生命科學教學與學生自主學習開題報告

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一、課題的提出：

1、時展呼喚著新的教育理念與教學方式的變革。

21世紀是生命科學的世紀。時代的發展，使上海的教育改革走在全國的前列。在上海建設國際化大都市和數字化城市的大背景下，以培養學生的創新精神和實踐能力為重點、以完善學習方式為特征、以應用現代信息技術為標志的新教育理念便應運而生。在傳統教學方式上的變革與創新便愈發顯得重要和迫切。我們生命科學教研組從20**年秋便開始了二期課改的試點，四年實踐下來，便有了運用新的教學理念，結合新的課程標準，開發生命科學學科“生成式系統結構樹”，以服務于教與學的完美結合的想法，并積極探索與實踐著，期待為生命科學二期課改提供具可操作性的教學模式與優秀范本之一。

我校生命科學教研組自20**年開始試點新教材以來，堅持以信息技術與學科教學整合的研究為突破口，研究教與學方式的有效轉變。四年中開設區級研究課8節，市級公開研究課2節，兩篇于市級以上教育刊物上，其中一篇《基于信息技術的生命科學實驗教學》同時收編于全國以校為本教研制度建設上?，F場會交流文集中。四年中，我們在區、市專家的指導下，從“制作使用課件”研究開始，到“專題學習網頁”的研究，到現在的“生成式系統結構樹學習平臺”的探索，我們向著易操作、有效整合的方向不斷努力，期待為生命科學二期課改提供具可操作的高質量的教學形態。

2、生命科學學科“生成式系統結構樹”是新課程標準下生命科學教與學的雙贏選擇。

二期課改要求我們教師在教學中要改變以往的教學模式，進行新的探索，變學生被動學習為積極探索，變填鴨式教學為啟發式教學，真正讓學生成為學習的主體。教師只是一位引導者，要引導學生在科學的海洋里盡情馳騁絕非易事。通過學習與交流，我們認識到：要根據新教材的特點，結合學生的實際，采用科學的方法，來完成二期課改的任務。采用生命科學學科“可生成式系統結構樹”不失為一種最佳選擇。

傳統教學遵循的知識體系，是由局部—局部—整體，學生在學習的過程中，缺乏對生命科學系統的整體把握；而運用生命科學學科“生成式系統結構樹”可達到由整體—局部—整體的把握，有利于學生掌握知識的來龍去脈。正如柯林•羅斯/麥爾孔•尼可在《學習地圖》一書中所指出：中央所描繪的是主題，而次要或進一步的資訊則呈現在外圍部分。這種視覺想象、幽默、而戲劇化的強調方式，可以把關鍵資訊“一目了然”地儲存起來，不再像傳統的筆記方法那樣，一頁一頁地記載。

生命科學學科“生成式系統結構樹”十分有利于教師的教學。它收展十分方便，同時可以不斷在實踐中加以補充與完善。

生命科學學科“生成式系統結構樹”也十分有利于學生的自主性學習。它既是一個學習的平臺，也為學生整理相關知識，實現在老師的交流與互動提供了自主發展的空間?？梢哉f，生命科學學科“生成式系統結構樹”是新課程標準下生命科學教與學的雙贏選擇。

3、本項研究的理論價值和實踐意義：

本項研究是根據二期課改的理念及《上海市教育科學“十五”規劃課題指南》的重點攻關項目并結合現代信息技術與學科整合的實際來選擇課題的，特別注重應用性和實踐性。

本項研究依據最新《上海市中學生命科學課程標準》中所提出的要求，在拓展基礎內涵，加強課程整合方面進行了大膽嘗試。在加強生命科學課程與信息技術的有機整合上，將信息技術作為資料的來源、交流的平臺、認知的工具和管理的手段，提出了生命科學學科“生成式系統結構樹”體系，積極探索其內在規律，尤其是其在教與學的優勢互補，是教育實踐上的創新。

