生命科学教学与学生自主学习开题报告

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一、课题的提出：

1、时展呼唤着新的教育理念与教学方式的变革。

21世纪是生命科学的世纪。时代的发展，使上海的教育改革走在全国的前列。在上海建设国际化大都市和数字化城市的大背景下，以培养学生的创新精神和实践能力为重点、以完善学习方式为特征、以应用现代信息技术为标志的新教育理念便应运而生。在传统教学方式上的变革与创新便愈发显得重要和迫切。我们生命科学教研组从20**年秋便开始了二期课改的试点，四年实践下来，便有了运用新的教学理念，结合新的课程标准，开发生命科学学科“生成式系统结构树”，以服务于教与学的完美结合的想法，并积极探索与实践着，期待为生命科学二期课改提供具可操作性的教学模式与优秀范本之一。

我校生命科学教研组自20**年开始试点新教材以来，坚持以信息技术与学科教学整合的研究为突破口，研究教与学方式的有效转变。四年中开设区级研究课8节，市级公开研究课2节，两篇于市级以上教育刊物上，其中一篇《基于信息技术的生命科学实验教学》同时收编于全国以校为本教研制度建设上海现场会交流文集中。四年中，我们在区、市专家的指导下，从“制作使用课件”研究开始，到“专题学习网页”的研究，到现在的“生成式系统结构树学习平台”的探索，我们向着易操作、有效整合的方向不断努力，期待为生命科学二期课改提供具可操作的高质量的教学形态。

2、生命科学学科“生成式系统结构树”是新课程标准下生命科学教与学的双赢选择。

二期课改要求我们教师在教学中要改变以往的教学模式，进行新的探索，变学生被动学习为积极探索，变填鸭式教学为启发式教学，真正让学生成为学习的主体。教师只是一位引导者，要引导学生在科学的海洋里尽情驰骋绝非易事。通过学习与交流，我们认识到：要根据新教材的特点，结合学生的实际，采用科学的方法，来完成二期课改的任务。采用生命科学学科“可生成式系统结构树”不失为一种最佳选择。

传统教学遵循的知识体系，是由局部—局部—整体，学生在学习的过程中，缺乏对生命科学系统的整体把握；而运用生命科学学科“生成式系统结构树”可达到由整体—局部—整体的把握，有利于学生掌握知识的来龙去脉。正如柯林•罗斯/麦尔孔•尼可在《学习地图》一书中所指出：中央所描绘的是主题，而次要或进一步的资讯则呈现在外围部分。这种视觉想象、幽默、而戏剧化的强调方式，可以把关键资讯“一目了然”地储存起来，不再像传统的笔记方法那样，一页一页地记载。

生命科学学科“生成式系统结构树”十分有利于教师的教学。它收展十分方便，同时可以不断在实践中加以补充与完善。

生命科学学科“生成式系统结构树”也十分有利于学生的自主性学习。它既是一个学习的平台，也为学生整理相关知识，实现在老师的交流与互动提供了自主发展的空间。可以说，生命科学学科“生成式系统结构树”是新课程标准下生命科学教与学的双赢选择。

3、本项研究的理论价值和实践意义：

本项研究是根据二期课改的理念及《上海市教育科学“十五”规划课题指南》的重点攻关项目并结合现代信息技术与学科整合的实际来选择课题的，特别注重应用性和实践性。

本项研究依据最新《上海市中学生命科学课程标准》中所提出的要求，在拓展基础内涵，加强课程整合方面进行了大胆尝试。在加强生命科学课程与信息技术的有机整合上，将信息技术作为资料的来源、交流的平台、认知的工具和管理的手段，提出了生命科学学科“生成式系统结构树”体系，积极探索其内在规律，尤其是其在教与学的优势互补，是教育实践上的创新。

