论文题目
中学生物学“过程探索式”教学法实验研究
山东省临朐第一中学
高继国
内容提要 过程探索式教学是通过教师匠心独具的教案程序探索设计，采用适当的手段，在教学过程中营造探索研究的氛围、情景、场面，使学生以探索者、研究者的主题角色，通过创造性思维方式对所学知识实现感性认识到理性认识、引导学生完成迁移探索运用、完成教学目标的过程。目的在于把学习的主动权交给学生，让学生在未知中探索，在探索中求新，在新知中迁移，在迁移中运用。建立以“过程探索”为主旨思维新型教学模式，实现全面发展提高共性，主动发展突出个性的独立开拓意识，培养具有一定实验探索能力、理论探索能力、迁移运用能力的有用人才。通过理论考核和实验技能考核的量化方法和非量化综合评估，达到了有效大面积提高教育教学质量和突出学科尖子的目的。
关键词 过程 探索 创造性思维 素质教育 知识经济
当前，中学生物学普遍存在着这样三种模式：一是“先生讲、弟子听”，“满堂灌
、填鸭式”结论记忆型的传统模式；二是读、讲、练穿插，大容量、密台阶的教学模式；三是以标导学、达成演练式的目标教学模式。这三种教学模式只注重了对课本知识的传授记忆和习题类型的强化训练，忽视了科学方法和能力的培养，限制了学生的创新精神和实践能力的形成。为此，潍坊市教研室颁发了《关于开展“中学生物学过程探索式教学”实验与研究的意见》，并在我校设点研究与推广试验。通过两年的积极探索和大胆尝试取得了初步的成功，现总结如下：
一、课题研究的背景起因
1、
生物学迅猛发展的需要：
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。20世纪中叶以前它基本上是一门描述性的科学，20世纪下半叶以后，以分子生物学等一系列新学科为代表的现代生物学才迅速崛起，它是生物学和其他学科发展的必然结果，是一门集现代科学之大成的综合学科。生命科学已被认为是21世纪的带头学科，现代生物学的特点已从研究生物的形态特征和生理特征，发展到主要研究生命活动的过程，随着21
世纪的到来，生命科学将最有可能成为新一轮科技革命的中心；在21世纪的支柱产业——高新技术产业中，生物技术产业将与信息技术产业并驾齐驱，生物技术成果向现实生产力转化的速度越来越快；克隆技术、人类基因组学、生态学的发展，将极大地促进经济和社会的可持续发展，我国面临的人口、粮食、能源、资源、环境和健康等问题，都与生物科学的发展息息相关。因此，现代生物学迅猛发展，必将需要一大批生命科学的探索创造型人才。
2、
素质教育的需要：
随着科教兴国、提高全民族素质的强国方略的实施，改革人才培养模式，由“应试教育”向“素质教育”的转变已成共识，“过程探索式”教学就是适应当前形势，注重学生的科学文化素质教育、能力培养和科学方法训练，突出挖掘学生群体的创造性思维和个体的探索研究能力，实现学生的主动发展。本课题注重“授之以渔”、通过创设情景、变结论传授式课型为过程探索式课型，让学生学会设计、研究、创新，学会思考、学会解决问题，学会迁移运用知识的方法、技能和技巧，为培养具有创造思维型人才作必要的学科素质教育铺垫。这必将是全面培养跨世纪人才，以适应未来信息时代和知识经济时代对日趋激烈的国际高科技人才竞争大需要。
3、
大纲、教材要求的需要：
1996年国家教委颁布的《全日制普通高级中学生物教学大纲》指出：“高中生物课的教学内容必须适应培养21世纪我国社会主义现代化建设的各类人才的需要。”大纲突出了能力方面的培养，如通过实验让“学生养成实事求是的科学态度”，“初步掌握基本的生物学研究方法”，强调了科学素质的培养。新大纲必修课规定了25个实验和实习，选修课又规定了6个实验和实习。新大纲在定量分析类型，模拟探究类型，基本技术类自行设计类型。这些不同类型的实验开设，十分有利于探索式教学的实验和科学思维能力的培养。
现行人教版《生物》教材富有时代特色：
其一，叙述简化、重点突出、脉络清楚，给教师采用过程探索式教学留有了充分的余地。
