石油大学附属中学　　杨　烨

一、研究目的

探究性学习是学生自主地获取知识和技能，体验和了解科学探究的过程方法，形成和提高创新意识，树立科学的价值观的活动过程。

2002年9月，我校（石油大学附属中学）参加了全区的教改实验，开始使用新教材。为了加深对《标准》倡导的探究性学习的理解，从而更加自觉地进行探究性学习，我们以一节生物实验课为例，进行了生物实验课探究性学习效果的研究。

二、研究内容

通过对“绿色植物通过光合作用制造有机物”（新教材七年级上册）的实验，研究学生在学习过程中的主动性，获取知识、分析解决问题、交流合作的能力以及创新思维的培养效果。

三、研究方法和研究对象

（一）研究对象

被试者为我校七年级（6）（4）班（普通中学普通班）的学生，两班学生成绩相当，每班45人，分别为实验组和控制组。

（二）研究方法

1. 实验法。

对自变量的操作：

以教学方法为自变量，教学方法限定为探究性学习和传统的讲授法。

因变量的测量：通过课堂活动统计、随机测验、问卷调查等形式加以测查。

无关变量的控制：（1）实验组和控制组均为同一教师执教。（2）两种教学方法各拟定教案。做到内容要点一致，执教者严格按照教案进行教学。（教案见附件一，包括实验组和控制组的教学目标和过程。实验过程见附件二，包括实验组和控制组实验过程。）

2. 问卷调查法。

问题为封闭型，实验组和控制组各发放问卷45份，共回收90份，有效问卷90份。

四、研究结果和分析

（一）实验结果和分析

1. 学生掌握知识情况的检测结果和分析。

表1　随机知识检测得分率（检测题见附件三：随机检测题）

对检测结果的分析：

第一题实验组和控制组都是通过做实验获得的知识，成绩没有差异。第二题难于第一题，需要在实验现象的基础上进行分析得出结论。因实验组学生是自己设计实验计划，然后对照教材中的实验计划讨论，提出疑点，故在学习中对基础知识给予了较仔细的注意；而控制组没有讨论实验计划的过程，只是做实验得结论。这组检测结果实验组好于控制组18%。第三题检测的内容是为实验做准备，实验组有学生针对这一步提出疑问，并且通过讨论得出结论，而控制组听教师讲授获得。所以检测结果表明，实验组成绩要好于控制组7%。第四题是实验关键环节的知识检测题，无论是实验组还是控制组都对此问题给予关注，检测结果也反映出两组成绩相当。

这四组检测成绩反映出探究与传统讲授法在发挥学习的自主性方面形成的差异，表明探究性学习更能发挥学生的学习潜能。

2. 学生能力培养效果的检测结果和分析。

表2　随机能力检测得分率（检测题见附件三）

对检测结果的分析：第五题为开放性试题，考查的是学生分析综合问题的能力，难度不大且和实验过程本身没有关系，两组的成绩相近也说明学生原本的能力水平相近。

第六题两小题实验分别好于控制组46%和33%，此题为难题，考查的是学生理解力和分析问题解决问题的能力。因为学生没接触过化学，对于有机物及化学能这些名词非常生疏，但实验组通过小组讨论同学间相互启发，逾越了化学知识的障碍，对这一知识点掌握得较牢固，而控制组只是听教师讲授，因此成绩低于实验组很多。由此可见探究性学习在培养学生学习能力上的优势。

3. 学习过程及思维情况的统计结果。

表3　思维活动统计（具体内容见附件四）

对检测结果的分析：

从提出实验计划这项统计看，实验组经讨论设计了三个探究实验计划，比教材中的实验计划多了两个，而控制组无此内容，只是按教材中的计划实施。这项统计表明，探究性学习在培养、发挥学生的创造性思维方面比传统的讲授式有极大的优势。

从提出、解决问题这项统计看，实验过程中，实验组讨论充分，学生能够就实验计划紧扣要点提出问题、解决问题，且提出的问题更有创造性；而控制组只是回答教师提出的问题。这项统计表明，学生在一定的情境之下，普遍具有解决问题的分析能力，而探究性学习则给予学生提出问题的思考空间，使它们独立解决问题的能力得到锻炼，独立操作能力得到培养。

从参与讨论的发言情况看，实验组更能调动学生的积极性，使每一个学生得到发言权，充分参与学习的每一环节。

从所用时间看，实验组多了一倍，这是学生自发学习、充分参与的结果，而控制组则不需要这么多时间就能达到知识层次上的教学要求。

（二）问卷调查结果和分析（调查问卷见附件五：对两种学习方式适应情况的调查问卷）

1. 对本节课学习兴趣的调查及分析。

表4　对被试学习兴趣调查的统计（%）

表5　对被试注意力调查的统计（%）

对检测结果的分析：

对本节课学习兴趣的调查统计表明，实验组学生的兴趣程度低于控制组10%。影响兴趣的因素可能与活动过程的组织有关，控制组的组织者是专职教师，在引发兴趣、组织教学方面做得较好；实验组的组织者是小组长，小组较大则不便组织、开展活动。其次，组织不力可能会影响学习进度，安排不紧凑会影响学习兴趣。此外，也不排除部分学生认为学习内容太简单，因而不感兴趣的可能性。

