高中生物教学中如何培养学生的自主探究能力

邹小红

新一轮课程改革已在全国如火如荼地开展，与传统教学相比，最大的变革就在于更加关注学生的主体性，明确提出“以学生为中心”的教学理念，要将学习的主动权还给学生，引导学生主体参与，使课堂真正成为学生的学堂，改变以往以教师为中心的“一言堂”，变成师生的“群言堂”.这样的教学理念与教学模式顺应了教育形势的发展，有效推进新课程教学改革，提高教学有效性.生物是高中的一门重要学科，肩负着培养与提高学生生物综合素养与能力的重任.我们要抓住新课程改革的重要契机，树立“以学生为中心”的教学理念，建立“以学生为主体、教师为主导”的新型教学模式，确立学生学习主体地位，引导学生展开主动探究，让学生在探究中学到知识、形成技能、提高能力.现结合教学实践对高中生物教学中学生自主探究活动的开展浅谈如下.

一、创设情境，激发学生的自主探究意识

生物课堂教学中，教师应积极营造和谐的氛围，逐步培养学生发现问题、提出和解决问题的意识.教师要充分挖掘教材在培养与训练创新能力方面的内在因素，设计恰当的生物问题.在教学中要启发学生自己发现问题，自己解决问题，使学生在学习过程中体验到发挥自己创造力的成就感，逐渐养成独立获取知识和创造性地运用知识的习惯.如，在讲解《性别决定与伴性遗传》这一节时，教师可设计一个一问多思、一问多答、一问多解的想象问题，从而不断发掘学生的想象潜力，发展学生的创新思维.即一个褐眼色觉正常的男子与一个褐眼色觉正常的女子结婚，生了一个蓝眼色盲的男孩，这对夫妇再生一个蓝眼色盲男孩的概率是多少？这道题首先应根据所给条件写出父母双方的基因型Aa XBY、Aa XBXb，然后计算他们子代出现蓝眼色盲男孩的概率.其方法有：（1）根据父母双方的基因型作出遗传图解统计出结果为1/16；（2）由于蓝眼色盲男孩（aa XbY）肯定是aXb卵细胞和aY精子结合而成的，而配子aXb和aY的产生概率都为1/4，则出生蓝眼色盲男孩的概率为两者的乘积1/16；（3） 将父母双方的两对相对性状分开考虑，Aa与Aa产生蓝眼的概率是1/4， XBY和XBXb产生色盲男孩的概率也是1/4，则两种性状同时出现的概率为两者的乘积为1/16.问题提出后，同学们积极参与，应用多种角度，采用多种思维方式，探究该问题，使他们的想象思维和创新思维不断发展和提高.

二、积极引导，培养学生的发散性创新思维

发散思维是创造性思维的核心.发散思维是思考者根据已有知识、经验的全部信息，从不同角度，沿不同方向进行各种不同层次的思考，多触角、全方位地寻求与探索新的多样性的方法及结论的开放式思维.为此，在生物课堂教学中，教师应注意培养学生的发散思维，启发学生从不同视角思考问题，即一题多思、一题多解、一题多变等.在解决问题的过程中培养学生思维的灵活性和独创性.如在学习《植物的蒸腾作用》时，我给学生做了一个观察植物蒸腾作用的演示实验：把一张氯化钴纸对折包在一片天竺葵叶片的上下面，用回形针夹住，并用透明塑料袋密封包扎.经过一段时间后，学生会惊奇地发现：氯化钴纸由蓝色变成粉红色.氯化钴纸为什么会变色呢？学生经过积极的思考和讨论，得出下列结论：因为氯化钴纸吸收水分.于是我接着问：氯化钴纸吸收的水分是来自植物的蒸腾作用还是来自空气中？能否通过实验来验证？经过教师的引导，同学们在讨论中用发散思维从不同角度得出了下列方案：①取一张氯化钴纸和一片天竺葵叶片密封包扎.②取一张氯化钴纸放在空气中.通过上述实验，学生最后得出结论是水分来自植物的蒸腾作用.通过创设问题情景，同学们针对此问题沿着不同方向、不同角度寻找解决问题的途径，提出了不同的设想方案，在解决问题的过程中增强了他们思维的灵活性，使创造性思维能力得到了提高.在教学中教师要强调具体问题具体分析，从某一具体目标出发引导学生从不同方位、不同角度寻找解决问题的方案，逐步培养学生用创新性发散性思维去思考问题.