其二、先看实物（实验和实习）、再作讲解，容易唤起学生的学习兴趣，培养科学探索能力。
其三、图文并茂，以图代文，提高了插图的地位和数量，通过改变插图绘画方式，使之形象化、模式化、简明化，符合学生的生理特征和认知规律，有利于形象思维的形成。
总之，由“课文、实验、实习、动动脑、动动手、课外读”等项内容组成的教材内容和编序方式、为全面实施教改打下了基础。
二、课题研究目的、意义、立项依据、课题假设
（一）课题研究目的
“过程探索式”教学的目的在于把学习的主动权交给学生，让学生在未知中探索，在探索中求新，在新知中迁移，在迁移中运用。建立以“过程探索”为主旨思维的新型教学模式，实现全面发展提高共性，主动发展突出个性的独立开拓意识，培养具有一定实验探索能力、理论探索能力、迁移运用探索能力的有用人才。通过理论考核和实验技能操作考核的量化方法和非量化综合评估，达到有效大面积提高教育教学质量和突出学科尖子的目的。
（二）、“过程探索式”教学的意义：
1、有利于教育思想和教育观念的转变，改变传统的陈旧教育观，树立科学规范的教育观、人才观、质量观、评价观，提高教师的科学研究素质，开拓新领域，形成新观念。
2、 利于由“应试教育”向“素质教育”的转轨，富有时代感和先进性。
3、 利于提高学生的学习兴趣，激发学生的探索灵感，充分发挥学生的“探索者”、“研究者“的主体地位。
4、 有利于培养学生的观察能力、实验能力、发现能力、创新能力和自学能力，使学生向着逻辑思辨和创造思维方向发展
。
5、有利于提高学生的技能操作水平，形成严谨求实的科学态度。
6、有利于改善师生关系，保证学生生动活泼地学习，有效地带动课堂教学的改革。过程探索式教学模式为教师的教学提供了基本思路框架，通过教师的创造性劳动
和艺术加工，使之教学过程科学化、探究化、程序化，实现教育教学质量的提高。
（二） 立项依据
1、理论依据：“过程探索式”教学以遵循人的身心发展的规律为前提，以现代科学教育为指导，以适应社会需要为宗旨、以正在成长的全体中学生为主体，以全面提高素质、发展个性特长为核心，以知识技能传播、探索和创造为手段，使学生的素质得到最大限度的挖掘和培养，全面发展共性教育和突出个性教育以及两者和谐统一的现代教育理论—素质教育，是过程探索式教学的理论依据。
2、研究假设：
（1）学校重视，实验设施的配备符合规定，实验班级的确定符合对等原则。
（2）基本框架：
实验探索课
感性认识积累、形成理性新知 新知强化巩固
理论探索课 调用已知探求未知、形成理论新知 新知强化训练 激情设疑 史实典例 理论探索 尝试分析 迁移运用 （3）基本模式： 根据科学研究的四个基本要素（课题、方法、过程、结论）归纳如下：
说明：有框架不唯框架，有模式不唯模式。只有把握过程探索式教学的精神实质、打破常规、创新思维、因材施教、巧妙探索，在探索中积累，在积累中求知，才能逐渐形成风格鲜明体现教学本质特征的探索课型。 实验探索课的方法是指：实验探索程序的设计构思，完成实验的操作技能技巧，现象观察、测定的方法，积累认识、形成结论的抽象思维形式等。 理论探索课的方法是指：理论探索程度的设计构思，调用大脑中蓄存知识转变成新的理性知识、规律的创新思维方法，即推理、比较、分析、综合联想、发散思维、集中思维、归纳、概括、演绎等。
理论探索课与实验探索课的原理一致。在教学设计时，依据探索原理，遵循学生由已知到未知、低级认识到高级认识、简单到复杂、局部到整体认识到一般认知规律，精心设计、质疑设景、逐层推进、探幽揭秘、多做讨论分析和尝试训练，促进知识迁移，促使新知识形成、深化和运用，让探索求知的思维方法和内容形式贯穿于授课的始终。 三、研究的主要内容、方法 （一）研究的主要内容： 1、过程探索式教学的含义： “过程”是指事物进行或事物发展所经过的程序；“探索”是指多方寻求答案、解答疑问。“过程探索式”教学是指通过教师匠心独具的教案程序探索设计，采用适当的手段，在教学过程中营造探索研究的氛围、情景、场面，使学生以探索者、研究者的主体角色，通过创造性思维方式对所学知识实现感性到理性认识、引导完成迁移探索运用、完成教学目标的过程。 2、过程探索式教学内容包括： (1)