20**年是二期课改在全市全面推广的一年。本项研究的成果，极具推广价值。它将以易学易操作而极大地提高《生命科学》教学质量。

4、该课题在国内外的研究现状分析：

根据最新课程标准，构建生命科学学科“生成式系统结构树”，既是一个重大的理论课题，也是一个实践课题。经检索，构建生命科学学科“生成式系统结构树”，且注重教与学的有机结合，并探索学生自主学习的规律，尚未见先例，值得一试。

二、“生成式系统结构树”“自主学习”概念的界定：

1、“生成式系统结构树”：生命科学学科“生成式系统结构树”是一种基于MindManager5.0开发的可生成式系统结构树之生命科学教学软件应用程序。它具有视图直观，知识之间内在联系清晰，它既能建构学科知识系统，也能让学生解构有关知识点。是一种具有“互动”能力的信息技术交流平台。它具有易学易操作的特点。

2、“自主学习”：秉承晋元高级中学“学会选择，自主学习，卓越发展”的办学理念，结合上海市中学生命科学新课程标准，在充分关注学生个性健康发展与可持续发展的基础上，完善学习方式，拓展学习时空而提出的以学生为学习主体的一种积极主动的学习方式。

三、课题研究目标：

通过信息技术与生命科学学科的有机整合，对“生成式系统结构树”的主要形式、内容、结构的分析，探索构成中学生命科学教育体系中的“生成式系统结构树”的功能及其运用，开发出适合学生的最佳解构知识的方法与手段，为教师的教学提供教学平台，为学生的自主学习提供学习平台，为师生的创新提供创新平台。具体构想如下图：

通过我们的研究，为发展和完善我国中学生命科学学科教学体系提供极具价值的参考。

四、研究内容：

1、生命科学学科“生成式系统结构树”的主要形式和内容研究：

在充分学习课程标准的前提下，根据生命科学学科的内在知识联系，构建生命科学学科“生成式系统结构树”，即提供给教师教学及学生自主学习的原始平台。初步构想如下：见图

在此基础上构建各节相关知识点的“可生成式结构树”（主要给教师的教学平台），如：周瑞山老师制作的《生命的化学元素》课件：

还有提供给学生自主学习的可生成式系统树的学生学习平台：学生可在学习的基础上，进行相关知识的整理与加工，形成与教师教学互动的平台，尤其对学生的个性发展及对生命科学需求较多的学生颇有帮助。如高三加一学生在陈萍老师指导下自主完成的《细胞结构与功能》（局部）：

此外，还将致力于开发教师与学生共用的创新平台。包括师生创新方法集与创新成果集。

2、生命科学学科“生成式系统结构树”在生命科学教学中的运用研究。

二期课改中的生命科学教学，应是在继承传统教学模式下的一种创新。运用生命科学学科“生成式系统结构树”，能有效地提高教学效果，提升教学质量。我们把生命科学学科知识内的教学分为两类知识：一是结构类，二是过程类。对每一类知识，我们通过生命科学学科“生成式系统结构树”，采用特定的方式与方法，进行教学。对结构类知识可从结构、来源、作用、作用部位等几个方面进行剖析。对过程类知识可从过程（画过程示意图、配解说词）、原因、结果、条件等几个方面进行剖析。把解构知识的方法教给学生，使学生提高综合分析问题、解决问题，进而探究创新的能力不断提高。为此，我们准备在以下几方面进行探究：

（1）知识解构与知识分类

（2）知识解构与学习能力

（3）知识解构与考试

（4）知识解构与问题项目

（5）知识解构与知识建构

（6）知识解构与探究创新

在二期课改的教学实践中，我校生命科学教研组总结出了具有可操作性的教学步骤：

步骤1、列出问题项目涉及的关键词、有关联的关键词。

步骤2、运用专家型思维，确定解决问题项目所需要的知识。

步骤3、咨询教师（或专家），列出与需要的知识相对应的教材中的章节知识（或材料）。

步骤4、做好要学知识的笔记。

对结构类知识可从结构、来源、作用、作用部位等几个方面进行剖析。

对过程类知识可从过程（画过程示意图、配解说词）、原因、结果、条件等几个方面进行剖析。

步骤5、用所学知识解决问题。

经反馈，教学效果较好。我们将在以后的教学实践中不断补充与完善。以上内容，我们已撰写成论文《“知识解构法”在中学生物学教学中的运用》发表在《中学生物学》20**年第1期上。同时该文还获了全国生物学年会论文一等奖及上海市一等奖。

