初中生物學課堂中的微型探究活動

姚國平

(江蘇省無錫市蠡園中學 無錫 214121)

微型探究活動是指一類適于隨堂開展低成本、高效益的微型化探究性學習活動，其主要特點是強調身體體驗、動手實踐；強調短小精悍、成本低廉；強調樂于探究、主動發展。本文結合初中生物學課堂學習，就微型探究活動的類型和教學價值談一些認識及體會。

1 微型探究活動的主要類型

在初中生物學課堂學習中，微型探究活動的類型主要包括以下幾類(表1)：

表1 微型探究活動的主要類型

2 微型探究活動的教學價值

2.1 創設學習情境，激發學習興趣 當學生對所學內容產生濃厚興趣的時候，他們才會有強烈的主動學習愿望，才會有良好的學習結果。微型探究活動創設了一種自主探究、親身實踐的學習情境，課堂中無不迸發出動手的樂趣和探索的興趣，而不至于使得學習枯燥乏味。

例如，在“能量的釋放”一節教學中，首先，測量平靜狀態時的呼吸頻率，以及測量迅速起蹲1min后的呼吸頻率。然后組織學生討論： 哪種狀態消耗的能量較多？能量消耗與呼吸頻率有什么關系？課堂的氛圍一下子活躍起來，在饒有趣味的活動基礎上，學生紛紛表達出自己的觀點。有位學生感受到，迅速起蹲1min后的呼吸頻率明顯加快，而且感到有點累，應該消耗的能量比較多；也有學生感受到迅速起蹲后身體暖洋洋，感到有熱量在散發。

在教師巧妙的誘導下，學生繼而會產生這樣的探究愿望：“呼吸”和“能量”之間究竟是什么關系？這樣，就為后繼學習打下了基礎。

2.2 體驗探究過程，領悟科學方法 科學方法是在學生主動“做”科學的過程中“悟”出來的，而不是“講”出來或“背”出來的。微型探究活動為學生提供了更多實踐和體驗的機會，他們用自己的身體去親自經歷，用自己的心靈去感悟，從而領悟到科學探究的方法，形成一定的科學探究能力和科學態度與價值觀。模型具有十分重要的認知功能，從而使模型方法成為一種有目的、有意識的科學研究方法。

例如，在“生態系統具有自我調節能力”一節的學習中，教師首先呈現一個任務情境： 雨季來臨，草原上雨水充沛，草和鼠的數量會發生怎樣的變化呢？然后組織學生用仿真草和仿真鼠模擬這兩種生物的數量變化情況，探索出“相互交替遞減、不斷循環變化”的動態規律后，以坐標曲線的形式構建數學模型。又如，關于“神經元的結構”一節內容，在學生自主學習的基礎上，要求學生抓住“神經元結構”的主要特征，運用身邊的文具材料即興制作模型。在3～5min時間內，學生運用水筆、筆套、筆芯、圓規、橡皮、三角尺和修正帶等文具創造性地制作了各種各樣的模型。

學生通過建模活動，以簡化與直觀的形式再現生物體的結構和生命規律，學生在掌握科學方法、理解重要概念的同時，實踐能力和創新精神也得到了培育。

2.3 樹立實證意識，培育科學思維 教學的核心目標之一在于發展學生的思維。科學思維是基于事實和嚴密邏輯達到更好結論的方法，是高質量的思維范式和習慣。研究表明，學生開展理性思維最大的挑戰不是獲得正確的研究技能，而是學會用新的證據調整自己的觀點，即反思自己的觀點[1]。因此，在課堂學習中需要培養學生實證意識和嚴謹的求知態度，讓學生尊重事實和證據，以清晰的邏輯來認識事物和解決問題。微型探究活動以觀察和實驗的方式提供了科學的事實和證據，是科學思維培育的重要載體。