20**年是二期課改在全市全面推廣的一年。本項研究的成果，極具推廣價值。它將以易學易操作而極大地提高《生命科學》教學質量。

4、該課題在國內外的研究現狀分析：

根據最新課程標準，構建生命科學學科“生成式系統結構樹”，既是一個重大的理論課題，也是一個實踐課題。經檢索，構建生命科學學科“生成式系統結構樹”，且注重教與學的有機結合，并探索學生自主學習的規律，尚未見先例，值得一試。

二、“生成式系統結構樹”“自主學習”概念的界定：

1、“生成式系統結構樹”：生命科學學科“生成式系統結構樹”是一種基于MindManager5.0開發的可生成式系統結構樹之生命科學教學軟件應用程序。它具有視圖直觀，知識之間內在聯系清晰，它既能建構學科知識系統，也能讓學生解構有關知識點。是一種具有“互動”能力的信息技術交流平臺。它具有易學易操作的特點。

2、“自主學習”：秉承晉元高級中學“學會選擇，自主學習，卓越發展”的辦學理念，結合上海市中學生命科學新課程標準，在充分關注學生個性健康發展與可持續發展的基礎上，完善學習方式，拓展學習時空而提出的以學生為學習主體的一種積極主動的學習方式。

三、課題研究目標：

通過信息技術與生命科學學科的有機整合，對“生成式系統結構樹”的主要形式、內容、結構的分析，探索構成中學生命科學教育體系中的“生成式系統結構樹”的功能及其運用，開發出適合學生的最佳解構知識的方法與手段，為教師的教學提供教學平臺，為學生的自主學習提供學習平臺，為師生的創新提供創新平臺。具體構想如下圖：

通過我們的研究，為發展和完善我國中學生命科學學科教學體系提供極具價值的參考。

四、研究內容：

1、生命科學學科“生成式系統結構樹”的主要形式和內容研究：

在充分學習課程標準的前提下，根據生命科學學科的內在知識聯系，構建生命科學學科“生成式系統結構樹”，即提供給教師教學及學生自主學習的原始平臺。初步構想如下：見圖

在此基礎上構建各節相關知識點的“可生成式結構樹”（主要給教師的教學平臺），如：周瑞山老師制作的《生命的化學元素》課件：

還有提供給學生自主學習的可生成式系統樹的學生學習平臺：學生可在學習的基礎上，進行相關知識的整理與加工，形成與教師教學互動的平臺，尤其對學生的個性發展及對生命科學需求較多的學生頗有幫助。如高三加一學生在陳萍老師指導下自主完成的《細胞結構與功能》（局部）：

此外，還將致力于開發教師與學生共用的創新平臺。包括師生創新方法集與創新成果集。

2、生命科學學科“生成式系統結構樹”在生命科學教學中的運用研究。

二期課改中的生命科學教學，應是在繼承傳統教學模式下的一種創新。運用生命科學學科“生成式系統結構樹”，能有效地提高教學效果，提升教學質量。我們把生命科學學科知識內的教學分為兩類知識：一是結構類，二是過程類。對每一類知識，我們通過生命科學學科“生成式系統結構樹”，采用特定的方式與方法，進行教學。對結構類知識可從結構、來源、作用、作用部位等幾個方面進行剖析。對過程類知識可從過程（畫過程示意圖、配解說詞）、原因、結果、條件等幾個方面進行剖析。把解構知識的方法教給學生，使學生提高綜合分析問題、解決問題，進而探究創新的能力不斷提高。為此，我們準備在以下幾方面進行探究：

（1）知識解構與知識分類

（2）知識解構與學習能力

（3）知識解構與考試

（4）知識解構與問題項目

（5）知識解構與知識建構

（6）知識解構與探究創新

在二期課改的教學實踐中，我校生命科學教研組總結出了具有可操作性的教學步驟：

步驟1、列出問題項目涉及的關鍵詞、有關聯的關鍵詞。

步驟2、運用專家型思維，確定解決問題項目所需要的知識。

步驟3、咨詢教師（或專家），列出與需要的知識相對應的教材中的章節知識（或材料）。

步驟4、做好要學知識的筆記。

對結構類知識可從結構、來源、作用、作用部位等幾個方面進行剖析。

對過程類知識可從過程（畫過程示意圖、配解說詞）、原因、結果、條件等幾個方面進行剖析。

步驟5、用所學知識解決問題。

經反饋，教學效果較好。我們將在以后的教學實踐中不斷補充與完善。以上內容，我們已撰寫成論文《“知識解構法”在中學生物學教學中的運用》發表在《中學生物學》20**年第1期上。同時該文還獲了全國生物學年會論文一等獎及上海市一等獎。

