生物学体现创新教育的探索性教学方法的研究
将连章 毛雪芬

    1、 传统注入式教学方法与探索性教学方法的差异
    1.1 、 实施的教学策略不同
    前者是教师采用讲授的方式，直接把知识灌输给学生，教师要求学生强记所学的知识，并在练习中反复套用直至熟练。
    后者是教师引入问题情景后，引导学生展开自由探索和讨论，使其自主去发现问题并自行去解决问题。在探索过程中，学生既掌握了知识，又能有所发现和创新。
    1.2、体现教育价值观的目标不同
    前者一直以传授知识作为培养目标，被应试考试为目的的价值观所支配，它过多地强调教育适应社会的一面。
    后者通过学生自主探索和自我解决问题为前提，以体现学生的主体精神和促进个体发展为基础，以社会发展需要为主导，把学生培养成现代社会发展所需的富有创新精神和创新能力的人。
    1.3 、评价教育质量观的标准不同
    前者在考核学习效果和评价质量上以教师所教内容的范围为标准的单一化考试和以学生掌握知识的多少与深浅作为标准。
    后者是学生通过自主探索，不但对知识能进一步的理解和掌握，而且对他的综合能力和思想品德、心理和身体素质等非智力因素都得到了培养，它以知识、能力、素质作为评价标准。
    1.4、教学活动的设计思路不同
    前者几乎都采用"满堂灌"，在教学过程中教师设法把所传授的知识讲细、讲透、讲足、讲实。
    后者是教师通过问题情景的创设，充分发挥学生天生的好奇心和创新潜能，引导学生敢于发现和提出问题，给予学生充分的时间进行探索和讨论，提出解决问题的意见，并加以评估。

2、 生物学体现创新教育的学科教学特点
    2.1、利用生物科学史等内容，培养学生的创造人格和创新意识
    在教学中，利用科学家的事迹对学生进行正面的思想教育和思维启迪，使学生懂得只有勤奋刻苦、不怕失败、持之以恒的人才有可能有所发现、有所发明、有所创造。使学生明白，科学的本质是质疑，有疑才能上进，鼓励学生大胆质疑，不怕权威，勇于探索，勇于创造。
    2.2、培养学习兴趣，激发学生的创造欲望
    学生的学习兴趣不是天生就有的，需要培养。要使学生学得有兴趣，首先教师教得要有趣。在教学过程中教师通过介绍生物科学在工业、农业、国防、环保、医疗、日常生活等方面的应用前景和生物资源等事例，激发学生的学习热情，培养学生的求知欲望和创造欲望。
    2.3、引入问题情景，培养学生的创新性思维
    在教学中，教师要坚持"留有余地"的原则，故意设计"空白"，启发学生去"发现"去"开发"，从而使学生的创新思维得到培养。
    2.4、增加实验容量，培养学生的创新精神和创新能力
    教师应适当调整实验内容和实验形式，使学生根据有关的原理，自行设计方案，进行独立探索或合作探索。鼓励学生解放思想，敢于向经典实验挑战，勇于创新，变换条件，重新设计。把学生的注意力从注重实验结果吸引到"实验材料选择的依据和结论"、"实验方案的设计思路"、"方案的优缺点及改进方法"等方面上来，培养学生的创新精神和合作精神。
    2.5、设立"课外生物科学活动"小组。
    对生物科技活动的内容，放手让学生自己到大自然去观察、去发现、去探索，事情不在大小，也不在做得好坏，教师引导和充分尊重学生各种大胆的质疑、设想和尝试。
    2.6、教学方法的设计思路
    教学过程中，首先明确创新目标，充分发挥学生天生的好奇心和创造潜能，营造利于创新、鼓励创新的支持系统和教学环境。通过创设问题的情境，引导学生敢于发现问题、提出问题，从而提高学生敏锐的观察力和想象力，接着给予学生充分的讨论（或小组讨论）时间和动手时间，发挥学生的主体作用和参与意识，激发学生的创造性思维，释放创新激情，使学生对创造主体进行主动探索、信息加工，然后收集各种解决问题的方案，让大家分享。本着量胜于质、不作批评、容忍接纳的态度，最后从中选择最好或独特的解决方案，并将其付诸实施，以评估其可能性（或课后继续探索再作选择）。
    2.6.1、教学实例 （基因工程技术）
    理论背景：基因通过控制蛋白质的合成从而控制生物的性状。
    情景引入：教师通过多媒体显示素材。
    情景一：奶牛产生牛奶；
    情景二：大肠杆菌能合成人体所需的维生素。
    然后引导学生提出问题：为提高牛奶产量，能否利用大肠杆菌来产生牛奶？
    探索和讨论问题：学生通过脑力激荡，确定问题的初始状态和目标状态，大胆发表自己独特的设想。这些意见有些是可行的，有些是不可行甚至是错误的，我们都得肯定。
    选择思路和解决问题：从众多意见中选择有效的科学的思路。宜运用逆向分析法，从牛奶（蛋白质）合成联想到基因控制，通过基因工程技术从奶牛中取出控制合成"牛奶"的基因拼接到大肠杆菌的DNA中，使大肠杆菌具备控制合成牛奶的基因，从而利用大肠杆菌体内的原料合成牛奶。
    应用和挑战：利用基因工程技术应用于不同生物之间使它们具备不同生物所具备的性状。同时引出新的挑战：为什么要用大肠杆菌？有什么好处？有没有更好的？
    2.6.2、实验教学实例 (水分的渗透作用)
    问题引入：人们发现洋葱表皮细胞的细胞液浓度小于30%的蔗糖溶液浓度。请测定此细胞液的浓度大约是多少？
    设计与探索：学生根据问题展开讨论，明确实验原理，准备实验材料，设计实验步骤进行探索。
    分析讨论：学生通过自主探索后相互交流，比较各自实验的结果，讨论成败的原因。经分析，有的所配制的蔗糖溶液相邻浓度差距太大，以至误差较大；有的所制作的洋葱表皮细胞装片只有一片，只是滴上不同的浓度，造成科学性的错误。经修正后再进行探索。
    总结应用：经重新探索，确认实验结论，进一步加深对理论和实验的理解。引出新问题：本实验能否用其它溶液？能不能测定其它溶质的大约浓度？
    3 结论
    3.1 能激发学生的学习兴趣，调动其学习的能动性
    由于教师运用多媒体等教学手段来展示问题的情景，同时由于所引入的问题就是学生身边的问题，又是以学生的知识背景为基础的，所以学生就十分渴求参与，很想自主通过探索来解决问题。而学生在探索过程中不但没有来自教师权威的影响，反而自始至终来自教师的鼓励。这样使学生心情轻松，能毫无戒心地表达自己的构想。因此，绝大多数学生喜欢探索性教学方法。（见表1）
    表1 问卷调查统计表
    很喜欢 喜欢 无所谓 不喜欢 很不喜欢
    人数220人 58 128 31 15 2
    比 例 26.4％ 58.2％ 14.1％ 6.8％ 0.9％

