《新課程背景下培養中學生生物科學探究能力的策略研究》開題報告
《新課程背景下培養中學生生物科學探究能力的策略研究》開題報告
大學生活要接近尾聲了，大家一定都對畢業設計充滿畏懼，在做畢業設計之前指導老師都會要求先寫好開題報告，開題報告我們應該怎麼寫呢？下面是小編為大家整理的《新課程背景下培養中學生生物科學探究能力的策略研究》開題報告，歡迎閱讀與收藏。
論文選題的理由或意義：
21世紀將是人類依靠知識創新和可持續發展的世紀，世界將進入知識經濟的時代。面對知識經濟的挑戰和機遇，實施素質教育，深入開展創新教育，讓科學的光芒普照中華，實現科教興國戰略，是當今教育改革的主旋律。以培養學生科學素養為主旨的生物新課程改革，將科學探究作為改革的突破口，倡導以科學探究為主的多樣化的學習方式，激發學生學習的積極性與主動性，發展科學探究能力。這一能力的培養與新課程的實施緊密相連，自20xx年秋學期新課程在我省全面推行以來，探究教學中暴露的諸多問題使我們意識到培養學生的探究能力決非是一蹴而就的事情，它應該在實踐中不斷的摸索和總結。
一、時代發展的要求
1、探究能力與素質教育
20世紀80年代末期以來，在教育領域裡追求人的素質獲得全面發展，已經變成一種集體行動，成為國際教育改革的重要趨勢。在我國，全面推進素質教育也已經成為21世紀基礎教育改革的重要方向。《中共中央國務院關於深化教育改革全面推進素質教育的決定》指出，要實施素質教育，就必須積極實行啟發式和討論式教學，激發學生獨立思考和創新意識，切實提高教學質量。要讓學生感受、理解知識產生和發展的過程，培養學生的科學精神和創新思維習慣，重視培養學生科學探究等方面的能力。因此，改革課堂教學形式，強調以學生為中心、以探究為主的教學，著力培養學生的探究能力，就成為素質教育的關鍵之所在。
2、探究能力與創新教育
當前，開展創新教育，培養學生的創新精神和實踐能力，已經成為我國整個教育改革的靈魂。正如文化教育學家斯普朗格所認為的那樣，“教育絕非單純的文化傳遞，教育之為教育正在於它是一個人心靈的’喚醒’，這是教育的核心所在”[8]。即是說，教育的最終目的不是傳授已有的東西，而是要把人的創造力誘匯出來。這種創造力集中體現的是科學探究的能力和科學精神，它才是教育真正需要“喚醒”的東西。
3、探究能力與科教興國
科教興國，已經成為我國的一項基本國策。然而，我們在科教興國的戰略問題上，往往過多地強調科技的經濟功能，偏於技術的、物質的乃至產品的層面，卻往往冷落了科學探究、科學理性和科學思想對人、對社會的根本性作用。教育的“功利性”也總是與“應試教育”一起成為培養全面發展的人的最大桎梏。探究教學以培養學生的科學探究能力為核心目的，透過科學方法、態度的訓練與養成教育，逐漸使科學理性之光真正照耀於億萬人的心田，激發人們不斷思考、不斷探究、不斷髮現。因此，從某種程度上講，培養科學探究能力應該是科教興國戰略真正實施的表現之一。
二、課程改革的需要
“提高生物科學素養”、“倡導探究性學習”是生物新課程改革的基本理念。生物科學素養是公民科學素養構成中重要的組成部分。它是指公民參加社會活動、經濟活動、生產實踐和個人決策所需要的生物科學知識、探究能力以及相關的情感態度與價值觀[1]。很顯然，探究能力是科學素養的重要組成部分，提高每個高中學生的生物科學素養也是課程標準實施中的核心任務。探究性學習是學生認識生命世界、學習生物課程的有效方法之一。《普通高中生物課程標準(實驗)》倡導探究性學習，力圖促進學生學習方式的變革，引導學生主動參與探究過程、勤於動手和動腦，逐步培養學生蒐集和處理科學資訊的能力、獲取新知識的能力、批判思維能力、分析和解決問題的能力，以及交流與合作的能力等等，重在培養創新精神和實踐能力。如果學生在學校期間親身經歷了科學探究活動，那麼，當他離開學校時，對生物學會形成更深的印象和積極、正面的態度。高中畢業前，學生們應該以個人或小組的形式，至少進行一次“真正的”的科學探究活動。在參與探究時，學生們應該掌握科學探究的一般技能，包括：提出問題、作出假設、制定計劃、收集證據、得出結論、表達和交流的科學探究能力。
三、探究現狀的思考
20xx年秋學期我省全面實施了新課程，透過一個多學期的探索和實踐，許多教師已經積累了眾多寶貴的經驗，這些經驗有待進一步挖掘，昇華為教學策略和教學模式。與此同時，新課程的實施也對廣大師生在思想層面和操作層面都造成了極大的衝擊，許多困惑和不解紛至踏來。在諸多問題中，“培養探究能力的策略”首當其衝。學生不知如何探究，教師不知如何指導探究等新問題在每一所學校中都存在。根據對我市部分地區學生有關探究能力的問卷調查，比照其他省市、學科的調查結果，可以總結為以下方面：