对本节课注意力的调查表明，尽管实验组有些学生自认为兴趣一般，但在学习过程中，由于学习方式不同，学习时的注意力投入情况有所不同，实验组比控制组好13%。

2. 对本节课知识理解情况的调查结果和分析。

表6　被试对知识理解评价的统计

对检测结果的分析：

此项调查表明，在知识的理解上，至少有13%的学生不能当堂理解学习内容，即使是在有教师辅导的情况下，在此基础上实验组还多了5%对自学感到困难的学生。在完全理解的选项上，实验组低于控制组8%。这表明探究性学习带来了新的挑战：如何提高学生的自学能力？

3. 对本节课解决问题能力培养情况的调查结果和分析。

表7　被试对能力提高评价的统计

对检测结果的分析：

此项调查表明，在能力提高的评价方面，实验组100%的学生认为有提高，高于控制组4%，这和实验检测的实际结果相符。但在提高程度上，认为有较大的比例低于控制组8%，这表明学生对这节探究性学习的满意程度较低，这一方面可能表明实验组学生对能力提高的期望较高，另一方面也说明在实施自主学习的过程中，我们还需进一步研究它的组织形式问题。

4. 对本节课合作能力培养情况的调查结果和分析。

表8　被试对与同学合作情况的评价（%）

对检测结果的分析：

此项调查两组的差值表明，探究性学习的合作形式，在培养学生的合作意识与合作能力方面，较传统教学模式有很大的优势。

5. 对本节课的总体评价的调查结果和分析。

表9　被试对本节课教学的总体评价（%）

对检测结果的分析：

总体评价方面，实验组好于控制组4%。这一方面说明学生对传统教法和探究性学习都能适应，另一方面说明学生适应探究性学习的程度稍高于对传统教法。

6. 对两种学习方式倾向性的调查结果和分析。

表10　对两种学习方式你更喜欢哪种的统计（%）

对检测结果的分析：

此项统计表明：（1）90%以上的学生倾向于探究性自主学习；（2）约有8%的学生不喜欢自主学习。

7. 学生选择探究性学习方式原因的调查结果和分析。

表11　学生提出的选择探究性自主学习方式的主要原因统计（%）

注：A.给我们留有思考的空间，上课气氛活跃。B.遇到难题，自己解决，会有一种成功的喜悦感。C.引起我们的好奇心。D.讨论实验计划更容易理解。E.增加同学之间的友谊。

对检测结果的分析：

从此项调查统计看出，倾向于探究性学习方式的学生中，有近80%的学生认为它给自己留有思考的空间且能调动自己积极思考；约有60%的学生认为自己解决问题能使他们有一种成功的喜悦感；有50%以上的学生认为自主学习激发了他们的好奇心；有40%以上的学生认为探究性学习使知识变得更易理解；有30%左右的学生认为探究性学习能增进友谊，加强合作意识。总之，探究性学习符合学生的学习规律，同时还能带来互助合作等其他方面的收获。

五、几点启示

通过对实验和调查结果的分析，可以得到下面几点启示：

1. 探究性学习符合学生的认知规律，符合学生自身发展的需要，受到90%以上学生的欢迎。

2. 探究性学习在培养学生的学习兴趣、自学能力，发展创造性思维和能力，培养学生不断探索、勇于创新的科学精神、实事求是的科学态度以及培养合作精神与能力等方面，较之传统的讲授法有显著的优势。它是我们教师应该自觉运用的教学方法。

3. 探究性学习在进行相同内容的教学时，较传统教授法所用的时间多。因此，在一门学科中，如何将知识系统与学生的自主学习过程很好地结合起来，追求和谐统一的最高效率的三维（知识能力、方法过程、情感态度与价值观）发展，是需要我们进一步关注的问题。

4. 对探究性学习的组织形式，还有研究和完善的必要，要使之成为比较成熟的、令学生满意的、效率更高的形式。

5. 不能忽视有10%以上的学生在自主学习上有较大困难，如何解决这部分学生的问题，是需要继续研究的问题。

附件一　实验组和控制组的教学目标和过程

1. 教学目标：阐明绿色植物通过光合作用制造有机物。运用实验的方法检验绿叶在光下制造淀粉。

重点：探究绿叶能否在光下制造淀粉。

难点：确保实验顺利进行，对实验的结果进行深入的分析。

2. 实验组教学过程：（1）创设情境，提出问题：光合作用一定需要光吗？光合作用产生淀粉吗？（2）作出假设：光合作用需要光。光合作用产生淀粉。（3）设计实验：全班分为六个小组。每组选出组长，小组讨论设计实验，组长记录，并在全班交流本组的实验计划。（4）对照教材中的实验步骤找出自己小组计划的不足，并针对教材中的实验步骤提出问题，全班交流提出的问题，并解决问题。（5）以小组为单位实施实验。（6）总结交流结果。