教师主导探索：包括对大纲、教材宏、微观及深层次的立体挖掘大探索，教案设计的探索，教学程序构思探索，授课过程中创造探索场面、情景、氛围大探索，实验材料准备、程序设计和步骤实施的探索，测评试题的命题和技能考察评估的探索试验效果和群体、个体表现特色的探索，等等。引导学生以探索方式去认识、理解、掌握、运用生物学客体知识的探索是教师主导探索的主要内容。 (2)
学生主体探索：是指在教师的主导下，在一定的时间和空间内，使学生通过感官或操作，有节奏、有层次、有程序地探求或运用解决问题的方式、方法或手段，达到对所学知识的本质认识，完成教学目标，实现学生主题探索和研究地位的过程，这是“过程探索式教学”的核心。 （二）
研究的主要方法： 1、教学思路构思： 教学思路构思是实施过程探索式教学的前奏，是教师对大纲和教材具体内容进行创造思维加工处理、形成施教策略和程序路线，即进行教学设计。在撰写教案、实施授课的过程中其导航作用。具体体现在备课和上课的各个环节之中。探索模式的思路构思：章节教材分析和课时分配次序的构思、变验证性实验为探索性实验的程序环节构思，授课语言、设疑激情、创造情景、阶段探索、归纳升华、促进同化的环节构思，板书设计、习题编排的构思等。 2、教学设计与教案示例
（1）含义概述 过程探索式教学设计是指教师研究教学系统制定探索式教学方案的过程和方法。对教学系统中各构成要素（教师、学生、教材、教学设备等）进行静态和动态分析、探讨，确定应采用的过程探索式教学方法是教学设计的关键，形成一个科学、合理、可行 的教学方案是教学设计的目的和任务。
教学设计作为教学活动的准备阶段，直接影响和决定着教学活动的是非成败；也是教师取得教学经验、探索教学规律、驾驭教学进程，提高教学水平和完成教学目标的必经之路。因此，教学设计应具有高度的准确性，极强的针对性，明确的目的性，周密的计划性，准确的预见性和严谨的科学性、系统性。 （2）教学设计的基本内容 1)教材分析：包括教材（册、章、节）的地位、作用，编者意图，重点、难点及确立的依据，知识结构网络体系及其关系，观察、实验、实习的项目和内容等。 2)学情分析：包括知识基础及误差的积累情况，空间构象及思维能力，兴趣、动机、毅力、情感等非智力因素，观察、操作技能，学法是否得当等。 3)教学设备和实验器材分析：包括直观教具的配置及演示方法技巧，实验器具的配置使用技巧，实验器材的准备等。 4)制定教学目标：依据教学大刚关于教学层次的要求和教学具体内容制定教学目标，包括：了解、理解、掌握、应用等方面的具体教学目标。 5)确定教学方法： 依据教学内容确立教学基本模式类型，再确定具体探索式教学方法。 6)教学程序设计： ①设计导引：悬念、故事、图象、承上启下、开门见山等。 ②设计前置测评：如提问等。 ③确定探索程序：发掘教材知识结构中的“探索点”、“探索链”或“探索网”。如知识点、重点、难点、疑点构成了过程探索式教学的探索程序及认知层次结构。 ④结课设计：结课是教师钻研教材，切实掌握学生知识基础和接受能力的情况下，围绕教学“四点”和“探索点”进行精心设计，具有形式各异、新颖灵活、言简意赅、突出重点、富有启迪、开展升华、承前启后等特点，过人以激励教育和艺术享受，起到画龙点睛的作用。 7)板书设计或利用多媒体课件教学的设计，形成网络结构。 通过教学设计，实现对教学系统的全面分析研究和师生在教学过程中互相作用方式的探讨，这些最终都要落实在教学方案的编写制定上。 【教案示例】 把过程探索具体体现在备课和授课的各个环节中。现以人教版高中生物全一册“水分代谢”为例，作教学程序的基本思路简析。 （一）、教材分析 本节主要叙述了植物体对水分的吸收和散失的原理。其中渗透吸水是重点，也是难点，让学生通过对植物细胞的质壁分离和复原的实验的现象的观察与分析，掌握渗透吸水的原理，从而与农业生产实际相联系，学会运用所学知识解决实际问题。 （二）教学设备及实验器材 演示实验：渗透实验装置一套。 学生实验：《植物细胞的质壁分离与复原材料用具》。 多媒体投影仪、图片。录象：水分运输的途径。 （三）、教学目标： 知识目标： （1）、知道什么是吸胀作用，及其原因。 （2）、记住渗透作用的概念，并能叙述其原理。 （3）、知道植物体中水分运输的方向和途径及利用方式。 （4）、弄清蒸腾作用的概念和意义，并能解释与之有关的实际问题。 （5）、能解释质壁分离及其复原现象 技能目标： （1）、通过渗透实验及质壁分离实验，培养学生观察能力及综合分析能力。 （2）、能绘出质壁分离图并指明各部分结构。 （3）、通过实验及多媒体辅助教学，以学生活动为主，达到培养学生自主学习和主动探索精神的教学目的。 （四）、教学方法 根据教学内容、教学目标充分利用多媒体的教学功能及课堂实验使学生积极主动地参与教学活动。 １、每个探索点的教学都利用过程探索式的教学方法，以“设疑质疑——观察探讨——分析归纳——反馈纠正——得出结论——实践应用”的程序进行，并灵活运用。 ２、实验探索法：质壁分离及其复原 （五）、教学程序设计 探索点１：植物吸水的方式 引言——复习细胞的化学成分，引出水的作用及水分代谢的概念。 设疑——绿色植物吸水主要器官，吸水最活跃的部位及吸水的方式。 观察——选择与吸水有关的内容，出示电教多媒体，让学生带着问题观察 归纳——学生自己归纳，解释前面疑问。 应用——通过形成性检测题让学生会应用前面所学知识。 Ａ、为什么移栽作物时根部要带土？ Ｂ、萎蔫的芹菜放在清水中恢复原状时的吸水方式？ 探索点２：渗透吸水的原理 设疑——植物为什么能土壤里吸收水分？ 观察——出示渗透实验装置，要求学生明确各组成部分，并观察实验过程。 讨 ２、用全透膜或不透的膜代替半透膜有无此现象发生？ 并 ３、半透膜两侧均用清水或等浓度蔗糖溶液有无此现象发生？ 验 ４、对换原装置中水与蔗糖溶液的位置，并且开始时两液面相平，证 将有何现象发生？ 学生总结――一个典型的渗透装置必须具备的两个条件。 迁移深化――５、假设漏斗无限长，长颈漏斗的液面是否无限上升？ 讲解――烧杯渗透作用 静水压漏斗
当渗透作用与静水压达到平衡时，膜内外水分子进入的速度达到动态平衡，液面不再一升。 观察――利用多媒体投影仪出示图片，观察成熟植物细胞的结构。 归纳――成熟植物细胞的结构对比渗透装置得 出结论：一个成熟的植物细胞即是一个渗透装置。 实验――做质壁分离与复原的实验，并观察实验现象。 探讨并总结――细胞渗透吸水和失水的原理。 释疑――植物的根所以能从土壤中收水分是由于细胞液浓度高于土壤溶液的浓度。 应用――通过学生的学习把掌握的知识信息反馈给教师，能及时纠正学生中不明确的认识： 例１、
田间一次施肥过多造成“烧苗“的原因？ 例２、 盐碱地不利于作物生长的原因？ 迁移深化－利用前问题５，植物细胞是否会无限的吸水膨胀？让学生步明确细胞壁的保护作用。
列举归纳－ １、可以证明原生质层相当于半透膜。 ２、可以判断细胞死活。 ３、可以证明细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性 探索点３：水分的运输和散失 观察——通过录像，观察水分运输的途径、利用及散失的方式。 设疑——蒸腾作用对水分的巨大“浪费”有何意义？ 阅读——让学生蒸腾作用的意义。 应用——让学生解释： 1、炎热夏天，植物发生卷叶现象的生理意义。 2、夏季移栽植物要剪去部分枝条及叶片或做遮阳处理的原因？ 迁移矫正——把学过的内容与农业生产实际相联系，让学生学会运用所学知识解决实际问题。如：一次施肥过多造成“烧苗”现象后，如何采取解救措施？再如：盐碱地植物生长不好，可采取那些方法进行改良？推广学生积极主动的讨论回答，检验教学效果。分析某些不足之处，纠正不正确的认识。 四、原始材料对比及实验结果分析 按照教改实施方案，结合我校师资，学生编排等具体情况，每学年选高二四个班进行2 ：2的二师对比实验。