變抽象概念為具體的探究活動

依據《科學(7—9年級)課程標準(實驗稿)》關于探究活動的要求和新課程下的教學理念，筆者對武漢版《科學》九年級下冊第四單元中的《自然選擇》一課中“模擬自然選擇”活動的設計進行分析，并論述其設計創新的特色，具體分析如下。

一、“模擬自然選擇”活動環節分析

科學課的探究活動是讓學生經歷“提出問題——預測結果——制定計劃——實施計劃——思考與結論一匯報交流”的過程。“模擬自然選擇”活動就是參照了以上的設計思路來設計的。教材在設計時根據自然選擇學說的內容特點、學生已有的知識結構及中學課堂模擬活動的特點，對每個環節也做了些變化，目的是將探究活動融入到整個教學過程中，其具體思路如下。

1 “想一想”——引出主題

在該活動之前，首先設置“想一想”欄目，提出一些日常生活常見的現象(認識一些鳥，它們的喙有什么特點，為什么不同的鳥有不同的喙，不同的喙對它們的生活有什么影響)，意在喚起學生對生活中生物的結構(具體到鳥喙)與它所生活的環境相一致現象的關注，激發學生的探究興趣，那么在這之后所開展的模擬取食活動，學生就能明白設置活動的意圖，明確探究活動的參與性、目的性，避免為開展活動而活動的現象。

2 設置典型實例——增強感性認識

在學生思考過后，呈現生物進化的典型實例——“達爾文與地雀”的故事來讓學生來感受自然界中生物的變化，從而確立生物進化的思想，即是通過故事的領悟來發現問題。教材在此環節提供了豐富、形象的圖片和“地雀喙形與其生活習性的關系”的對比表，給學生以充分的感性認識，使學生清晰地了解這一事實，為隨后進行的模擬活動的分析提供事實依據。

3 歸納觀點——感性認識升華到理性認識

設置“分析與思考”欄目：對故事中“鳥喙形態與鳥的食性有什么關系”“加拉帕戈斯群島上鳥喙的變化的原因是什么”提出質疑，激發學生開展探究活動欲望。教材抓住“鳥喙的不同形態是對環境的一種適應，能幫助地雀更好地生存和繁衍后代”這一關鍵，深入淺出地講清楚了加拉帕戈斯群島上的地雀因對環境的適應性導致其喙的不同，促使學生將感性認識升華到理性認識，為模擬活動提供了理論依據和知識鋪墊。經過學習之后，學生對“不同的鳥喙的形態是對環境的適應”有了初步的了解，再設置模擬自然選擇的活動，學生自然愿意通過有趣的活動來進一步探究。

在開展活動之前設計1、2、3環節的主要目的，是給學生創設出一個探究的學習情境。

4 模擬活動的開展

在學生對生物結構(鳥喙)的不同是因其生存環境的不同而不同有了初步的認知之后，開展模擬自然選擇活動。

(1)準備一個裝有豆粒的瓷盤、塑料杯、晾衣夾、湯匙、鑷子、解剖針。

(2)請四位同學分別用晾衣夾、湯匙、鑷子和解剖針作為“取食”工具，扮演四種不同的地雀。

(3)在一分鐘內，每只“地雀”從盤中“啄出”20粒豆粒，放入塑料杯。“啄食”足量的“地雀”存活，并選兩位同學作為自己的“后代”，參加下一回合活動；“啄食”不足的“地雀”則被淘汰。

(4)第二回合的“啄食”活動時間為45秒，第三回合為30秒，第四回合為15秒。每次活動后分別統計各種“地雀”的數量及其“繁殖后代”的狀況。

5 分析與思考——增強學生表達、交流能力

在進行活動之后，教師引導學生對活動的結果進行思考，促使他們對活動結果進行交流、討論。既鍛煉了學生們的描述能力、溝通能力，又能讓學生明白：開展活動并不是簡簡單單的做游戲，而縣要根據活動結果概括、提升、構建自己的想法，且在重視引導學生對活動結果的思考，避免活動流于形式。

