林敏賢

（廣東省廣州市第五中學，廣東 廣州）

傳統(tǒng)的課堂教學模式偏重于知識傳承，把傳承性教學置于中心位置，強調的是對知識的記憶、模仿和重復練習，因此，整節(jié)課以老師為主體，教師在講臺上滔滔不絕地講，學生在下面被動地聽和記。這種教學模式忽視了學生的自主學習、自主探究，容易使學生迷信教師、書本，使學生成為被動接受知識的機器。這樣的教學方法難以培養(yǎng)學生的各種能力和通過學習領會和掌握科學方法?，F代社會所需要的是綜合素質高、各種能力強的全面發(fā)展的人才。新課程標準的實施要求教學適應時代要求，變革教學思想和教學方法，把“傳授知識”的傳統(tǒng)教學法轉變?yōu)椤皞魇谥R與發(fā)展學生能力和滲透科學方法有機結合”，培養(yǎng)素質高、適應能力強的學生，成為迎接時代挑戰(zhàn)的人才。在生物教學上如何改革教學方式，發(fā)展學生生物學能力和素養(yǎng)？這就給當前生物教學提出了新課題。

建構主義學習理論認為，知識不僅僅是通過教師傳授獲得的，而是學習者在一定的情景即社會文化背景下，借助他人的幫助，利用必要的學習資源，通過意義建構的方式來獲得。知識的構建過程應當是一個由學習者主動探索和發(fā)現的過程，由學習者本人來控制，教師是組織者。教師應當發(fā)揮“導向”的重要作用，發(fā)揮教學組織者的作用，努力調動學生的積極性，幫助他們發(fā)現問題，進行“問題解決”。教師是發(fā)現者，要高度重視對學生錯誤的診斷與糾正，并抱有正確的態(tài)度。教師是中介者，是學生與教育方針及知識的橋梁。教師既要把最新的方法知識提供給學生，還要注意全面提高他們的素質。建構主義的學生觀認為，學習者之所以積極主動地面對各種刺激產生反應，是因為學習者本身就有建構知識的潛能、動機和可能性，所以，認知或學習不是發(fā)現已經客觀存在的知識、接受知識的活動，而是探究、發(fā)明、建構知識的作用或過程。HPS科學教育是近年來西方一些科學教育專家以建構主義為指導思想，倡導的一種新的科學教育的課程與教學模式。這種模式要求把科學史（History of Science）、科學哲學（Philosophy of Science）和科學社會學（sociology of science）的有關內容引入中小學科學教育，幫助學生從多角度構建知識，以促進學生對科學本質的理解，培養(yǎng)他們的科學精神、創(chuàng)新能力和批判性精神。因此，HSP教學模式是科學課程實施素質教育、全面提高受教育者素質的一條有效途徑。它是教學過程中達成新課程標準要求的載體。運用HPS教學模式實施教學的教學程序包括6個環(huán)節(jié)：①演示現象；②引出觀念；③學習歷史；④設計實驗；⑤呈現科學觀念和實驗檢驗；⑥總結與評價。在生物教學中運用HPS教學模式教學是提升學生科學素養(yǎng)的有效手段。

一、轉變課堂教學觀念，構建HPS教學模式生物課堂教學

生物學是一門實驗科學，在教學中，運用HPS教學模式，我們盡可能增設實驗機會，增加學生的動手機會。在生物教學中教師應根據不同的教學內容，采取HPS教學模式和教學方法進行教學，使學生的思維及能力快速得到發(fā)展。對學生而言，實驗過程中問題的解決不僅是一個知識輸出的再現過程，更是一個知識信息重組和整合的獲得性過程。例如：在學習細胞膜——系統(tǒng)的邊界、酶的化學本質、酶的特性、酵母菌的呼吸方式、葉綠體色素的提取、有絲分裂、低溫誘導染色體加倍、生長素的生理作用等內容時,教師可以引導學生采用設計實驗，呈現科學觀念和實驗檢驗等方式。學生在學習中通過分析實驗原理，設計實驗方案，展開探究實驗，分析實驗，根據實驗現象或實驗數據得出結論。教學中這樣處理能增強學生的觀察能力、分析問題、實驗能力以及思維能力。

