引導(dǎo)生物學(xué)重要概念學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例分析

姚菲

動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和行為的知識(shí)對(duì)學(xué)生認(rèn)識(shí)動(dòng)物的本質(zhì)特征非常重要，動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)要依靠其自身的一定結(jié)構(gòu)。目前，動(dòng)物行為也是生物學(xué)研究中一個(gè)十分活躍的領(lǐng)域。動(dòng)物行為與人類(lèi)的生活和生產(chǎn)關(guān)系密不可分。教師在教學(xué)中，要引導(dǎo)學(xué)生形成以下重要概念：

一是動(dòng)物因適應(yīng)環(huán)境，如逃避敵害、爭(zhēng)奪食物、配偶和棲息地、完成繁殖等所進(jìn)行的一系列運(yùn)動(dòng)，在神經(jīng)系統(tǒng)和內(nèi)分泌系統(tǒng)的調(diào)節(jié)下，由骨骼和肌肉共同完成。

二是動(dòng)物的行為使其能適應(yīng)環(huán)境的變化，提高其存活和繁殖機(jī)會(huì)。

三是動(dòng)物的行為由先天遺傳或后天學(xué)習(xí)而獲得。

案例1：探究螞蟻的覓食行為

蘇科版八年級(jí)上第六單元第17章第2節(jié)—《動(dòng)物的行為》，呈現(xiàn)的重要概念非常清晰，一是動(dòng)物的行為及其類(lèi)型；二是動(dòng)物行為的特點(diǎn)和意義。本節(jié)書(shū)上建議活動(dòng)是探究螞蟻的覓食行為，這個(gè)探究活動(dòng)與學(xué)生的生活密切相關(guān)，由于學(xué)生在日常生活中就能接觸到這類(lèi)常見(jiàn)的小動(dòng)物，所以螞蟻?zhàn)鳛樘骄炕顒?dòng)的研究對(duì)象非常適合。

為了讓探究實(shí)驗(yàn)更加充分和科學(xué)，我首先拋出了探究螞蟻覓食行為的重要問(wèn)題：第一，決定到什么地方去探究螞蟻的覓食行為；第二，取食什么類(lèi)型的食物來(lái)作為螞蟻覓食的對(duì)象。學(xué)生根據(jù)問(wèn)題進(jìn)行探究活動(dòng)的方案設(shè)計(jì)并付諸行動(dòng)。

取食什么類(lèi)型的食物來(lái)作為螞蟻覓食的對(duì)象這個(gè)重要問(wèn)題，我們分為了兩大組，A組主要是探究氣味對(duì)螞蟻覓食的影響，B組主要探究顏色對(duì)螞蟻覓食的影響。兩大組又分為若干小組，每一個(gè)小組可以設(shè)計(jì)不一樣的探究方案，并選擇校園中不同的環(huán)境為實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)，如小花園、教學(xué)樓走廊、操場(chǎng)上等。具體探究方案及記錄表如表1、表2所示。