1、學生層面。
從“高中生學習生物學的動機”調查結果看，“問題解決”作為學習生物學的動機，得分最高，其中“探索未知世界的機會”是大部分學生喜歡的。從“高中生對不同生物主題的興趣”調查結果來看，“與實際應用和實踐觀察”有關的內容是學生們最感興趣的主題。從“高中生對生物學不同學習方式的興趣”調查顯示看，學生們最感興趣的是透過“參加野外實習”、“在實驗室裡進行研究”和“執行一項個人計劃”等活動進行體驗式學習(劉植義，20xx)。這說明學生樂於探究，希望透過課內外不同的探究形式解決問題，發展探究能力。但是，從“學生科學探究能力現狀”的調查結果來看，大部分高中學生雖然具有一定的推理論證能力，但缺乏提出問題、設計實驗、反思與批判等能力[20]。在探究實驗中多數學生還只重結果而輕過程，重資料而輕本質，沒有學會探究的方法，養成科學的態度(顧莉，20xx)。學生們渴望探究，但高考這根指揮棒多偏重結論性知識的考查，使得他們“不得不”忽視探究的過程，山東省有關高中生物新課程學習狀況的調查也印證了這一點[15](賀建東，20xx)。這些情況說明，高中學生各方面的探究能力還很弱，學生們的探究願望沒有得到真正的滿足，也沒有真正轉變為實際探究中的各項能力。
2、教師層面
從影響學生科學探究能力因素的調查結果來看，“學生進行探究的內驅力、學生的認知結構和認知發展水平、教師的科學素養、學習資源和探究學習環境”是影響學生科學探究能力的主要因素。在這些因素中，教師的科學素養尤其是引導探究學習，培養學生探究能力等方面的策略是重要的決定因素[29]。科學探究方法的獲得，除了學生在學習中主動探索，不斷積累以外，主要靠教師在教學實踐中加以培養和訓練，教給思維方法，指導思維路徑，使學生領會並付諸實踐，以逐步形成習慣，形成能力，並在交流中得到進一步強化[15](賀建東，20xx)。但是從“教師對探究性教學的理解和培養探究能力的教學策略”的調查結果看，大部分教師雖然知道探究的主要步驟，但缺乏具體的教學策略。少部分教師甚至還不知道“什麼是探究”，農村中學的有些教師對開展探究學習排斥性依然很強。這些現象充分的表明，大多數在非探究學習中培養出來的生物學教師，若不經過職後專門的探究教學策略的培養和實踐，一開始很難對學生開展有效的探究學習指導(紀琴，陸建身20xx)。此外，探究活動的開展由於受到時間、學習資源等因素的影響開展的並不普遍[16]。
以上調查結果反映了在“學生的探究動機、現實的探究能力與教師的指導策略“三個方面存在著多對矛盾。學生想探究，但缺乏必要的.指導和實踐，探究能力自然較低;教師想指導，但缺乏相應的教學策略，缺少解決探究活動中困難的途徑。面對這些問題和矛盾，畏難甚至退縮不前是行不通的，也是與國家推進課程改革的決心相背離的。我們應該找原因、想辦法，不斷探索與總結培養學生探究能力的教學策略，為新課程的順利實施和推進提供支援。
國內外關於該課題的研究現狀及趨勢：
1.探究能力的結構與表現
能力通常是指完成一定活動的本領，包括完成一定活動的具體方式，以及完成一定活動所必須的心理特徵。科學探究能力是一種能力，它的組成要素中不包括非智力因素，但二者會相互產生影響。國外的研究表明，科學探究能力是一種具有複雜結構的高層次能力。一般認為，科學探究能力是保證學生順利完成探究活動的具體方式和心理特徵。對探究能力的理解，可以從多元智慧的角度加以體會，其語言、邏輯-數學、視覺-空間、身體運動、人際關係、內省等智慧，可以幫助我們全面的認識探究能力。它給我們的啟示是：探究能力評價應該採取多渠道、多種形式、在多種不同的實際生活和學習情境下進行。
但是，從多元智慧角度構建的探究能力結構模型國內外研究還比較少，這一點使得我們在探究能力的把握和測量上難以適從。國內有學者參照吉爾福特的智力三維結構模型，構建了基本科學能力結構模型(申繼亮，20xx)。後來又有學者以此為基礎構建了以科學(探究)過程、科學內容和科學品質為三個基本維度的科學探究能力結構模型，並以科學品質為主要維度，列舉了評價學生探究能力的50條表現。