3、生命科學學科“生成式系統結構樹”在學生自主學習中的運用及實效研究。

“自主學習”：秉承晉元高級中學“學會選擇，自主學習，卓越發展”的辦學理念，結合上海市中學生命科學課程標準，在充分關注學生個性健康發展與可持續發展的基礎上，完善學習方式，拓展學習時空而提出的以學生為學習主體的一種積極主動的學習方式。

我們在二期課改中曾經廣泛推廣應用的學案，在幫助學生自主學習方面起到了積極的作用。在與信息技術結合后，我們基于“可生成式系統結構樹”，準備開發“電子學案”，給學生以更多的背景材料，更寬松的學習環境，更佳的知識解構的方法，讓其沿著“結構——解構——建構”的科學軌跡前進。

在參加高三拓展型課程的學生中，我們提倡讓其建構各章節知識網絡，達到鞏固提高的目的。

五、研究過程：

（一）研究對象：生命科學學科、生命科學教師、全體學生

（二）研究方法簡介：研究范式上做到定性研究與定量研究相結合；研究樣式上把個案研究、行動研究、經驗總結研究有機地結合起來。可根據課題的進展采用一種或多種方法的綜合。

本課題擬采用的方法有：

文獻資料法、調查法、統計法、對比法行及行動研究法（即確定行動目標、行動綱要、行動原則，分期分步實施；階段總結，及時反饋，調整完善；全程記錄，全程監控。）也可使用專家咨詢法、經驗總結法方法。

（三）研究過程：

1、組建課題組，收集課題相關資料，完善課題方案；

2、調查分析學校師生現狀，分析生命科學學科“生成式系統結構樹”的主要形式與內容，確定“生成式系統結構樹”的運用目標及實現目標的途徑與方法，然后由課題組分頭行動。分別在高一和高二進行該課題的行動研究。

3、課題組定期召開會議（每月1次），就課題實施過程中所碰到的問題進行切磋，并提出切實可行的解決方案。

4、課題組每完成一個子課題，做好子課題結題報告；課題全部完成后，按計劃按時完成課題總報告。

五、本項目擬解決的關鍵問題和特色創新之處：

（一）本課題擬解決的關鍵問題：

生命科學學科“生成式系統結構樹”的架構，解構生命科學知識的方法，電子學案的開發及生命科學學科教與學的有機結合及其完善。

（二）本課題的特色與創新之處：

1、緊緊圍繞新課程標準來設計、構建生命科學學科“生成式系統結構樹”，針對性強；

2、具有可擴展性，收展十分方便，能不斷加以完善；

3、遵循從“整體——局部——整體”的最佳學習途徑，優化了學習的過程，讓學生了解了知識解構的方法，進而達到創新的境界。

4、具有“互動”性，是生命科學學科教學與學生自主學習的完美結合。

六、完成研究的條件分析：

1、課題組人員結構分析：

本課題組組長周瑞山老師具有豐富的教學經驗與理論與實踐研究能力。曾主持過二項上海市市級課題研究。創立了比較人才學及人才創造學兩門學科。曾在《上海教育》、《中學生物學》、《人才研究》等全國30多家報刊雜志作品200多篇，計60余萬字。近年來，他又致力于二期課改的生命科學教學研究，為該課題的完成奠定了堅實的基礎。毛曉棟老師既是教學能手，也是創新能手。其計算機技術相關嫻熟。也為課題的深化提供了保障。陳萍老師也積極地參與到課題的開發中來，已具備完成該課題的各項條件。