食物的分布

1.如果找到螞蟻洞穴：食物圍繞洞口放一個(gè)圓形（如右圖）。

2.如果未發(fā)現(xiàn)螞蟻洞穴：食物分布距離均等（如下圖）。

案例1的分析與反思：

“探究螞蟻的覓食行為”給我印象最深刻的是第一個(gè)問(wèn)題就讓大家爭(zhēng)論不休，有的學(xué)生認(rèn)為要到校園里去探究螞蟻的覓食行為，有的學(xué)生則是想先去抓螞蟻，然后帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行探究。我本來(lái)已經(jīng)從淘寶買(mǎi)了云南的大螞蟻回來(lái)，準(zhǔn)備當(dāng)學(xué)生把探究方案設(shè)計(jì)出來(lái)就分給他們進(jìn)行探究，沒(méi)想到探究實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)地點(diǎn)就引起了大家的爭(zhēng)論。突然有個(gè)學(xué)生說(shuō)：“螞蟻要是離開(kāi)了自己生活的環(huán)境，還能找到回家的路嗎？還能找到食物嗎？”這個(gè)問(wèn)題一下把大家都問(wèn)住了，沒(méi)有人能夠給出肯定的答案。本學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)要求“教師應(yīng)幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中理解結(jié)構(gòu)和功能的統(tǒng)一性，并注意引導(dǎo)學(xué)生到周?chē)h(huán)境中去觀察動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和行為，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和學(xué)習(xí)興趣”。本次的“探究螞蟻的覓食行為”與以往的探究實(shí)驗(yàn)有不同的地方，動(dòng)物的各種行為都是動(dòng)物對(duì)復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性表現(xiàn)。所以我在網(wǎng)上買(mǎi)來(lái)的云南螞蟻離開(kāi)了它們習(xí)慣的生活環(huán)境，來(lái)到實(shí)驗(yàn)室，呈現(xiàn)出來(lái)的行為也許和它們?cè)瓉?lái)的行為是有偏差的，沒(méi)有對(duì)照，我也無(wú)法確定。我為什么不能引導(dǎo)學(xué)生先進(jìn)行自然界的螞蟻覓食探究，再把螞蟻?zhàn)セ貙?shí)驗(yàn)室進(jìn)行進(jìn)一步探究，前后進(jìn)行對(duì)照，這樣得到的結(jié)論是不是更加科學(xué)準(zhǔn)確呢？所以我制止了爭(zhēng)吵，引導(dǎo)學(xué)生先進(jìn)行自然界螞蟻覓食的探究，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室螞蟻覓食的探究，然后進(jìn)行前后對(duì)照。

設(shè)計(jì)探究方案的時(shí)候，我們還確定了氣味和顏色兩大影響螞蟻覓食的重要變量，探究小組根據(jù)學(xué)生們感興趣的方向進(jìn)行了自由組合，并根據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的要求，盡可能地減少誤差來(lái)選擇食物的種類(lèi)、大小等。最后大家還設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)記錄單，并做了課中、課后反思，分析探究中的方案的漏洞，以及改進(jìn)的方案，力求探究活動(dòng)在保持一個(gè)變量的情況下進(jìn)行多方位、多層次的對(duì)照比較，最后得出科學(xué)準(zhǔn)確的結(jié)論。

案例2：探究骨的成分和特性

蘇科版八年級(jí)上第六單元第17章第1節(jié)—《人體的運(yùn)動(dòng)》，需要學(xué)生掌握的重要概念是骨、骨連結(jié)和骨骼肌組成了人體的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。本節(jié)教材建議的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是觀察長(zhǎng)骨的結(jié)構(gòu)，因?yàn)楣鞘菢?gòu)成人體、動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的重要載體，骨既具有堅(jiān)固性又具有彈性。在學(xué)生看來(lái)這是一個(gè)很難理解的重要概念，所以本次實(shí)驗(yàn)我設(shè)計(jì)了2個(gè)課時(shí)，第一課時(shí)首先來(lái)探究骨的成分和特性，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)理解骨的成分及物理特性，進(jìn)一步闡述人的一生中骨成分的動(dòng)態(tài)變化，為下一課時(shí)觀察長(zhǎng)骨的結(jié)構(gòu)做好準(zhǔn)備。

根據(jù)本章信息庫(kù)中的閱讀材料“組成人體骨的成分”，學(xué)生初步了解到骨中含有無(wú)機(jī)物和有機(jī)物兩類(lèi)成分，無(wú)機(jī)物主要是鈣鹽，使骨脆硬；有機(jī)物主要是蛋白質(zhì)，使骨柔韌。那么問(wèn)題來(lái)了，如何鑒定出骨中的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物呢？我鼓勵(lì)學(xué)生利用課外的時(shí)間去化學(xué)老師那里進(jìn)行請(qǐng)教并獲取如何鑒定無(wú)機(jī)物和有機(jī)物的方法。通過(guò)同學(xué)們的努力，他們從化學(xué)老師那里知道了兩個(gè)原理。

1.用煅燒法鑒定骨中有機(jī)物的原理：有機(jī)物一般容易燃燒。

2.用鹽酸浸泡法鑒定骨中無(wú)機(jī)物的原理：無(wú)機(jī)物一般不易燃燒，但無(wú)機(jī)物在與鹽酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)能被溶解出來(lái)。

方法找到了，現(xiàn)在要確定實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生帶來(lái)了鯽魚(yú)的魚(yú)骨、雞翅骨、豬長(zhǎng)骨、羊的長(zhǎng)骨等。通過(guò)小組討論，他們選擇了2種相對(duì)比較小的骨進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)（魚(yú)骨和雞翅骨），如表3、表4所示。