這50條探究能力的表現是從思維的深刻、靈活、敏捷、批判和獨創性角度編撰的，雖然滲透探究過程的要素，外顯性強，但與中學常用的科學探究的基本程式不相吻合，而且這些表現比較繁雜，中學教師難以操作。“能力”是高中生物課程三維目標中的重要組成部分，《高中生物課程標準(實驗)》從科學過程這一角度出發，明確列舉了高中階段學生應該學會的11個方面的探究能力表現[1]，可以說是體現了上述模型中的核心部分。這些表現與探究教學(學習)的程式基本一致，將探究內容和品質滲透其中，以它為出發點形成教學策略，構建教學模式，進行探究能力的評價，目標明確也非常容易操作。
2.科學探究的程式和探究教學模式
能力總是和人的某種活動相聯絡並表現在活動中。只有從一個人所從事的某種活動中，才能看出他具有某種能力。科學探究能力表現在學生進行探究學習的活動中，並在活動中得到發展，反過來，這種能力也將直接影響和決定探究學習的效率和結果[17]。
探究式教學，亦稱探究學習，是指在教師指導下學生運用探究的方法進行學習、主動獲取知識、發展能力並獲得體驗的實踐活動。
探究教學的核心是使學生透過類似科學家的探究過程，理解科學概念和科學探究的本質，培養科學探究能力(柴西琴，20xx)。培養學生的科學探究能力即是教給學生自主探索自然界和現實生活中科學問題的方法和技能。使科學教育面向真實科學是當代科學教育改革的一個重要理念，而科學教學要與真實的科學探究相接近，就必須首先呈現出科學探究的“形”，或者說與科學探究保持“形似”。
教學策略是教師教學時，為達成教學目標所採用的教學取向，而非特別限定的某種教學方法。
3.1強調“過程技能”的策略取向。
早期培養探究能力的策略，其建立者採用了還原論的思維方式和過程分析方法，將科學探究過程分解為一系列獨立的成分，如觀察、分類、假設、推論、預測等。相應地把科學探究能力分解成一系列獨立的技能，如觀察技能、分類技能、假設技能、推論技能、預測技能等，稱為過程技能。其基本假設如下：學生的科學探究能力是一系列過程技能的集合;這些過程技能是可以透過練習來獨立發展的;學生的過程技能得到發展後，就可以用來解決實際的科學問題，科學探究能力也就得到了發展。據此提出的教學策略是，首先讓學生獨立地練習和發展這些技能，然後再結合起來解決更復雜的問題。
3.2強調“控制變數”等核心要素的策略取向。
有些研究者認為，科學探究的本質是科學的思維方式。科學思維的一個重要特徵是運用邏輯推理來解釋相關證據。這樣就把“科學思維”與“邏輯思維”聯絡起來，並根據皮亞傑的理論，用控制變數的實驗來檢測學生的邏輯思維，把它作為科學探究能力的一個重要特徵，建立了科學探究能力的邏輯策略。這種策略將學生的科學探究能力描述成能進行控制變數的實驗探究的能力。從本體論意義上來看，它並不能完整的培養學生的科學探究能力，只是培養了“會進行控制變數的研究”這個突出的特徵。
上述2種策略取向，無論是強調過程技能還是強調某一要素，都忽視了探究主體學生原有認知結構對探究能力形成的影響。針對這一問題，一些從認知科學角度出發的研究者把科學探究看做問題解決的一種形式。在開展探究時，探究者從自己的“工具箱”裡選擇“工具”。對任何一個給定的探究任務，並非需要所有的工具，其技巧就在於正確地挑選並知道如何去使用所需的工具。米勒將科學探究能力包含的成分分為三類：一般的認知技能(例如觀察、分類等等)、實踐的技能(例如，知道怎樣使用不同的測量工具)和探究的策略(例如，知道用重複測量來提高測量的可靠性)。在此基礎上，英國約克大學的PACKS專案組提出了另一種培養探究能力的策略體系(Robin Millar，1998)。
這一策略體系將科學探究的主體和探究過程作為一個整體進行研究，具體描述了學生原有的認識和技能對科學探究過程中各環節的影響，擺脫了機械決定論和經驗主義的科學觀，深化了對科學探究能力的結構和功能的認識，對於研究和發展學生與科學探究相關的理解和能力有一定的指導作用。
從上述文獻綜述我們可以知道，科學探究能力是一種具有複雜結構的高層次能力。對學生探究能力的培養，應該從探究能力結構的“過程維度”出發，明確高中生物新課程教學中學生應該學會的各種探究能力，並以此開展教學和評價。在具體的探究教學過程中，應該繼續保持傳統教學中重視基礎知識和基本技能的良好習慣，注意關注學生原有認知結構對探究能力形成的影響。在此基礎上，兼顧總體探究過程與各類探究技能的培養，同時加強對探究活動中核心要素的訓練，“以點促面”，使探究各環節要求的能力得以形成。在探究活動開展的各個階段，要重視學生的自我監控在其中的作用，最終形成完整的探究能力。