现将98级学生对比实验结果分析如下：98级1—4班为平行班，选取1—2班为实验班，3—4班为对比班。实验前对四个班学生的入学成绩、高一期末总成绩作前置分析无明显差异（表1、表2）。选用水平相当的实验教师进行对比实验，经过一段时间的对比教学，学生的学习成绩出现了显著差异（表3、4、5、6）学生的学习兴趣也出现了明显差异（表5）。 表1 高一入学总成绩对比（98年9月） 项目 班级 人数 总平均分 500分以上 450-499分 400-499分 400分以下 差异情况 实验班 116 426．7 2人 29人 57人 28人 P＞0.05无明显 差异 对比班 118 427．1 2人 31人 56人 29人 表2 高一高二学期期末总成绩对比（99年9月） 项目 班级 人数 总平均分 500分以上 450-499分 400-499分 400分以下 差异情况 实验班 116 510．1 7人 16人 62人 31人 P＞0.05无明显 差异 对比班 118 509．5 7人 18人 61人 32人 表3 高二第一学期期末考试生物科成绩对比（2000年1月） 项目 班级 人数 平均分 及格率 优秀率 差异情况 实验班 116 78．6 87．1 16．4 P＜0.05 差异显著 对比班 118 73．8 81．3 11．6 表4 高二第二学期会考模拟考试生物成绩对比（2000年5月） 项目 班级 人数 平均分 及格率 优秀率 差异情况 实验班 116 76．9 94．5 17．2 P＜0.05 差异显著 对比班 118 71．1 87．8 12．4
表5 学生对生物课学习兴趣问卷调查对比（2000年5月） 班级 学习兴趣 本学年人均阅读生物课外读物 差异 情况 很想学 想学 无所谓 不 想学 实验班（116） 人数 75 26 10 5 3．14册 P＜0.05 差异 显著 百分率（%） 64．5 22．4 8．6 4．3 对比班 （118） 人数 68 24 16 10 1．66册 百分率（%） 57．6 20．3 13．6 8．5 表6 99、2000年山东省生物奥赛成绩对比（2000年10
月） 年份 班级 省一等奖 省二等奖 省三等奖 获奖率 （%） 差异情况 99 年 实验班（58人） 3人 2人 4人 12．5 P＜0.01 差异极显著 对比班 （59人） 1人 1人 2人 5．7 2000 年 实验班 （54人） 2人 3人 5人 16．7 P＜0.01 差异极显著 对比班（52人） 1人 0人 3人 7．8 以上六项数据的对比表明：两个班其始条件基本相同，进行对比实验是合里的，经过两年的实验，从每次考试成绩可以看出：实验班的平均分都要高出对比班4—6分，优秀率和及格率也要高出4-5个百分点。区别更加明显的是：每当试题的灵活性、应用性及难度增大时，实验班更加显出了较强的优势。因此，“过程探索式”教学符合生物学教学的特点，这种教法的实施，对于学生来说，既获得知识了又得到了求知的方法；对于教师来说，既取得了优异的成绩，又大大提高了自己的教学水平。真正体现了“授之以渔，教学相长”的实验目的，实验结果还初步证明实验达到了预期的效果，实验是成功的。这种教法使学生的能力和学习方法都得到了发展和完善，同时对其他学科的学习也有借鉴意义。但是，我们也清醒的认识到，探索完善的教法是永无止境的，我们将继续努力，不断克服实验中的困难和不足，进一步深化实践，争取在今后的教改中迈出更大的步伐，创造更优异的成绩，为21世纪的生物学教学作出更大贡献。
课题准备 程序设计 实验探索 分析归纳 迁移运用
铺垫引入 探求方法 表象认知 形成理论 反馈矫正
引入课题 设置探点 发现新知 形成结论 反馈矫正
课题
方法 过程
结论
教师给出 教师提供
教师归纳形成
学生设计 学生设计
学生探索 学生归纳形成
师导生设 师导生设 （教师主导） 师生归纳形成
探 １、液面上升的原因。
统计 项目