根据新大纲的规定,研究性学习成为高中生物学中重要的教学内容,除了教材中的内容外,学校还可针对学生的实际情况,安排一些探究性课题,由学生去完成。很多教师都提出过不知道如何确定探究性课题的问题,其实探究性课题可以从生活、生产实践以及与社会发展等密切相关问题中选取;从学生自己关注的问题中选取;同时对课题进行论证,论证可依照以下一些原则。
1.科学性原则
科学性原则是一个探究性课题能否成为课题的根本条件。科学探究活动是科学、严谨、实事求是的活动,首先要求探究课题本身是科学的,否则所实施的活动和得到的结果都失去了依托。
2.创新性原则?
“创新”是一个民族进步的灵魂,是一个国家兴旺发达的动力。探究性学习是一种探索性的实践活动,不仅在于拓展学生知识,激发其兴趣,而更应该着眼于培养学生的创造能力,培育学生的开拓精神。同时学生能在探究活动中迸发创造的火花,体验到智慧的力量和创造的欢乐。当然这种创造首先要从选题开始,创新常来自疑问,一个创造性的研究课题必然还要求创造性的实施活动。
在高考试卷中具有创新性质的试题,往往答案是不唯一的,这样才能够更好地考查考生的创新能力。 3.量力性原则?
这一原则要求选择的研究课题要具有可操作性,要能够付诸实施。要因地、因人、因时制宜,符合学生的实际。
例如,2004年高考江苏生物科试题的第42题,实际上就是一个对于高中学生切实可行的、联系社会热点问题的、很实际的研究课题。
环境污染对植物的生长发育有不同程度的影响。在一定程度上,植物在污染环境中也有继续保持正常生命活动的特性,这种特性称为抗性。研究植物的抗性对筛选具有净化环境的植物种类和保护环境有积极意义。
(1)一项研究表明,植物对SO2的抗性与叶片上气孔密度和气孔大小等有关。所得数据如下表:
①该研究表明,植物对SO2的抗性与气孔的密度呈__________关系,和每个气孔的面积呈_________关系。
②在SO2污染严重的地区,最好选择表中________植物为行道树种。
(2)工业生产中产生的SO2是酸雨(pH<5.6)形成的主要原因之一。有人设计实验,研究酸雨对植物的毒害作用。实验过程如下图所示(除图中特别说明的外,其他条件甲、乙均相同):
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实验结果表明,“酸雨”使植物叶片变黄,而对照实验中的植物没有变黄。该实验说明,“酸雨”对植物的生长发育有影响。
参照上述装置和试剂,以小麦种子为实验材料,尝试设计实验,探究2种不同pH的酸雨对种子萌发率的影响。
①探究的问题:不同pH的酸雨对小麦种子萌发率的影响。 ②作出的假设:________________________________。 ③实验步骤(简要叙述):
④实验预期结果与分析(实验预期结果多种多样,写出其中3种并加以分析):
通过此道高考题,还可以看出探究性实验与验证性实验的主要区别是前者的结论由学生去推论,也可以说是先设计实验,再去做实验,结论有多种可能性,要根据观察到的现象或数据做出多种估计;而后者是把结论告诉你,如“酸雨”使植物叶片变黄。只是让你通过实验说明,“酸雨”对植物的生长发育有影响,证明结论的正确与否。
4.实践性原则?
生物学的研究课题实践性较强,能解决实际问题的研究课题最有价值。在实际生活中还有一些社会上曾普遍关心的热点问题,如“农村焚烧秸秆的利与弊”、“水域污染与富营养化对养鱼的影响”、“城市汽车尾气的危害”等等,对生物学热点问题的研究往往能引起更多人的注意,收到最大的社会效果。所以选题时要注意结合当前热点,再如“沙尘暴的产生与影响”、“荒漠化的治理”等。
例 05年生物科广东卷第42题,这是一道体现实践性原则的探究性试题,荔枝是著名的岭南佳果。其果皮中存在多酚氧化酶,多酚氧化酶能够氧化果皮中的一些无色物质,形成褐色物质。这是引起采后荔枝果皮褐变的原因之一,褐变的发生严重影响了荔枝的深鲜效果:果皮褐变面积百分率.常作为荔枝保鲜效果的指标,在不考虑其它因素影响褐变的前提下,利用上述现象,以荔枝果皮褐变面积百分率为多酚氧化酶活性的指标,某同学设计了一个实验,旨在探究温度对荔枝果皮内多酚氧化酶活性的影响。
(1)请补充下列实验设计中空缺的内容:
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①设计温度梯度:5℃、lO℃、15℃、20℃、25℃、30℃ ②确定测量指标:荔枝果皮褐变面积百分率;
③选择同一品种、______和成熟度一致且无机械损伤的新鲜荔枝果实,将其分成____组,每组数量______,装入保鲜袋并作好标签后,分别放入相应温度的恒温箱中;
④经过5天后,取出荔枝果实.测定并记录褐变面积。 (2)请据右图 分析实验结果:
________________________________。 (3)请结合上述实验结果,指出对荔枝具有 较好保鲜效果所需的温度范围_____________。
(4)削皮后的苹果和马铃薯容易发生褐变,请据此分析要选择无机械损伤的荔枝果实为实验材料的原因_____________________________。
(5)在完全无氧条件下,多酚氧化酶将无法催化上述的褐变反应过程。如果在此条件下,荔枝果皮不会发生褐变,可否在此条件下贮藏荔枝?为什么?_________________________。
(6)除上述温度、氧和机械损伤以外.还有哪些因素影响果蔬保鲜效果,请提出两种相应的保鲜措施。________________________________________________。
5.开放性原则?
探究性学习的一个重要特点是课题的开放性。这对于发挥学生的主观潜力很有必要。教师必须让学生按他们自己的方法自由地研究,必须容许学生形成他们自己的看法,容许他们寻找各种方法去阐明他们所观察到的东西。甚至议题和疑问都由学生自己提出,而不是由教师提出。当学生开始选择探究的目标、活动、项目、问题时,教师可以应学生的请求,为他们提供指导,给他们以帮助。如教师可以提供线索和辅助资料,给学生以指导,但不可过细,不能有太多的条条框框。探究学习给人印象最深的前提条件是学生的自主性。要鼓励学生提出各种假设,并让他们自己主动地去检验这些假设,这是很重要的。对学生来说,任何可能成立的假设,都应该加以探索。应该鼓励学生设法了解一个问题可能具有的各个方面和各种解答。探究学习就是通过开展一系列的活动有目的地寻求许多问题的解答。但它并不要求给这些问题作答案,而是一个参与的过程,是一个了解科学方法的过程。它的方法是以学生为中心,并且是高度灵活的。
开放性的高考试题,近年来也不鲜见,就是考查考生相应的探究能力。
以上讨论的探究性课题的有关原则,在选择课题时上述原则不是孤立存在的,而是彼此联系的,还有
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些是相互交叉的,因此在选择研究课题时既要综合考虑,又要具体分析。
探究性学习是在中学生物学教学改革中一个重要的理念,如何将这一重要理念渗透到广大教师的教学实践中,真正培养学生的创新精神和实践能力,教师就必须学会选择探究性学习的课题和指导学生进行科学探索。就是在高考的复习中也要特别关注学生创新精神和实践能力的培养,只有这样,我们的学生才能够适应当前的高考《考试大纲》中的相关能力要求。
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