創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)引領(lǐng)探究性課堂教學(xué)

朱虹

摘? ? 要：在探究性課堂教學(xué)中，教師可以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)形式，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和思維能力，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，樹(shù)立正確的生命觀念。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實(shí)驗(yàn);探究性課堂;思維導(dǎo)圖;魚(yú)類(lèi)特征

《水中的動(dòng)物》是蘇科版初中生物教材七年級(jí)第十章第一節(jié)的內(nèi)容，教材將探究魚(yú)類(lèi)適應(yīng)水中生活的特征的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程作為重要內(nèi)容詳細(xì)介紹，而魚(yú)類(lèi)的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及功能等知識(shí)內(nèi)容則作為參考內(nèi)容安排在本章最后的“信息庫(kù)”欄目中，可見(jiàn)教材更希望學(xué)生能通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究自主建立魚(yú)類(lèi)特征的知識(shí)體系，這也體現(xiàn)了生物學(xué)核心素養(yǎng)對(duì)學(xué)生理性思維和科學(xué)探究的培養(yǎng)。七年級(jí)的學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程已經(jīng)有所體驗(yàn)，但是探究能力和實(shí)驗(yàn)技能都存在不足，很難在課堂中獨(dú)立完成對(duì)魚(yú)類(lèi)所有特征的探究。因此，教師如何合理設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生在有限的課堂時(shí)間里既經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)探究的一般過(guò)程，又能逐步理解并掌握魚(yú)類(lèi)適應(yīng)水中生活的所有特征，是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》[1]的要求，同時(shí)針對(duì)學(xué)生的學(xué)情，本節(jié)課設(shè)置了以下教學(xué)目標(biāo)：①知識(shí)目標(biāo)：闡明魚(yú)類(lèi)適應(yīng)水中生活的主要特征。②能力目標(biāo)：通過(guò)對(duì)鯽魚(yú)的觀察，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力;通過(guò)完成“魚(yú)類(lèi)適應(yīng)水中生活的特征”探究活動(dòng)，培養(yǎng)探究能力、分析能力;在小組活動(dòng)中培養(yǎng)合作能力和交流能力。③情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：認(rèn)同魚(yú)類(lèi)結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點(diǎn);關(guān)注水生動(dòng)物資源，養(yǎng)成保護(hù)生態(tài)、熱愛(ài)自然的情感態(tài)度。基于目標(biāo)展開(kāi)教學(xué)。

一、教學(xué)過(guò)程

（一）基于情境? ?大膽猜想

教師引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位觀察游動(dòng)的鯽魚(yú)，并閱讀書(shū)本，自主學(xué)習(xí)鯽魚(yú)的結(jié)構(gòu)，討論為什么魚(yú)類(lèi)能夠自由地生活在水中。學(xué)生基于觀察和生活經(jīng)驗(yàn)，以頭腦風(fēng)暴的形式盡可能多地提出鯽魚(yú)適應(yīng)水中生活的形態(tài)特征，如魚(yú)鰭、鰾等。教師進(jìn)一步引導(dǎo)：我們的猜想能否作為結(jié)論？如何來(lái)驗(yàn)證猜想是正確的？學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)探究的一般步驟：提出問(wèn)題—做出假設(shè)—設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)—得出結(jié)論—交流表達(dá)。

【設(shè)計(jì)思路】猜想和假設(shè)是科學(xué)探究的重要組成部分，也是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。因此教師需要將所需信息充分地呈現(xiàn)給學(xué)生，讓其基于現(xiàn)實(shí)情境和已有知識(shí)拓展思維、大膽想象。同時(shí)在教師引導(dǎo)下回顧實(shí)驗(yàn)探究的一般步驟，激發(fā)學(xué)生用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的學(xué)習(xí)興趣，也讓學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)才是建立“猜想”與“事實(shí)”之間的橋梁。

（二）巧設(shè)實(shí)驗(yàn)? ?引導(dǎo)探究

在探究魚(yú)類(lèi)適應(yīng)水中生活的特征的過(guò)程中，先從魚(yú)類(lèi)的外部形態(tài)進(jìn)行研究，包括體型、運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)等;再探究魚(yú)類(lèi)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括用來(lái)呼吸的鰓、用來(lái)上浮下潛的鰾。

實(shí)驗(yàn)一? ?模擬鯽魚(yú)體型，探究水中阻力

教師在課前帶領(lǐng)興趣小組拍攝魚(yú)類(lèi)體型的模擬實(shí)驗(yàn)：提出問(wèn)題——魚(yú)的體型為何大多呈現(xiàn)流線(xiàn)型？做出假設(shè)——鯽魚(yú)的外形呈現(xiàn)流線(xiàn)型可以減少水的阻力;實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——用等量黏土制作流線(xiàn)型模型和非流線(xiàn)型模型，在水中以相同速度通過(guò)染料區(qū)域，如圖1。教師提出問(wèn)題：①為什么設(shè)置兩組實(shí)驗(yàn)？②實(shí)驗(yàn)變量是什么？③兩組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象如何？為什么？學(xué)生通過(guò)分析該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，以及變量的設(shè)置，復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原理，也通過(guò)描述和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出：流線(xiàn)型體型帶出的染料較少，說(shuō)明水流平緩，阻力較小，而正方形體型帶出的染料較多，說(shuō)明阻力較大，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：鯽魚(yú)的流線(xiàn)型體型可以減少水的阻力。