3. 控制组学生教学过程：（1）自学教材中的实验步骤。（2）教师针对实施步骤加以讲授。（3）实施实验。（4）汇报实验结果。（5）小结：什么叫光合作用？

附件二　实验组和控制组实验过程

实验：绿叶在光下制造有机物

1. 把盆栽的天竺葵放在黑暗处一昼夜。

2. 用黑纸片把叶片的一部分从上下两方面遮盖起来，然后移到阳光下照射。

3. 几小时以后，摘下叶片，去掉遮光的纸片。

4. 把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。

5. 用清水漂洗叶片，在把叶片放到培养皿里，向叶片滴加碘液。

6. 稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶的颜色发生了什么变化。

附件三　随机检测题

1. 知识检测题：

（1）用加碘变蓝的实验方法，可以证明光合作用制造的有机物是              。（2）植物光合作用需要的能量来源              。（3）为什么把植物放到黑暗处一昼夜？（4）为什么要遮盖叶片的一部分，遮盖整个叶片行吗？

2. 能力检测题：

（1）把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，能否用瓶口塞有棉花的锥形瓶代替小烧杯？这两种方法各有什么优劣？（2）通过光合作用，植物把光能变为贮存在              中的              能。

附件四　实验组和控制组思维活动情况

1. 实验组思维活动情况。

（1）实验组提出的实验计划：①在培养皿内放上金鱼藻，用漏斗倒扣住培养皿，使其不漏气。准备两份，一份放在阳光下，一份放在暗处。过几个小时后，用划着的火柴在漏斗口来回晃动，若光合作用需要光，则放在光下的实验装置的火柴会燃烧，反之不会。②准备一株阔叶植物，将它放在黑暗中一晚上，用黑纸将一片叶子一部分遮起来。放在光下几小时。然后摘下叶子，把黑纸片取下。在遮光地方和没遮光的地方下划一个小口，再分别滴进碘液，便可以得出结论。③找两盆植物，一盆放在有阳光的地方，一盆放在无光的地方。过一段时间后，分别在两株植物上取一片叶子，滴上碘液，看有没有变蓝。

（2）实验组讨论提出的问题：①为什么要去除叶子的叶绿素？②为什么用酒精加热叶片？③为什么洒精要隔水加热？④为什么要清洗叶片？⑤为什么要把植物先放在黑暗处一昼夜？⑥为什么要加热，用锅蒸吗？

2. 控制组课堂发言统计。

（1）提问：为什么要把植物放在黑暗处一昼夜？

回答1：把植物原来的有机物都消耗光了，便于观察。

回答2：不让植物进行光合作用。

（2）提问：为什么要去除叶绿素？

回答：绿色会干扰观察，把绿色去除，用碘注染色观察的更清楚。

（3）提问：为什么用酒精加热？

回答1：酒精更热。

回答2：叶绿素能溶于酒精中。

（4）提问：观察的实验结果如何？请解释实验结果。

回答：叶子一半颜色深，一半颜色浅。颜色浅的部分是遮光的部分，这部分产生不了淀粉，遇到碘液就不变色了。

（5）什么叫光合作用？

回答：叶绿素吸收光，产生淀粉的作用就是光合作用。

附件五　对两种学习方式适应情况的调查问卷

为了解你对本节课教学状况的满意度，以改进老师的教学，请根据你对本节课教学的感受，认真地、实事求是地回答下列问题，此调查结果不做为你期末考试成绩的依据，并得到保密，你可以放心做答，谢谢合作！

（1）你对本节课教学的总体评价

a好　　b较好　　c一般　　d较差　　e差

（2）你对本节课的学习兴趣

a很感兴趣　　b感兴趣　　c一般　　d不太感兴趣　　e很没兴趣

（3）你对本节课所讲的知识

a完全理解　　b大部分理解　　c部分理解　　d小部分理解　　e不理解

（4）在本节课你的能力

a有很大提高　　b有提高　　c有部分提高　　d稍微有点提高　　e没提高

（5）在本节课你和同学合作互助得

a很好　　b好　　c一般　　d不太好　　e很不好

（6）你认为你在本节课是否全神贯注

a很全神贯注　　b全神贯注　　c有时走神　　d大部分时间走神　　e一点都没听

（7）对探究性学习方法和传统的讲授法，你更喜欢（　　）。

a探究性学习法　　b传统的讲授法　　c两种方式都不喜欢

（8）（此题选a的同学做）选a的理由是（　　）。

a给我们留有思考的空间，上课气氛活跃

b遇到难题，自己解决，会有一种成功的喜悦感。

c引起我们的好奇心

d讨论实验计划更容易理解

e增加同学之间的友谊

注释

*本文指导教师是王之扬。