    3.2 改善学生的人格适应不良，发展其个性，培养其创新人格
    由于教师所创设的问题情景大多适应不同学生的个别差异，加上通过老师的引导，使学生觉得问题的解决离他们很近，让不同层次的学生各有所得，各有所成，都能体验到成功的愉悦。从而增强学生的自信，敢于面对困难，接受挑战，克服退缩心理。增强学生的毅力和自我进取的精神。
    3.3 激发学生的求知心理，加深对知识的理解
    探索性教学是让学生在自主探索过程中发现问题并找出解决问题的方法，把学生的注意力从注重结果转移到探索过程上来，并通过和同伴的比较、讨论、合作，分析自己的构想的优缺点并进行修正，这样学生对知识就进一步得到加深和理解。这从学生的学业测验中也得到了反映。（见表2）
    表2 学生学业成绩统计表
    对照班高二5、6、17、18 实验班高二7、8、19、20
    前段测试 X=76.2 X=80.4
    后段测试 X=79.1 X=85.5

    3.4 促进学生的科学素质的培养
    探索性教学在探索、分析、讨论过程中，无批判性的、无嘲笑歧视的教学氛围，使得学生树立起实事求是的科学态度和一丝不苟的科学作风。通过模拟科学家发现科学规律所经历的历程，使学生受到科学方法论的教育。学生在实验探索过程中，通过自己进行选题、设计、动手、分析，从而增强科研意识、提高科研能力、学会一些科学方法。
    3.5 对学生培养创造性思维能力有很大的积极作用
    探索性教学所提供的开放性的、没有单一答案的、界定范围较大的问题，就容易引起学生从多方位思考问题，运用想象力产生与众不同的、自己从未有过的构想，从而克服从众心理，打破思维定势。在求异、求奇、求新过程中寻找灵感，冲破常规，勇于开拓创新，溅出创新思维的浪花。
    3.6 学生的元认知得到训练
    探索性教学要求学生在问题情景中发现问题，明确问题的初始状态和目标状态，然后搜寻相关资料，通过探索、分析、讨论、反思、选择验证，找到达到目标状态的最佳构想。它能使学生利用目标来监控自己的探索过程，利用结果来调控自己的学习过程，从而强化学生的元认知的训练。
    3.7 新的问题呼之欲出
    学生在解决问题后,必须又要多反思,为什么要用这种方法？有什么优势？有没有更好的方法？改变问题的某个角度或某个条件会怎样？等等，这给学生更多的刺激想象力的机会，再发现创新思维训练点。
    4 问题
    由于各种条件限制，本研究还存在着许多不足。
    （1）由于教学计划的限制，有些问题难以使每位学生在课堂上都得到充分探索，因此有少数学生没有真正意义上参与探索全过程；（2）紧扣教材内容的素材和实验的器材欠足；（3）由于学科的关系，学生难以利用课外时间展开活动；（4）教师制作多媒体课件的时间和精力不足；（5）学生参与实验探索的人数有限；（6）由于实施的教学时间较短，教学过程还欠完美；等等。这些都有待于在今后的教学研究中得到不断改进和完善。

    参考文献
    1.《创造性思维与教学》,陈龙安,中国轻工业出版社,1999.
    2.《创新的策略》,甘华鸣等,红旗出版社,1999
    3.《生物教育学》,周美珍,浙江教育出版社,1992
    4.《创新教育论纲》,朱永新、杨树兵,《教育研究》 1999.8
    5.《"探索-实践"生物学实验课教学》,褚颖、毛慧芬,《生物学教学》,1999.4
    6. 《探索式教学在"酶"一节中的运用》,赵雪梅 , 《生物学教学》,1999.7
    7. 《关于高中生物教学培养学生创新精神和实践能力的思考》,刘真,《生物学通报》,2000.3