巧用探究性實驗帶動初中生物課堂

宋泉穎

摘要以探究“蚯蚓生活習(xí)性”為例，講述在課堂教學(xué)中如何巧用實驗帶動生物課堂。教師通過引導(dǎo)學(xué)生自主性設(shè)計多個實驗從不同角度探究蚯蚓的生活習(xí)性，進而完成本堂課教學(xué)任務(wù)。

關(guān)鍵詞實驗 探究 蚯蚓 土壤生活

生命科學(xué)是以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)，現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展尤其依賴科學(xué)實驗。生命科學(xué)實驗不僅是學(xué)生構(gòu)建生命科學(xué)核心概念的重要手段，更是培養(yǎng)學(xué)生動手能力、提升科學(xué)素養(yǎng)以及創(chuàng)新能力的重要途徑，因此實驗是初中生物教學(xué)的重要組成部分。但是初中生物學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀是教師在教學(xué)過程中往往忽略實驗教學(xué)的重要性，直接導(dǎo)致該課程缺少趣味性。長此以往，學(xué)生缺少了自己親自動手做實驗的體驗，缺少興趣和好奇心，從而失去了對該門課程的興趣和耐心，漸漸就成為了生物課上的“問題學(xué)生”。因此，教師都應(yīng)該盡量讓學(xué)生動起來，通過學(xué)生自己做實驗、觀察實驗得到實驗結(jié)果，并根據(jù)已有知識對實驗結(jié)果進行合理解釋及推論。

1實例研究

如何在初中生物教學(xué)中真正做到“以實驗帶動生物教學(xué)”，筆者以滬版初中生物教材第二冊第四章第二節(jié)動物中“環(huán)節(jié)動物”第一課時“探究蚯蚓的生活習(xí)性”為例，進行研究。滬版教材中關(guān)于蚯蚓生活習(xí)性的介紹僅僅是以知識點形式呈現(xiàn)，并沒有實驗教學(xué)部分，而筆者認為該節(jié)課用生物實驗來帶領(lǐng)學(xué)生在探究活動中總結(jié)出蚯蚓的生活習(xí)性效果更好。基于以上原因，筆者在教學(xué)過程中將該節(jié)課分為兩個實驗板塊部分來完成教學(xué)。

1.1實驗板塊一：初探蚯蚓——探究蚯蚓的生活環(huán)境

許多傳統(tǒng)教案在引導(dǎo)學(xué)生探究蚯蚓所適宜的穴居環(huán)境時采用追問的策略，聯(lián)系學(xué)生的生活常識得到結(jié)論。筆者首先鼓勵學(xué)生自己挖掘蚯蚓并匯報蚯蚓挖掘情況（在陰暗潮濕的地方挖到蚯蚓最多），進而提出“蚯蚓可能喜歡分布在陰暗潮濕的泥土里”的推論，但是該推論是否正確需要學(xué)生通過以下探究性實驗（見實驗1、實驗2和實驗3）來驗證。本環(huán)節(jié)設(shè)計意圖在于培養(yǎng)學(xué)生利用單因子變量原則設(shè)計對照實驗的能力。

1.1.1實驗1：蚯蚓對濕度和鹽度的反應(yīng)

將幾只活蚯蚓放在盒子的正中央，在蚯蚓正前方放有一堆潮濕的泥土、一堆干燥的泥土和一堆細鹽。經(jīng)過一段時間后，學(xué)生觀察到蚯蚓鉆進了濕潤的泥土，既不愿意靠近干燥泥土，也不愿意靠近細鹽。據(jù)此，學(xué)生可以得到“蚯蚓喜歡潮濕的環(huán)境，不喜鹽”的結(jié)論。

1.1.2實驗2：蚯蚓對溫度的反應(yīng)

將幾只活蚯蚓放在盒子的正中央，在盒子的一方放一杯冰水，另一方放一杯開水。經(jīng)過一段時間后，學(xué)生觀察到蚯蚓爬向開水一方，但并沒有靠近開水，只是在周圍爬走。據(jù)此，學(xué)生可以得到“蚯蚓喜歡溫暖環(huán)境”的結(jié)論。

