【人教版普通高中生物新教材对培养学生探究能力的特点分析】 人教版高中生物新教材

　　 摘 要：人教版普通高中生物课程标准实验教科书在努力构建一个反映现代生物科技进展的全新知识体系的同时，力图构建一个符合学生主动学习、主动探究，符合高中学生认知规律发展的探究能力培养体系。就新教材中的探究能力培养体系的特点与学生认知规律发展作简要分析。
　　 关键词：高中生物；新教材；探究能力；认知规律
　　
　　 人教版普通高中生物新教材在初中探究能力培养的基础上，针对高中学生有较强的分析、综合、动手能力以及一定的逻辑推理能力的特点，有针对性、循序渐进地在三个必修模块中加以强化，以培养学生的创新思维。现就其探究能力培养体系的特点简要分析如下：
　　 一、新教材知识体系更能感悟学生，有利于新的探究观的形成
　　 与传统的大纲教材相比，新教材知识系统编排体现了“手脑结合”“手眼结合”“实验与理论结合”“传授知识与指导学生自学结合”的原则。改变了旧教材的“概念―说明”或“事实―概念―说明”的单一编写模式。采用了“事实（现象或生活实际）―问题―讨论―概念―应用”“实验―现象―分析―结论”“问题―自学―概念”“观察―问题―分析―结论”等编写模式。如神经冲动的产生和传导，旧教材这一部分并没有讲神经冲动是如何产生的，而是直接讲了兴奋在神经纤维上是怎么传导的，然后讲了兴奋在神经元之间是怎么传递的，没有涉及生物电是如何发现、如何产生，所以学生在学习的过程中往往会有疑问，“真的有生物电吗，怎么会有电呢，我怎么没有被电到呢？”他们就会有很多的疑问，而且他们对所学的知识也是一知半解的。新教材则首先以探究活动的形式把生物电的发现呈现给学生，使学生容易接受，有利于学生新的探究观的形成。
　　 二、新教材适应了学生认知能力发展，注重了探究活动的层次和力度
　　 “分子与细胞”模块侧重于观察与实证，以培养观察能力为主的实验有9个，实证科学方法的探究实验有4个，其他形式的探究活动8个，如用高倍显微镜观察叶绿体和线粒体、尝试制作真核细胞的三维结构模型、探究酵母菌细胞呼吸的方式等实验，培养了学生的观察能力、动手制作能力、创新思维能力等科学探究能力。“遗传与进化”模块侧重于假说与演绎，如遗传因子的发现过程、基因在染色体上的实验证据。另外本模块还渗透了其他较高层次的科学探究方法，如运用类比推理的方法研究基因和染色体的关系和破译遗传密码，运用动态物理模型研究减数分裂中染色体变化以及运用静态物理模型研究DNA的双螺旋结构。这些发现过程，使学生从中感悟科学探究的方法，达到提升科学探究的能力。“稳态与环境”模块一方面侧重于数学模型，数学模型是用来描述一个系统或它的性质的数学形式，建立数学模型一般包括四个步骤，如运用数学模型分析培养液中酵母菌种群数量的变化；另一方面侧重于系统分析，如在生态系统的结构和能量流动等知识中，学生通过学习了解系统分析方法的大致思路。
　　 三、新教材科学探究活动形式多样，全面地培养了学生的探究能力
　　 新教材的三个模块除沿用了老教材中的部分验证性实验、调查和实习活动等探究活动外，还有种类多样、数量不等的其他的探究活动以全面培养学生的探究能力，例如实验（13个，培养操作技能和观察能力）、探究活动（11个，全面提高科学探究能力）、模型建构（4个，领悟和运用建构模型的方法）、资料分析（25个，培养信息处理能力）、资料搜集和分析（5个，培养信息搜集和处理能力）、思考与讨论（48个，培养思维能力）、技能训练（14个，训练过程技能）、调查（3个，培养调查能力）、制作（2个，培养动手能力、观察能力和分析能力）、课外实践（3个，培养信息搜集和处理能力）。
　　 四、新教材引入了鲜活的数字和模型，促进了学生探究观的发展
　　 新教材中增加了很多用数字说明问题的地方，教学中可以用这些鲜活的数字设置许多悬念，突破重点和难点，有利于学生探究观的形成。如正常细胞中ATP与ADP的转化，时刻进行并且处于动态平衡中，这个知识点非常抽象，教材用了“经测定，一个人在剧烈运动的状态下，每分钟约有0.5 kg的ATP转化为ADP，正常成年人静止状态下24小时内将有40 kgATP发生转化，而细胞内ADP和ATP总量仅为2～10 mmol/L”，立即把抽象的问题具体化了；又如在研究种群数量变化规律时，提出“在营养和生存空间没有限制的情况下，某种细菌每20 min就通过分裂繁殖一代”这一数字，引导学生思考讨论“n代细菌数量的计算公式是什么？”“72 h后，由一个细菌分裂产生的细菌数量是多少？”“在一个培养基中，细菌的数量会一直按照这个公式增长吗？如何验证你的观点？”得出实验室条件下细菌种群数量的增长规律，进而引发学生对自然环境中种群数量增长规律的思考，这样学生通过运用数学模型的方法发现了种群数量的变化规律，根据这一变化规律人们掌握了发酵的具体过程；运用物理模型的方法科学家构建了细胞膜的“流动镶嵌模型”、DNA的双螺旋结构模型、能量金字塔模型等。这些数学和模型的方法，是现代高中学生必须了解和应用的重要的科学方法，它将有助于学生进入社会后进行科学研究。
　　 五、新教材提供了开放的探究活动，为学生的个性发展创造更大的空间
　　 在三本必修教材中设置了11个比较完整的探究活动，这些探究活动不仅比初中的深入，而且还具有更大的开放性，给教师开展探究活动、学生开展探究性学习，提供了更大的空间。例如，在《环境因素对光合作用强度的影响》的探究活动中，教材提供了空气中二氧化碳的浓度、土壤中水分的多少、光照的长短或强弱、光的成分以及温度的高低等影响光合作用强度的外界因素，并提供光合作用强度的测定方法，提示农业生产上提高农作物光合作用强度的措施的搜索方法，另外给出一个参考案例，学生可以自主选择本组探究的环境因素、实验材料与用具，并独立设计实验方案。
　　 综上所述，新教材对学生科学探究能力的培养体系是根据不同模块教学内容特点和学生认知规律整体化设计和编排的。这种编排在整体上是循序渐进的，能够系统地提高学生的科学探究能力。面对21世纪人才培养的需求与新时期中学生认知规律发展的新特点，人教版新教材在对学生探究能力培养方面难免存在着一些期待进一步解决的问题，如“对于农村中学如何利用有限的条件培养学生的探究能力？如何解决丰富的探究活动与课时紧张的矛盾？如何有效提高学困生的探究兴趣与探究能力？”等。教师在教学过程，应当在对整套教材的科学探究方法体系了如指掌的基础上，有计划有步骤地进行科学探究方法内容的教学，同时不断总结、比较和调整探究活动的开展顺序，因地制宜、因材施教，不断提高学生的科学探究能力。
　　 （本文系教育部课程教材研究所“十一五”规划重点课题全国一等奖课题的研究论文）
　　 参考文献：
　　 ［1］赵占良.高中生物新课标教材的总体编写思路，2004.
　　 ［2］中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（实验稿），2003.
　　 （作者单位 湖南省沅江市第一中学）