“測定反應速度”的創新教學設計與反思

曾慶國

(廣東省佛山市華英學校 佛山 528000)

在實際的探究實驗教學中，有的內容無法在一個完整的課時完成，有些學生提出的問題不能在一堂課上解決，如果對此敷衍了事，只按照教師自己的意愿來完成實驗教學，容易打擊學生探究的積極性，也體現不出學生的主體地位。因此，筆者提出了“立體探究”這一模式，以探究實驗為平臺，通過立體的探究環境，即時間立體化、空間立體化和內容立體化，培養學生的學科素養[1]。該設計不是傳統意義上的一節課，而是由兩個“半”節課組成的“一節課”，即由第一節課的后“半”節課以及第二節課的前“半”節課組成(時間立體化，表1)；實驗的布置和總結在教室進行，實驗的過程在課后其他場所完成(空間立體化)；實驗的內容由學生根據自己提出的問題決定(內容立體化)。

表1 “立體探究”課堂時間安排

1 教材和學情分析

“測定反應速度”是人教版七年級下冊第4單元第6章第3節“神經調節的基本方式”安排的一個由學生自己獨立完成的探究活動，教材要求學生提出有關反應速度的問題，制訂并實施探究計劃。在已有的知識和能力方面，學生已經學習了“反射和反射弧”以及“簡單反射和復雜反射”，已經知道了神經調節的基本方式是反射；且經過多次的實驗技能練習，學生對于探究活動的各個環節比較清楚，能夠完成“提出問題、作出假設、整理數據、進行簡單的結論分析、收集資料說明相關問題”等內容。從實驗的方法和實驗的器材來看，本實驗的實施條件較為簡單。綜上所述，學生可以自主完成這一個探究實驗。

2 教學目標

基于課程標準并圍繞培養學生核心素養的要求，制訂了如下教學目標：

(1) 通過“測定反應速度”的體驗，知道影響神經調節的各種因素，概述復雜反射的建立過程。

(2) 通過對“影響反應速度快慢因素”的分析，嘗試從多角度思考問題，體會生物學的實證特征。通過自主制訂和實施探究方案的活動，進一步熟練科學探究的一般過程，并在活動中培養合作意識和嚴謹的科學態度。

(3) 通過本節課的學習與實驗結果的分析，聯系生活經驗，認同“熟能生巧”“勤能補拙”和“勞逸結合”等良好學習習慣的重要性。

3 教學策略與手段

本節課的教學運用的是“立體探究”教學模式，該模式強調以學生的發展為中心，通過創設情境，引導學生主動從多角度、多層次探索未知，把學習的時間充分交還給學生，提高學生參與探究的積極性，著力提高學生的實踐能力和創新能力。本節課在時間安排上打破常規，不在完整的一節課完成，而在兩個“半”節課內完成，其目的是通過前“半”節課的“放”，鼓勵學生提出有創意的假設和可操作性強的設計方案，并讓學生充分交流設計方案，把實驗的主動權交還給學生，再通過后“半”節課的“收”，引導學生歸納系統性的知識，讓學生通過分析數據得出結論，提高學生的思維能力。一“放”一“收”，教師需要做好充分的準備： 前“半”節課需要激發學生的興趣和調動學生的積極性，因此需要設置有效的問題情境，還需要引導學生重視探究方案設計的嚴謹性和可操作性；后“半”節課前，教師需要收集并批閱學生的設計方案，對學生的實施情況有基本了解，制作成表格，用PPT展示，以有效組織學生的匯報活動。

4 教學過程

4.1 情境導學 教師拿著一個乒乓球，在提醒全班的注意后，把乒乓球分別扔向兩名學生，提出：“誰的反應快？”用活動激發學生的興趣，引導學生明白需要一種具體的方法測量反應速度。然后請一名學生協助演示教材中的實驗，教師拿一把20 cm的尺子，讓這名學生做出捏尺子的姿勢，教師刻意把尺子的“0”刻度朝上，并且不提醒受測學生手的位置。演示過程中，讓學生盯著教師的手，當教師的手一松開就必須馬上捏住尺子，然后看看手指捏的位置在哪個刻度，告訴全體學生這個刻度能反映出此人的反應速度。同時，教師要求學生分組討論剛才演示過程中的不足之處，調動學生學習的積極性，找出實驗中應注意的問題。再通過演示正確的操作，提醒學生在實驗過程中要注意統一測量的標準。