三、发现知识与方法，形成能力、情感态度与价值观

在《DNA是主要的遗传物质》的教学中，我是通过设计一系列的问题，激发学生思考，给予恰当的启发，让学生自己发现知识、形成能力及情感态度与价值观.首先从基因和染色体存在平行关系的事实类比推理：基因可能在染色体上（萨顿假说），通过讲解摩尔根果蝇杂交实验，用假说-演绎法证实基因在染色体上，继而分析染色体主要由蛋白质和DNA组成，提出问题：蛋白质和DNA究竟哪一种是遗传物质？启发学生思考分析作为遗传物质的条件，让学生思考讨论并从稳定性、多样性、特异性等角度进行回答，然后让学生猜测哪一种是遗传物质（蛋白质或DNA）？紧接着提出问题：探究遗传物质是蛋白质还是DNA的实验思路是什么？引发学生思考讨论，让学生自己尝试提出实验方案，教师介绍并分析格里菲斯肺炎双球菌体内转化实验的实验结果，引导学生回答出（S型菌存在将R型菌转化为S型菌的转化因子），继续发问：转化因子究竟是什么物质？激起学生继续探究的欲望（转化因子的探究），分析艾弗里肺炎双球菌体外转化实验的结果，得出DNA是转化因子（即遗传物质）的结论.此时，学生觉得问题似乎已经完全解决了，再进一步发问：因当时分离提纯技术有限，艾弗里肺炎双球菌体外转化实验中DNA纯度最高时也还有0.02%的蛋白质，因此有人对艾弗里的实验结论表示怀疑.问学生有没有必要设计其他更可靠的实验方案进行进一步的探究（适时对学生进行科学严谨精神的教育）？学生的回答：有必要.问：既然分离技术有限我们能不能不做分离，而通过只是将蛋白质和DNA区分开来的办法来探究何种物质是遗传物质的问题？经过恰当的引导会有部分学生立即想到同位素标记法，此时教师介绍大肠杆菌和噬菌体这两种实验材料，再一次提出新问题：怎样将T2噬菌体进行标记？用何种同位素标记等一系列问题，让学生思考，就这样，在教师步步发问，循循善诱，直到让学生自己说出标记的方法和元素.再来呈现赫尔希和蔡斯的噬菌体侵染细菌的实验，和学生一起分析实验结果得出结论：噬菌体侵染细菌时，噬菌体DNA进入细菌，噬菌体蛋白质留在细菌外，因此，子代噬菌体的各种性状，是通过亲代的DNA遗传的. 此时还可以发问：噬菌体侵染细菌实验有没有证明蛋白质不是遗传物质？引导学生回答并激发学生设计探究蛋白质是不是遗传物质实验的兴趣（学生可自主探究，但老师可直接阐明蛋白质不是遗传物质）.这时可继续设问：RNA病毒没有DNA，那遗传物质是RNA还是蛋白质？让学生尝试设计实验方案，老师介绍植物病毒重建实验过程和实验结果，和学生一起分析实验结果得出实验结论（RNA是RNA病毒的遗传物质）.最后总结三个经典实验.教师直接阐明绝大多数生物的遗传物质是DNA，如此这般，学生既完成了有关核酸是遗传物质的知识的发现和接受，也提高了有关实验设计的能力，并认同严谨、求实的科学精神和奉献于社会的价值观.

四、改进实验，培养学生的创新能力

学生的实验或教师的演示实验一般是根据教材设计好的方案进行，但由于季节性、地域性、当地实际条件的限制，课本上的实验经常在材料、方法或使用器材等方面进行替换或修改才能进行.如果由教师提早告诉学生存在的问题，鼓励学生与教师一起改进实验，改进实验的过程可以改变学生把教材视为权威、捧为神圣的思想，改进后的实验效果明显、成功率更高，这样更能激发学生的创造性思维，培养学生勇于探究、不断创新的精神.如，关于观察细胞质流动的实验材料，课本及教参提到使用黑藻、墙藓等，本人采用新鲜的菠菜、大白菜等幼苗嫩叶上的表皮，效果更好.主要优点是：取材方便、因地制宜；新鲜浓绿的幼苗表皮细胞体积大，细胞不重叠，学生容易找到观察目标；细胞质流动快，效果显著.

总之，在教学中我们要以兴趣为先导，坚持以学生为中心的指导思想，构建以学生为主体、教师为主导的新型教学模式，引导学生主体参与、主动思考，积极地展开探究活动，享受探究性学习所带来的乐趣，成为探究的主人，促进学生科学探究能力与自主学习能力的全面发展.

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