【設(shè)計(jì)思路】利用體型模型帶動(dòng)墨水的痕跡可以真實(shí)地呈現(xiàn)流線(xiàn)型體型可以減少水的阻力，化抽象為具體，讓學(xué)生直觀地認(rèn)識(shí)到為什么大多數(shù)魚(yú)類(lèi)體型呈流線(xiàn)型。同時(shí)采用視頻微課的形式既確保了實(shí)驗(yàn)操作的穩(wěn)定，節(jié)約課堂時(shí)間，也作為參考和借鑒支持學(xué)生在微課學(xué)習(xí)的過(guò)程中進(jìn)一步明確實(shí)驗(yàn)探究的原理和過(guò)程，保證后續(xù)自主探究的充分進(jìn)行。

實(shí)驗(yàn)二? ?自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究魚(yú)鰭作用

學(xué)生識(shí)別鯽魚(yú)的尾鰭、腹鰭、胸鰭、臀鰭、背鰭，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生提出問(wèn)題——鯽魚(yú)不同的鰭在游泳過(guò)程中起什么作用？做出假設(shè)——不同魚(yú)鰭在游泳過(guò)程中起維持魚(yú)體前進(jìn)、控制運(yùn)動(dòng)方向、保持魚(yú)體穩(wěn)定等作用。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之前，教師引導(dǎo)學(xué)生思考幾個(gè)問(wèn)題：①用一條魚(yú)還是兩條進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？②實(shí)驗(yàn)組能不能直接剪掉魚(yú)鰭？有什么更好的方法？③不同的魚(yú)鰭是分別進(jìn)行研究還是一起進(jìn)行研究？④將魚(yú)處理后，立即進(jìn)行觀察嗎？學(xué)生思考并回答后，教師提醒學(xué)生用濕紗布包住鯽魚(yú)鰓蓋部位進(jìn)行操作，保持鯽魚(yú)正常呼吸。將學(xué)生分為五個(gè)小組，用固定魚(yú)鰭的方法分別對(duì)不同魚(yú)鰭進(jìn)行自主探究，并用平板錄制實(shí)驗(yàn)視頻。學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出結(jié)論，見(jiàn)表1。

【設(shè)計(jì)思路】教師以問(wèn)題串的形式，逐步引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容加以分解并細(xì)化，這些問(wèn)題基于學(xué)生的認(rèn)知和理解水平，一步步建構(gòu)起學(xué)生的思維階梯，在問(wèn)題解決的過(guò)程中逐步完成實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，并且將學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的理解引向深入，確保學(xué)生在后面具體的實(shí)驗(yàn)操作、現(xiàn)象觀察、結(jié)果分析的過(guò)程中充分發(fā)揮主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。同時(shí)，核心素養(yǎng)理念下生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生生命觀念的培養(yǎng)至關(guān)重要，因此，本節(jié)課改變了以往剪去魚(yú)鰭的實(shí)驗(yàn)操作，而使用固定魚(yú)鰭的方法進(jìn)行替代，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中關(guān)注鯽魚(yú)的生命安全。

實(shí)驗(yàn)三? ?宏觀微觀結(jié)合，解析呼吸器官

教師指導(dǎo)學(xué)生帶著問(wèn)題觀察鯽魚(yú)的呼吸：①鯽魚(yú)的口和鰓蓋后緣是同時(shí)張或合的嗎？②用滴管慢慢滴幾滴墨水在魚(yú)口的前方，觀察墨汁流動(dòng)的情況，這說(shuō)明什么？教師繼續(xù)引導(dǎo)：水流經(jīng)鰓部發(fā)生了什么？進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察鰓的顯微結(jié)構(gòu)，思考并回答：鰓為什么是鮮紅色？鰓絲為什么既多又細(xì)？最后教師總結(jié)：鰓的結(jié)構(gòu)可以增大與水的接觸面積，當(dāng)水流經(jīng)過(guò)鰓絲時(shí)，水和鰓絲中的毛細(xì)血管發(fā)生了物質(zhì)交換，血液獲得氧氣排除二氧化碳，因此鰓是魚(yú)的呼吸器官。

【設(shè)計(jì)思路】結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是生物學(xué)的基本觀點(diǎn)之一。學(xué)生通過(guò)觀察鯽魚(yú)的呼吸，可以認(rèn)識(shí)到鰓是魚(yú)的呼吸器官，而通過(guò)鰓部結(jié)構(gòu)的顯微觀察，可以使學(xué)生進(jìn)一步理解鰓特殊的生理結(jié)構(gòu)，決定了其在水下呼吸的功能，學(xué)生在觀察、分析、推理的過(guò)程中逐步樹(shù)立結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀念。