3、生命科学学科“生成式系统结构树”在学生自主学习中的运用及实效研究。

“自主学习”：秉承晋元高级中学“学会选择，自主学习，卓越发展”的办学理念，结合上海市中学生命科学课程标准，在充分关注学生个性健康发展与可持续发展的基础上，完善学习方式，拓展学习时空而提出的以学生为学习主体的一种积极主动的学习方式。

我们在二期课改中曾经广泛推广应用的学案，在帮助学生自主学习方面起到了积极的作用。在与信息技术结合后，我们基于“可生成式系统结构树”，准备开发“电子学案”，给学生以更多的背景材料，更宽松的学习环境，更佳的知识解构的方法，让其沿着“结构——解构——建构”的科学轨迹前进。

在参加高三拓展型课程的学生中，我们提倡让其建构各章节知识网络，达到巩固提高的目的。

五、研究过程：

（一）研究对象：生命科学学科、生命科学教师、全体学生

（二）研究方法简介：研究范式上做到定性研究与定量研究相结合；研究样式上把个案研究、行动研究、经验总结研究有机地结合起来。可根据课题的进展采用一种或多种方法的综合。

本课题拟采用的方法有：

文献资料法、调查法、统计法、对比法行及行动研究法（即确定行动目标、行动纲要、行动原则，分期分步实施；阶段总结，及时反馈，调整完善；全程记录，全程监控。）也可使用专家咨询法、经验总结法方法。

（三）研究过程：

1、组建课题组，收集课题相关资料，完善课题方案；

2、调查分析学校师生现状，分析生命科学学科“生成式系统结构树”的主要形式与内容，确定“生成式系统结构树”的运用目标及实现目标的途径与方法，然后由课题组分头行动。分别在高一和高二进行该课题的行动研究。

3、课题组定期召开会议（每月1次），就课题实施过程中所碰到的问题进行切磋，并提出切实可行的解决方案。

4、课题组每完成一个子课题，做好子课题结题报告；课题全部完成后，按计划按时完成课题总报告。

五、本项目拟解决的关键问题和特色创新之处：

（一）本课题拟解决的关键问题：

生命科学学科“生成式系统结构树”的架构，解构生命科学知识的方法，电子学案的开发及生命科学学科教与学的有机结合及其完善。

（二）本课题的特色与创新之处：

1、紧紧围绕新课程标准来设计、构建生命科学学科“生成式系统结构树”，针对性强；

2、具有可扩展性，收展十分方便，能不断加以完善；

3、遵循从“整体——局部——整体”的最佳学习途径，优化了学习的过程，让学生了解了知识解构的方法，进而达到创新的境界。

4、具有“互动”性，是生命科学学科教学与学生自主学习的完美结合。

六、完成研究的条件分析：

1、课题组人员结构分析：

本课题组组长周瑞山老师具有丰富的教学经验与理论与实践研究能力。曾主持过二项上海市市级课题研究。创立了比较人才学及人才创造学两门学科。曾在《上海教育》、《中学生物学》、《人才研究》等全国30多家报刊杂志作品200多篇，计60余万字。近年来，他又致力于二期课改的生命科学教学研究，为该课题的完成奠定了坚实的基础。毛晓栋老师既是教学能手，也是创新能手。其计算机技术相关娴熟。也为课题的深化提供了保障。陈萍老师也积极地参与到课题的开发中来，已具备完成该课题的各项条件。