探究實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，魚(yú)骨在被鹽酸浸泡后能夠彎曲打結(jié)，雞翅骨也能很輕松彎曲，不像先前非常的堅(jiān)硬，硬度和彈性都發(fā)生了變化。同時(shí)煅燒2種骨的時(shí)候都能夠持續(xù)燃燒一段時(shí)間。最后得出的結(jié)論是：骨中既含有無(wú)機(jī)物鈣又含有有機(jī)物，所以骨既堅(jiān)固又有彈性。

案例2的分析與反思

“探究骨的成分和特性”是我在原有教材上建議的活動(dòng)中增加的一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橐皇沁@個(gè)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛲黄啤肮堑奶匦浴边@個(gè)重要概念，為學(xué)生理解骨的結(jié)構(gòu)做好準(zhǔn)備；二是關(guān)于這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)的原理，學(xué)生在生活中就有一定的知識(shí)儲(chǔ)備，再通過(guò)小組討論和請(qǐng)教化學(xué)老師，可以設(shè)計(jì)出有效的對(duì)照實(shí)驗(yàn)方案。

通過(guò)充分的探究，最后得出的結(jié)論是，“骨是由硬脆的無(wú)機(jī)物和柔韌的有機(jī)物組成的；骨的物理特性主要表現(xiàn)在硬度和彈性?xún)煞矫?，這是由它的成分決定的”。在這個(gè)過(guò)程中充分發(fā)揮學(xué)生的探索創(chuàng)新精神，鼓勵(lì)學(xué)生敢于發(fā)表自己的不同見(jiàn)解，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

探究實(shí)驗(yàn)課臨近尾聲，我還在大屏幕上打出了一張“人的不同時(shí)期骨成分含量表”（如表5），引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)解釋生活實(shí)際，事半功倍。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中引導(dǎo)生物學(xué)重要概念學(xué)習(xí)的實(shí)例分析

當(dāng)代生物教學(xué)的課堂不僅是教師講解和演示的過(guò)程，更是師生交流、共同發(fā)展的互動(dòng)過(guò)程，過(guò)去的灌輸式教法在自然科學(xué)學(xué)科中的分量越來(lái)越少，本學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)提出要引導(dǎo)并組織學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，就是要讓學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中理解生物學(xué)的重要概念?？梢钥闯觯陨蟽蓚€(gè)探究實(shí)驗(yàn)案例都是經(jīng)過(guò)師生的精心準(zhǔn)備和實(shí)踐來(lái)完成的，使得本章的重要概念目標(biāo)的達(dá)成水到渠成。

第一個(gè)“探究螞蟻的覓食行為”實(shí)驗(yàn)案例，為我們體現(xiàn)了生物學(xué)的“科學(xué)世界”與學(xué)生身邊的“生活世界”的統(tǒng)一，讓學(xué)生親身參與到螞蟻的覓食探究中，學(xué)會(huì)用科學(xué)、辯證的眼光去分析探究實(shí)驗(yàn)中遇到的困難，像確定螞蟻覓食的地點(diǎn)、食物等都進(jìn)行了充分的討論，老師也及時(shí)鼓勵(lì)孩子進(jìn)行生成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，并大膽實(shí)踐，最后得出了相對(duì)科學(xué)的結(jié)論，使學(xué)生在知識(shí)、技能、情感等方面得到了提升。

第二個(gè)“探究骨的成分和特性”實(shí)驗(yàn)案例，雖然教材上沒(méi)有建議活動(dòng)，但是在后面的信息庫(kù)中有文字資料提供，教者敏感地發(fā)現(xiàn)這個(gè)是“骨的特性”重要概念的突破點(diǎn)，完全可以設(shè)計(jì)一個(gè)課時(shí)來(lái)進(jìn)行探究，通過(guò)探究可以讓學(xué)生更好地理解骨的堅(jiān)固和彈性。在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生成為課堂的主人，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，對(duì)一些未學(xué)的化學(xué)知識(shí)也想方設(shè)法請(qǐng)教化學(xué)老師，這本身就是科學(xué)探究的一種精神和體驗(yàn)。