1.1.3實驗3：蚯蚓對亮度的反應(yīng)

將一個無蓋的小黑紙盒反扣在解剖盤的一頭，把蚯蚓放在另一頭，用一強光燈照射蚯蚓。經(jīng)過一段時間，學(xué)生發(fā)現(xiàn)蚯蚓爬到了黑紙盒里，進而得到“蚯蚓喜歡陰暗環(huán)境”的結(jié)論。

1.2實驗板塊二：再探蚯蚓——探究蚯蚓適宜穴居生活的特征

在確定蚯蚓穴居環(huán)境之后，教師進一步指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗觀察蚯蚓的外形（見實驗4）、探究蚯蚓體表黏液與呼吸之間的關(guān)系（見實驗5和實驗6）以及蚯蚓剛毛與運動之間的關(guān)系（見實驗7）。在探究過程中，教師不斷引導(dǎo)學(xué)生思考蚯蚓的這些形態(tài)結(jié)構(gòu)特征是否有助于幫助蚯蚓適應(yīng)非生物環(huán)境，進而建立起“生物體的結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)”的生物學(xué)概念。

為了進一步培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計實驗及完成實驗?zāi)芰Γ處熯x用探究蚯蚓是否有嗅覺（見實驗8）和探究蚯蚓是否對外界刺激有所反應(yīng)（見實驗9）作為開放性拓展課題鼓勵學(xué)生自主完成。最后，在所有實驗完成之后，教師以思維導(dǎo)圖的形式將課上所有重要知識點整合起來完成課堂教學(xué)。

1.2.1實驗4：觀察蚯蚓的外形特征

用放大鏡和解剖盤觀察蚯蚓外形，可觀察到蚯蚓體色與土壤顏色相近，體形細長呈圓筒形，身體分節(jié)。結(jié)合蚯蚓生活的土壤環(huán)境，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考蚯蚓的結(jié)構(gòu)特征與其生活環(huán)境是否存在關(guān)聯(lián)。

1.2.2實驗5：觀察蚯蚓在干燥狀態(tài)的反應(yīng)

將蚯蚓放在吸水紙上，吸干蚯蚓皮膚上的水分，觀察蚯蚓的反應(yīng)，后又用蘸有清水的棉球涂抹蚯蚓體表，再次觀察蚯蚓的反應(yīng)。經(jīng)過幾分鐘后，學(xué)生用放大鏡可觀察到吸干水分后的蚯蚓由體表向外噴黏液，噴出幾次后全身痙攣，進而學(xué)生可得到“蚯蚓不適宜長期生活在干燥環(huán)境中”的結(jié)論。

1.2.3實驗6：觀察蚯蚓在水中的反應(yīng)

將蚯蚓放在培養(yǎng)皿上，向培養(yǎng)皿里慢慢加入水直至浸沒蚯蚓，一段時間后蚯蚓欲從培養(yǎng)皿中爬出水外，結(jié)合實驗5結(jié)果，學(xué)生可得到“蚯蚓既不喜歡干燥環(huán)境，也不能長期生活在水中”的結(jié)論。

1.2.4實驗7：探究蚯蚓在什么物體表面爬的最快

準備兩只大小形態(tài)接近的蚯蚓，分別置于兩個大小相同的光滑塑料板和粗糙塑料板上（塑料板上灑上少許清水保證蚯蚓處于潮濕環(huán)境中），用玻璃棒固定蚯蚓行走的軌跡接近直線，記錄蚯蚓在兩塊塑料板上運動方式的差別。經(jīng)過一段時間蚯蚓爬過相同路程后，分別用秒表計錄時間。結(jié)果顯示，蚯蚓在粗糙的表面爬得快，在光滑的表面蚯蚓體壁肌肉雖然也能收縮和舒張，但是還是難以爬動。學(xué)生進而可推測出蚯蚓在粗糙的表面爬得更快。