二、課內和課外活動的結合，通過HPS教學模式培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

在教學活動中，教師組織學生進行實踐活動或各種科技活動，通過活動培養(yǎng)學生發(fā)現問題、查閱資料、尋求解決的能力，并進一步培養(yǎng)學生科學研究精神和探究問題能力，能很好地鞏固學生對生物學的興趣和愛好。通過學生實踐，能使學生在實踐中創(chuàng)造奇跡。此外，教學中還可以結合教材內容，通過形式多樣的調查研究實踐活動，讓學生到大自然中去、到社會中去、到日常生活中去，讓他們通過發(fā)現、體驗、應用，從而進行創(chuàng)造。高中生物是一門自然科學，其中有很多很多內容可以以這種形式進行。例如，人教版必修三“運用樣方法調查植物種群密度”，調查校園土壤小動物豐富度。必修二中通過調查學校學生色盲的發(fā)病率等，讓學生根據有關知識，采取措施，進行調查、分析，并得出結論。除此以外，教師還可以利用綜合實踐活動組織學生根據學校和地區(qū)特點，組織有關的調查研究。如珠江水質污染對水生生物或魚類數量調查研究，蔬菜中維生素含量的實驗研究等等，在調查活動中，學生需要提出問題、擬訂計劃、收集信息、記錄統(tǒng)計、分析整理信息、發(fā)表意見、討論交流等，學生不僅需要運用各種基本技能，也獲得了知識并發(fā)展不同的能力。這種教學模式使學生的學習不再受制于課本，而是在做中學，從而使體驗更深刻，知識、經驗更豐富。又如高一、高二開設的綜合實踐活動，可以結合課本學習拓展知識。綜合實踐活動，“調查現代生物技術的發(fā)展”“調查生物多樣性的破壞對生態(tài)的影響”等，對于綜合專題活動的開展，學生都表現出了極大的熱情投入到活動中。這些專題活動通過開展小組活動方式和課題研究等形式，拓展了學生活動的時間與空間，鼓勵師生之間、生生之間相互探索、討論，要求學生從生活、自然中找出問題、收集信息、處理信息，從而得出結論與發(fā)現，培養(yǎng)其探究能力、觀察能力、合作、協調能力。與此同時，這些專題活動大都以小組為單位由學生進行自由組合，在組合基礎上，教師給予適當的調整，引導他們進行異質性分組?；顒舆^程中由學生通過對自己和他人能力、特長的分析，自行分工、把握進展速度，開展調查探究，實現學生間的優(yōu)勢互補，合作完成某一項任務。

三、進行探究式教學，培養(yǎng)學生探究性能力

探究式教學是HPS教學模式的核心內容，是以培養(yǎng)學生的探究性思維為目標，使學生通過再發(fā)現的過程進行學習的方法。它是給學生一些事實和問題，讓學生積極思考、獨立探究，自行發(fā)現并掌握相應的原理和結論的一種方法。它的指導思想是以學生為主體，獨立實現認識過程。它是在教師的指導下，學生自覺主動地探索和研究客觀事物屬性，發(fā)現事物發(fā)展的動因及事物間的內在聯系，從中找出規(guī)律，形成科學的概念。具體方法如下。

1.創(chuàng)設學習情景，激發(fā)學生學習興趣和探索熱情

生物教學中有很多知識可以通過創(chuàng)設實驗情景激發(fā)學生探索熱情。如細胞膜結構、滲透作用、光合作用的原理和應用，呼吸作用原理和應用，ATP的作用等。如：在講“細胞膜——系統(tǒng)的邊界”，可以提出“如何證明活的細胞膜能控制物質的進出，引導學生根據細胞膜的結構特點和功能特點設計實驗。有的學生根據生活中煮青菜湯的例子設計實驗：實驗組一個小燒杯裝有熱水，對照組小燒杯裝有自來水；然后分別向兩個小燒杯加入等量的菠菜葉觀察實驗結果。通過實驗設計，教師引導學生進行討論，分析實驗會出現的現象，然后分析熱水中水變綠的原因，提出假設和進行討論。在討論中，學生的學習興趣就被調動起來了，充滿探究激情，加深了對細胞膜功能的認識，同時培養(yǎng)了學生探究問題的能力和觀察問題、思考問題以及科學實驗設計的能力。

利用多媒體課件創(chuàng)設情景。如在講“細胞有絲分裂”“減數分裂”和“跨膜物質運輸”知識時，教師運用多媒體課件依次演示動態(tài)過程，創(chuàng)設HPS教學模式情景，讓學生通過觀察動態(tài)變化過程分析原因和原理。通過觀察、討論和總結，學生都積極主動地發(fā)言，并且思維更加廣闊，能進一步模仿科學家觀察現象，提出問題、分析問題的科學研究過程，也培養(yǎng)了學生的學習能力和科學探究能力。