4.2 立體探究 在掌握了測量的方法之后，教師及時對興致勃勃的學生拋出問題：“反應速度的快慢與什么有關？”通過課件中的圖片、學案及學生的自我體驗，引導學生發散思維，提出自己想要探究的問題，并根據生活經驗作出假設(表2)。

表2 學生對“影響反應速度快慢的因素”提出的問題

教師進一步提出：“你們的假設是正確的嗎？”引導學生思考如何根據單一變量設置實驗組和對照組，通過以教師為主導、學生為主體的“教學互動體”以及學生與學生之間形成的“學習互動體”構成立體的教學關系，組織學生分組討論和交流探究方案，利用現有的知識預測實驗結果。最后布置學生課后完成實驗，并提醒學生下節課將進行分組匯報和成果評選活動。由于第五個課題的研究時間跨度較大，實施起來也不方便，因此只作為補充實驗，有條件的小組才做。至此，前“半”節課結束。

教師在下一節課上課前收集并批閱學生探究的內容，分類匯總，按課題將學生分成不同的大組，并將四個課題的數據和結果制作成PPT。

4.3 歸納質疑 教師組織各課題選派代表匯報，同一課題的各個小組可以補充，教師及時點評。第一大組： 我們比較了不同精神狀況與反應速度的關系。實驗方案是在早讀前和晚睡前分別測量了五次，取平均值，這是我們組的實驗數據(通過實物投影儀展示)。我們的結論是一個人精神狀況好時比精神狀況差時反應要快。原因是由于休息充分，早讀前精神狀況較好，反應速度較快，而由于一天的學習和活動之后，晚睡前比較疲累，反應速度較慢。第二大組： 我們比較了注意力集中時與注意力被干擾時反應速度的不同。實驗方案是在周圍環境非常安靜時集中注意力測量五次，在周圍環境噪聲較大影響注意力時也測量五次……第三大組： 我們比較了左手和右手反應速度的不同。我們選擇慣用右手的同學進行實驗……第四大組： 我們比較了測量次數多少與反應速度的關系……

匯報結束后，教師引導學生聯系實踐說出在這個實驗中發現的新問題或者是新啟示，通過加分的激勵，學生的熱情高漲，第一大組： 我們小組測量了早上和下午的反應速度，發現早上的反應速度一般較快，這說明大腦在早上比較活躍，特別適合我們讀書思考。我們還總結出，讓大腦適當休息可提高效率。第二大組： 安靜的環境讓我們學習時更專注，提高了學習的效率。第三大組： 我們總結出勤能補拙、熟能生巧的道理，另外，我們發現男生和女生的反應速度不一樣。第四大組： 反應速度還可能與年齡有關。

4.4 評價總結 教師展示匯總的數據和結果，點評其中最出色的地方，然后進行成果評價：“四個大組都做出了令人滿意的成績，請同學們把你認為最佳方案的序號填在學案上。”最后總結：“同學們通過小組合作探究完成了測定反應速度的實驗，結合自己的體會，對影響神經調節各種因素有了更深的了解，希望我們在平時的學習活動中，要保持注意力集中，養成專心認真的學習習慣，從而提高學習效率！”至此，后“半”節課結束。

5 教學反思

本節課通過課時的調整，化零為整，把碎片化的教學時間統籌起來，取得了很好的教學效果。通過“立體探究”，引導學生發散思維，深化對復雜反射建立過程的理解。學生通過課后的拓展訓練，結合實驗數據的分析，提高了問題解決能力，認識到良好的學習態度和習慣的重要性。

另外，“立體探究”引導學生從最感興趣的問題入手，提高了學生參與探究的積極性，通過分組合作探究使不同層次的學生都有不同的收獲，增強了合作意識，提高了學生的學科素養。