實(shí)驗(yàn)四? ?巧用生活素材，體驗(yàn)上浮下潛

教師講解：魚(yú)鰾可以調(diào)節(jié)魚(yú)的身體密度，使其停留在不同的深度，增強(qiáng)活動(dòng)范圍。那么魚(yú)鰾是如何控制魚(yú)的上浮和下潛呢？如圖2，教師提供氣球、鐵夾、針管、塑料管等材料，引導(dǎo)學(xué)生用氣球模擬鰾，鐵夾模擬魚(yú)的身體，在課堂中體驗(yàn)鰾在魚(yú)上浮和下潛過(guò)程中的作用，并自主總結(jié)出鰾的功能：當(dāng)鰾（氣球）中氣體排出時(shí)，魚(yú)體下潛，當(dāng)鰾（氣球）中充入氣體時(shí)，魚(yú)體上浮。

【設(shè)計(jì)思路】將生活中的一些材料帶入生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不僅可以加深學(xué)生對(duì)知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，還能激發(fā)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在親身體驗(yàn)的過(guò)程中，更加深刻地理解魚(yú)鰾的作用。

（三）思維導(dǎo)圖? ?建構(gòu)知識(shí)

教師指導(dǎo)學(xué)生對(duì)板書(shū)中魚(yú)類(lèi)特征的思維導(dǎo)圖（見(jiàn)圖3）進(jìn)行歸納和總結(jié)，將本節(jié)課的重要概念串聯(lián)起來(lái)，構(gòu)建知識(shí)體系，加強(qiáng)鞏固記憶。教師描述：魚(yú)類(lèi)在數(shù)百萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中，具備了這些適應(yīng)水中生活的特征，而這些特征也不斷被我們?nèi)祟?lèi)學(xué)習(xí)借鑒，在我們身邊有哪些魚(yú)類(lèi)仿生學(xué)的發(fā)明？這些發(fā)明又是模仿了魚(yú)類(lèi)的哪些特點(diǎn)呢？學(xué)生發(fā)散思維，積極回答，從潛艇、潛水的腳蹼、水下呼吸器等多個(gè)方面提出魚(yú)類(lèi)特征在仿生學(xué)中的應(yīng)用。教師總結(jié)：因此，魚(yú)類(lèi)是地球賜予我們的寶貴財(cái)富，我們?cè)诒Ｗo(hù)魚(yú)類(lèi)資源，不濫捕亂殺魚(yú)類(lèi)的同時(shí)，更應(yīng)該保護(hù)其賴(lài)以生存的生態(tài)環(huán)境，營(yíng)造我們共同的碧水藍(lán)天。

【設(shè)計(jì)意圖】引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)利用思維導(dǎo)圖總結(jié)記憶，同時(shí)將課堂知識(shí)引申至實(shí)際生活，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，增強(qiáng)學(xué)習(xí)興趣;同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成關(guān)愛(ài)水生動(dòng)物、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的情感態(tài)度價(jià)值觀。

二、教學(xué)反思

（一）構(gòu)建支架? ?支持探究

本節(jié)課以“魚(yú)類(lèi)為何能適應(yīng)水中生活”為主線(xiàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，引導(dǎo)學(xué)生基于情景觀察和書(shū)本閱讀做出假設(shè)，進(jìn)而以實(shí)驗(yàn)微課視頻為支架，支持學(xué)生在實(shí)驗(yàn)分析的過(guò)程中掌握知識(shí)方法，也為后續(xù)的自主探究提供有力的支撐。因此，在探究性學(xué)習(xí)的過(guò)程中，教師應(yīng)該充分考慮到學(xué)生的探究能力和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，適當(dāng)提供支持，引導(dǎo)學(xué)生逐步攀登。

（二）多種呈現(xiàn)? ?適當(dāng)取舍

在魚(yú)類(lèi)多種特征的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程中，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)情和知識(shí)內(nèi)容，進(jìn)行適當(dāng)取舍，有詳有略，以微課視頻、課堂探究、資料分析、模擬演示等不同呈現(xiàn)形式，旨在能夠在有限的課堂時(shí)間內(nèi)一步步引導(dǎo)學(xué)生分析問(wèn)題，構(gòu)建新知，并最終解決問(wèn)題。探究性課堂中也未必都是探究性實(shí)驗(yàn)，教師可以通過(guò)問(wèn)題串的設(shè)置讓傳統(tǒng)的演示實(shí)驗(yàn)發(fā)揮探究性實(shí)驗(yàn)的功能，既豐富學(xué)生的課堂體驗(yàn)，也減少學(xué)生探究過(guò)程中的盲目性。

（三）既重過(guò)程? ?兼顧結(jié)果

探究性課堂注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程與親身經(jīng)歷，但是學(xué)習(xí)結(jié)果也具有重要的意義，因此本節(jié)課的最后讓學(xué)生以思維導(dǎo)圖的形式對(duì)本節(jié)課自主進(jìn)行歸納，并將課堂知識(shí)延伸至生活，引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)立健康的生命觀念，既培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，也增強(qiáng)教學(xué)中重要概念之間的聯(lián)系，有利于學(xué)生記憶。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：16.