1.2.5實驗8：探究蚯蚓有沒有嗅覺

將幾只活蚯蚓放在盒子的正中央，在盒子的四角分別放有一堆拌有爛菜葉的潮濕泥土、一堆拌有檸檬水的潮濕泥土、一堆噴有濃重香水的爛菜葉潮濕泥土、一堆噴有濃重香水的檸檬水潮濕泥土。結(jié)果發(fā)現(xiàn)蚯蚓避開了有強烈氣味的土堆，也避開了伴有檸檬水無香水味的潮濕泥土，只選擇了不噴撒香水的無香味爛菜葉土壤。本實驗不僅證實蚯蚓有嗅覺，且不喜歡酸性物質(zhì)和強烈氣味物質(zhì)。

1.2.6實驗9：探究蚯蚓對外界刺激的反應(yīng)

用玻璃棒輕輕觸動蚯蚓的前端、中端和后端，結(jié)果顯示蚯蚓前端對刺激更為靈敏。

2歸納延伸

2.1深究根源，發(fā)現(xiàn)問題

本堂課以實驗為主線，通過學(xué)生自主性探索及教師適時引導(dǎo)完成教學(xué)任務(wù)。其實，任何生物學(xué)概念及原理都是成千上萬的科學(xué)家通過反復(fù)做實驗得到的結(jié)論，因此教師在日常教學(xué)過程中絕不能忽略實驗教學(xué)的重要性。然而，實驗教學(xué)在初中生物教學(xué)過程中并未得到足夠的重視，原因有：①實驗教學(xué)準備過程非常繁瑣，且實驗操作過程中學(xué)生紀律難以把握，會增加教師教學(xué)壓力。②實驗教學(xué)缺乏相應(yīng)考核機制，目前上海初中生物考核主要以學(xué)業(yè)考試為主，忽略了對學(xué)生實驗操作能力等方面的考核機制，因此教師更傾向于進行“書本知識”的直接輸送，而不是采用“通過學(xué)生自己動手做實驗來得到結(jié)論”的方式。③實驗課占課時量較多且易發(fā)生突發(fā)情況，而初中生物課時量較為緊張。基于以上三方面因素，教師在初中生物教學(xué)過程中容易忽略實驗教學(xué)，沒有充分發(fā)揮“實驗帶動生物教學(xué)”的積極作用。

2.2知難而上，解決問題

長時間灌輸知識點的生物課堂是乏味的，教師需要采用合適的教學(xué)策略，既合理安排實驗時間，又很好完成教學(xué)任務(wù)。

筆者認為教師可以通過以下細節(jié)來優(yōu)化課堂時間安排：①合理安排實驗小組組員，做到男女搭配、動靜結(jié)合，每個組安排一名班干部作為組長，具體負責(zé)實驗過程中的適當(dāng)秩序維護，避免產(chǎn)生實驗混亂及嘈雜的場景。②以小組為單位合理分配不同實驗組別，所有小組共享實驗結(jié)果，進而節(jié)省課堂時間、提高實驗效率。③善用微課，一些用時較長的實驗可以在課前準備好部分程序，或者制作成視頻供學(xué)生們在上課時候觀看。

2.3科學(xué)教學(xué)，眼光長遠

初中生物課堂中善用實驗教學(xué)，不僅可以培養(yǎng)學(xué)生自主實驗?zāi)芰Γ由顔我蜃幼兞康脑瓌t使用，更可以引導(dǎo)學(xué)生帶著“思辨”眼光看待問題。通過實驗教學(xué)，教師可以將“實踐出真知”的理念以“潤物細無聲”的方式傳遞給初中生，幫助其在潛移默化中熟練掌握通過合理實驗解疑答惑、辨別信息真?zhèn)蔚募记桑⑵鋺?yīng)用于日常生活和學(xué)習(xí)之中。

綜上所述，無論是從理論角度還是實踐角度，教師都應(yīng)該在生物教學(xué)過程中主動引導(dǎo)學(xué)生通過自己動手做實驗、觀察實驗得出實驗結(jié)果，并根據(jù)其已有知識對實驗結(jié)果進行合理解釋及推論，進而更科學(xué)合理地完成堂課教學(xué)任務(wù)。