6 呈現概念一強化活動結果

結論是在活動之后得出，經過學生交流、總結、討論活動結果之后，再呈現比較完整的自然選擇學說概念，進一步強化了學生對“自然選擇學說”的認識和理解。

二、教材本節活動設計的四個創新特色

1 在活動設計方面體現新課程的教學理念

“模擬自然選擇”活動，照顧了學生的個體差異，讓每個學生都有進行模擬活動的機會。例如，設置每只不同鳥喙的地雀的后代又由兩位同學來模擬，三個回合為三代，這樣的后代設置既激發了學生參與活動的熱情，又提高了學生的參與程度，充分體現了探究活動要面向全體學生的教學理念。

此外，讓學生自己統計活動結果，引發其對結果的主動思考，領悟“自然選擇學說”的內容，充分體現了以學生為主體，教師為主導的新課程教學理念。

2 在活動內容的選擇和選材方面注重聯系生活實際

活動選擇“鳥喙”為模擬對象，考慮到了活動內容的選取應從學生熟悉的事物出發：“鳥喙”較其他生物結構在日常生活中更常見。以日常生活為切入點，創設“模擬自然選擇”的情境，更容易引起學生的關注和共鳴，使其在樂于參與探究活動，并從中體驗到科學的樂趣。

在活動選材方面，采用晾衣夾、湯匙、鑷子、解剖針等在生活中常見的物品來模擬不同的鳥喙，材料形象、直觀，且加深了學生對鳥喙形態的認識：“原來解剖針可以模擬又細又長的喙，湯匙可以模擬下部很深，寬闊堅硬的喙……”所選取的模擬工具還能準確地模擬出鳥類利用不同類型的喙取食的過程特點，使得模擬活動能夠很順利地進行下去。模擬工具極易獲取，大大減輕了活動前教師的準備工作。選取的模擬工具小巧，方便學生在活動中獨立進行操作，增強了學生參與活動的積極性。可以說這是一個低“成本”高“效率”的探究活動。

3 在活動內容設計方面充分滲透四維目標

該活動考慮到學生可能對鳥喙的形態、類型與鳥類取食關系等知識結構的缺陷，在活動之前設置：生物進化的典型案例——鳥喙之謎及對其進行的相關分析和總結歸納，分別為模擬活動的開展提供了事實依據和理論依據，且為學生在模擬活動中理解各種模擬工具的使用做了很好的一個知識鋪墊，充分體現了課標對知識目標的要求。

活動前要求學生觀察鳥喙的模擬工具，可發展其觀察現象和提出問題的能力。活動中使用模擬工具取食，增強學生手腦并用的實踐能力，促使其認識實踐在科學探究中的重要性。活動結束時，學生統計各種“地雀”的數量及其“繁殖后代”的狀況，加強收集信息和處理信息的能力。最后通過“分析與思考”，引導學生領悟自然選擇學說的概念，增強其分析、歸納和總結能力。

這個活動的設計貫穿了科學教育的全過程，體現了科學態度、情感與價值觀的重要內容，例如在模擬活動開始前就讓學生對自然選擇抱有較強的好奇心，促使學生養成與自然界和諧相處的生活態度。在模仿地雀取食的過程中，培養學生創新意識，即敢于探究高效的取食方法，同時養成了善于與人交流、分享與協作的習慣。

4 活動后設置分析與思考促進學生思維能力的發展

活動后設置的分析與思考包括：“由活動中可以觀察到的現象和結果的總結、根據已有的知識來思考產生此種結果的原因、分析相關量(如：豆粒換成毛線頭)變化會產生的結果、總結影響活動結果的因素”，所設置的問題很好地避免了學生只注意活動的形式而忽視了活動中體現的教育思想和教育內容的現象，問題設置由易到難，層層遞進，逐步引導學生對活動現象和結果進行分析和思考。在分析與思考過程中學生的分析能力、總結歸納能力、遷移能力等都得到了很好的提升。

總之，該活動設計充分體現了新課程的教學理念和科學課程標準對探究活動的要求，并且在活動設計方面也有很多值得學習的創新之處，不失為一個初中科學探究活動的優秀案例。