2.通過實驗，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力

實驗是最能培養(yǎng)學生動手能力、創(chuàng)新能力的。學生在所學的基本知識的基礎上展開實驗，同時加以拓展延伸，能讓學生把零散的知識匯合起來，然后去驗證未知的知識。這樣處理可大大提高學生的興趣，使創(chuàng)新能力得到更深層次的培養(yǎng)。學生在教師的帶領下參與真正的科學探究，教師根據學生實驗情況適時提供必要的支持。這樣的教學模式是學習生物學的有效途徑。它不僅能幫助學生更好地構建生物學知識體系，還能使學生對生物學過程及其本質特征有更加全面、完整的了解。教學實踐中可以把教材中方便操作的演示實驗改為學生動手實驗。如：滲透作用原理中滲透裝置實驗，可以讓學生動手操作。在理解實驗的基礎上教師引導學生思考：如果將漏斗撤去，換成蘿卜條和豬血紅細胞會怎樣？又如“葉綠體色素的提取和分離”實驗，教師可以選取提取葉綠體色素的材料——無水酒精為思維發(fā)散點，引導學生通過理解酒精在實驗中的作用，進行發(fā)散思考，大膽創(chuàng)新，提問可用什么物質代替丙酮的提取液？發(fā)散點引導如下：

這種處理方法在加強學生實驗能力的同時，也提高了學生的學習興趣和對知識的理解和遷移。

此外，在教學中還可以把部分驗證實驗改為探究性實驗或是從探究一個問題改為探究另外一個問題，以發(fā)展學生的創(chuàng)造性思維。這些都能激發(fā)學生的學習興趣，有利于學生產生創(chuàng)造欲，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。教學中實驗可以由幾個方面來加以改進，試劑的運用、適用對象、劑量的大?。徊牧系倪x擇；實驗方法的改進等，從而拓展學生的創(chuàng)新能力。如《質壁分離與質壁分離復原》這一驗證實驗，可以在實驗基礎上改進成探究實驗。探究①如何驗證一個細胞是死細胞還是活細胞；②設計檢測一個細胞的細胞液濃度大致范圍；③給你三種不同溶液，設計一個植物細胞放入后，在哪一種溶液能得到恢復，哪一種不能恢復，哪一種能自動恢復？④可以用什么材料代替洋蔥表皮細胞？此外如驗證酵母菌的呼吸方式可以改變成探究酵母菌呼吸方式或探究酵母菌有氧呼吸與無氧呼吸產生氧氣量。從以上例子可以看出，通過實驗的靈活運用試劑，實驗方法，實驗材料，才能更好地驗證知識，并把知識互相貫通成一整體，有利于學生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.結合生活實例，讓學生提出問題，自主探索

高中生物教材中有很多介紹現代生物學新進展和科學研究歷程的素材，這些都是生物教學中運用HPS教學模式的好素材。教師可根據當前社會發(fā)生的生物事件或問題，引導學生討論交流觀點，然后讓學生自己選擇想要了解的某一事件或問題，通過調查研究或上網收集資料進行自主探究學習，體驗事件或問題的性質或規(guī)律或者模擬科學家探究歷程進行思考問題。在這一過程里，學生充分發(fā)揮自己的主動性，學生自己提出問題和解決問題，從而獲得知識；學生懂得如何收集資料、分析資料和歸納資料，同時也培養(yǎng)了學生的科學觀，懂得從生物學的角度去科學地認識和理解社會的某些事件。高中教材中這方面的內容較多，如必修二中利用生物變異原理進行育種，必修三中的免疫、植物激素的調節(jié)、植物生長調節(jié)劑的應用，克隆動物研究、轉基因的食用油、癌變和現代生物科技成果對解決糧食危機、環(huán)境污染、資源開發(fā)等問題的作用，這些都能激發(fā)學生的學習興趣，有利于學生產生求知欲，培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。在這些探究學習過程中教師只是起組織者的作用，讓學生自主探索，獲取知識，提高自身思考能力和分析能力。

4.利用科學發(fā)現史素材，運用HPS教學模式讓學生感知知識產生的途徑

高中生物必修教材中涉及許多科學家研究歷程和科學發(fā)現史的內容，細如胞膜的結構、光合作用過程、DNA是主要的遺傳物質，植物生長素的發(fā)現，生長調節(jié)劑的作用等素材。教師可以針對這些素材運用HPS教學模式進行教學，通過演示現象—引出觀念—學習歷史—設計實驗—呈現科學觀念和實驗檢驗—總結與評價的方式讓學生感知知識形成過程，模仿科學家的探究歷程，理解生物學原理的探究過程。通過這一模式的教學，學生思考問題的能力、實驗設計能力和總結評價能力都能得到一定的提高。

綜上所述，對于中學生物教學工作者來說，切實提高生物學的教學質量，注重學生能力的培養(yǎng)，是當前教育教學的一個重要內容，也是一個嚴峻的課題，HPS教學模式運用于生物教學能適應當前素質教育的要求，能培養(yǎng)學生學習生物學的能力和生物素養(yǎng)。因此必須認真研究、推陳出新，把能力培養(yǎng)和素質教育切實貫穿于生物教學之中的每一環(huán)節(jié)，這是當今培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的需要，也是當今提倡的素質教育的基礎。