2、已有的研究工作基础：

（1）课题组对本课题进行了二年多的酝酿、筹划，设计了研究方案；多次邀请专家指导，明确了研究方向。

（2）我们在生命科学学科“生成式系统结构树”运用于教学方面已取得一定成效，主要表现在：上学年，毛晓栋的开课《细胞的结构》和周瑞山老师的开课《呼吸作用》受到专家及同行的一致好评。本学期以来周瑞山老师在高一，毛晓栋老师在高二，陈萍老师在高三都分别不同程度地应用生命科学学科“生成式系统结构树”进行教与学的尝试，颇受学生欢迎。

3、研究的外部条件：

（1）有各级领导的高度重视，尤其是学校领导的直接关心与帮助；

（2）有特聘专家的悉心指导；

（3）有学校提供的信息技术平台；

（4）有热衷于教育科研的全组人员的大力支持；

（5）有在学校办学理念下熏陶成长的具有自主学习能力的学生。

4、课题研究所需设备：

我校每位教师都配备了笔记本电脑，学校计算机网络较通畅。另所需软件MindManagerX5学校已在每台电脑上都安装好了。即使有些学生想在家里装上该软件，也可到网上下载。该软件为绿色免费软件，没有试用期。下载地址为：

5、研究经费、设备等：

研究经费、设备将由三部分构成：课题组向市区争取点，学校支持点，教研组自筹点。

七、成果形式：

1、主要研究阶段：

1）、准备阶段：20**.9—20**.11

(1)收集有关“生成式系统结构树”等有关方面的情报资料。

(2)初步制定研究计划。

(3)建立课题组，聘请专家指导，做好组内人员分工。

(4)组织课题组成员学习计划、方案，培训有关知识（1次/月）。

2）、实施阶段：20**.11—20**.6

(5)广泛进行调查，进行详细的学生与教师现状分析研究，完成子课题1

(6)开展行动研究，完成子课题2、3、4

(7)不断对方案进行修正，及时调整。

(8)每两个月进行一次阶段性评价，提出下一步行动纲要。

(9)每半年进行一次总结与评价。每个子课题结束后，完成子课题报告。

3）、结题阶段：20**.6—20**.9

(10)资料汇总、分析，整理个案（20**.6），写好结题报告（20**.8），召开汇报会、成果鉴定会和现场会。（20**.9）

2、最终完成时间：20**年9月30日

3、最终成果形式：

（1）成果结集出版：生命科学学科“生成式系统结构树”光盘及课题研究报告、子课题研究报告。

（2）开好“三会”：汇报会、鉴定会、现场会。

八、经费预算：

1、课题经费估算：

（1）课题研究所需要的收集资料、印刷、计算及照相机、采访用录音机等设备，小型会议等费用，估计在16000元左右。

（2）本课题在分步实施过程中，宣传、启动、鉴定、资源整合等研究实施及成果结集出版等经费约需10000元左右。

以上两项合计：RMB26000元。

2、申请经费项目资助的数额、开支项目：

申请经费项目资助的数额为：26000元。

开支项目：（1）图书资料、印刷等：2000元。

（4）小型会议费用：1000元。

（5）宣传、资源整合等费用：3000元；

（6）成果结集出版费用：10000元；

（7）成果鉴定会、现场会费用：10000元。

九、课题组成员及分工:

课题组长：周瑞山（课题酝酿、规划设计、实施操作及执笔等）

毛晓栋（负责规划设计、行动操作实施）

组员：陈萍（负责行动操作实施）

特聘专家指导：周韧刚（市教研室生命科学教研员）

钱正华（普陀区教育学院生命科学教研员）

十、主要参考文献：

1、上海市教育委员会《上海市中学生命科学课程标准（试行稿）》，上海教育出版社，2004.10第二版

2、《MindManagerX5使用指南》科学出版社，2004.5

3、柯林•罗斯/麦尔孔•尼可《学习地图》，中国城市出版社，1999.11第一版