例如，在探究“氣孔開閉的原理”一節時，教師首先提供合歡和桉樹的蒸騰速率日變化曲線圖，然后設問： 植物蒸騰作用的強弱是怎樣調節的？學生作出假設： 蒸騰作用的強弱是由氣孔控制的，氣孔張開蒸騰作用強，氣孔閉合蒸騰作用弱。教師追問： 氣孔的開閉是如何控制的呢？學生根據觀察到的不同狀態的蠶豆葉下表皮氣孔，作出如下推測： 保衛細胞彎曲程度越大，氣孔開放程度越大，反之越小，甚至關閉。教師繼續追問： 那么，保衛細胞的形態為什么會變化呢？學生的思維陷入迷茫。這時，教師進一步引導學生觀察保衛細胞的結構特點，發現內外兩側壁的厚薄不均。隨后教師拿出一根白蘿卜，用水果刮皮刀刮下一片蘿卜，讓學生把它看作內、外壁厚度不均的細胞，然后要求學生把預先準備好的一片蘿卜放入盛有清水的量筒內，觀察蘿卜片的形狀變化和量筒內液面的變化。2min左右之后，學生發現蘿卜片向有“皮”的一則卷曲，同時發現量筒內液面下降。由此現象，學生通過類比推理，對“保衛細胞的形態變化”原因作出了較為科學的解釋。

這樣，通過觀察、實驗和分析，學生不僅能深入建構概念、形成生命觀念，而且在一系列事實和證據的支撐下，學生的論證有理有據、由表及里和層層深入，形成了清晰的思維過程，提升了科學思維的品質。

2.4 強調具身參與，建構科學概念 學生的身體體驗在學習過程中具有重要地位，“從具身認知的角度看，學習本質上就是認知活動，知識、技能的習得必然是在一定的互動情境中依賴于個體的身體結構及身體感覺運動圖式才得以實現的[2]。”因此，概念教學時要為學生提供真實的任務和親身實踐的機會，讓他們用自身去感知和判斷，構成深度知覺信息加工系統，促成概念的形成和概念的轉變，促進學生認知的主動發展。

例如，骨骼肌肌群在運動中的協作關系有多種形式。第一組活動： 學生用一只手握緊另一只手的上臂，被握住的手臂用力做幾組屈肘動作，感受到以肱二頭肌為主的屈肌群處于緊張狀態(即收縮)，以肱三頭肌為主的伸肌群處于放松狀態(即舒張)；以同樣的方法做伸肘動作，情況則相反，肱二頭肌群舒張，肱三頭肌群收縮。第二組活動： 學生呈站立姿勢，用腳踩住課桌腳，一只手緊抓桌板使勁抬課桌，感受到肱二頭肌群收縮，肱三頭肌群也收縮。然后要求學生雙臂自然下垂，感受到無論是肱二頭肌群，還是肱三頭肌群都處于舒張狀態。

經過兩組活動的真實體驗，學生能全面、深入地認識骨骼肌群在運動中的協作關系，避免形成“肌群的協作關系僅僅是肌群間的收縮—舒張狀態”這一片面認識。顯然，這樣的概念建構過程是主動、真實和有效的。

2.5 外顯認知過程，精準學習評價 評價具有改進和激勵的作用。學習評價是一個完整的學習鏈不可或缺的部分，能促進學生積極、主動地學習。微型探究活動是一種任務明確的外在表現型活動，學生的參與狀態、交往狀態、思維狀態和學習達成狀態等以可觀測和可測量的外顯化方式展現出來，有利于即時精準評價學習過程和學習結果，從而提高學習的有效性。

例如，關于“神經元的功能”一節內容，課堂上組織學生以游戲的形式來表演。有一個小組商量后是這樣表演： 3位學生伸展手臂十指相扣(“十指相扣”表示神經元通過突起互相連接，“手臂”表示神經纖維)一字排開，前一位學生受到擊掌后(表示接受刺激后產生興奮)，手臂呈波浪狀擺動并引起下一位學生的手臂作波浪狀擺動(表示神經沖動的傳導)。這樣，神經元的傳導功能就以可視化的方式形象地展現在全體師生面前。

這是表演者通過組內交流、評價，在取得共識基礎上的集體學習成果展示，而隨后對此表演展開的點評，還在一定程度上為幫助其他學生修正、完善自己的認知提供了機會。