2、已有的研究工作基礎：

（1）課題組對本課題進行了二年多的醞釀、籌劃，設計了研究方案；多次邀請專家指導，明確了研究方向。

（2）我們在生命科學學科“生成式系統結構樹”運用于教學方面已取得一定成效，主要表現在：上學年，毛曉棟的開課《細胞的結構》和周瑞山老師的開課《呼吸作用》受到專家及同行的一致好評。本學期以來周瑞山老師在高一，毛曉棟老師在高二，陳萍老師在高三都分別不同程度地應用生命科學學科“生成式系統結構樹”進行教與學的嘗試，頗受學生歡迎。

3、研究的外部條件：

（1）有各級領導的高度重視，尤其是學校領導的直接關心與幫助；

（2）有特聘專家的悉心指導；

（3）有學校提供的信息技術平臺；

（4）有熱衷于教育科研的全組人員的大力支持；

（5）有在學校辦學理念下熏陶成長的具有自主學習能力的學生。

4、課題研究所需設備：

我校每位教師都配備了筆記本電腦，學校計算機網絡較通暢。另所需軟件MindManagerX5學校已在每臺電腦上都安裝好了。即使有些學生想在家里裝上該軟件，也可到網上下載。該軟件為綠色免費軟件，沒有試用期。下載地址為：

5、研究經費、設備等：

研究經費、設備將由三部分構成：課題組向市區爭取點，學校支持點，教研組自籌點。

七、成果形式：

1、主要研究階段：

1）、準備階段：20**.9—20**.11

(1)收集有關“生成式系統結構樹”等有關方面的情報資料。

(2)初步制定研究計劃。

(3)建立課題組，聘請專家指導，做好組內人員分工。

(4)組織課題組成員學習計劃、方案，培訓有關知識（1次/月）。

2）、實施階段：20**.11—20**.6

(5)廣泛進行調查，進行詳細的學生與教師現狀分析研究，完成子課題1

(6)開展行動研究，完成子課題2、3、4

(7)不斷對方案進行修正，及時調整。

(8)每兩個月進行一次階段性評價，提出下一步行動綱要。

(9)每半年進行一次總結與評價。每個子課題結束后，完成子課題報告。

3）、結題階段：20**.6—20**.9

(10)資料匯總、分析，整理個案（20**.6），寫好結題報告（20**.8），召開匯報會、成果鑒定會和現場會。（20**.9）

2、最終完成時間：20**年9月30日

3、最終成果形式：

（1）成果結集出版：生命科學學科“生成式系統結構樹”光盤及課題研究報告、子課題研究報告。

（2）開好“三會”：匯報會、鑒定會、現場會。

八、經費預算：

1、課題經費估算：

（1）課題研究所需要的收集資料、印刷、計算及照相機、采訪用錄音機等設備，小型會議等費用，估計在16000元左右。

（2）本課題在分步實施過程中，宣傳、啟動、鑒定、資源整合等研究實施及成果結集出版等經費約需10000元左右。

以上兩項合計：RMB26000元。

2、申請經費項目資助的數額、開支項目：

申請經費項目資助的數額為：26000元。

開支項目：（1）圖書資料、印刷等：2000元。

（4）小型會議費用：1000元。

（5）宣傳、資源整合等費用：3000元；

（6）成果結集出版費用：10000元；

（7）成果鑒定會、現場會費用：10000元。

九、課題組成員及分工:

課題組長：周瑞山（課題醞釀、規劃設計、實施操作及執筆等）

毛曉棟（負責規劃設計、行動操作實施）

組員：陳萍（負責行動操作實施）

特聘專家指導：周韌剛（市教研室生命科學教研員）

錢正華（普陀區教育學院生命科學教研員）

十、主要參考文獻：

1、上海市教育委員會《上海市中學生命科學課程標準（試行稿）》，上海教育出版社，2004.10第二版

2、《MindManagerX5使用指南》科學出版社，2004.5

3、柯林•羅斯/麥爾孔•尼可《學習地圖》，中國城市出版社，1999.11第一版