基于“解剖雞蛋實驗”的探究式教學設計及反思

摘要：以“解剖雞蛋實驗”活動為例，提出了教師在指導學生運用探究式學習方法進行生物學實驗活動時，應當精心設計有利于培養學生探究能力的教學切入點，充分利用學生的好奇心和質疑精神，鼓勵參與、合作與交流。基于反思的生物學探究式教育對教學的啟示，在汲取生活資源設計探究式教學的基礎上，與激發學生的問題意識設計相結合，重視實驗實踐設計的探究式教學，創設無邊界環境設計探究式教學。

關鍵詞：“解剖雞蛋實驗” 探究式學習 教學設計 教學反思

0 引言

在生物學實驗活動教學中，不僅要引導學生學會基本操作方法和技能，更要引導學生學會發現問題、探究問題、解決問題的探究意識，為激發學生的創造性思維，培養學生的生物學學科素養構建一個良好的載體?！敖馄孰u蛋實驗”以小學中高年級為主體，要求學生在識別常見雞蛋種類的基礎上，掌握解剖雞蛋的方法和技巧，辨識雞蛋的生理結構及作用。作為一次探究性活動課，該實驗要求每位學生充分、細致地去發現與探究，從而揭示雞蛋的奧秘，以期達到“做中學，學中做，做后思”的目標，培養學生對于生物科學的熱愛，對于自然與生命的熱愛。

1 基于“解剖雞蛋實驗”探究式教學的設計

“解剖雞蛋實驗”教學給予科技教育活動的啟示，一定程度上印證了上海市教委教研室教研員趙偉新老師及其團隊關于自然、科學與技術課程教學設計的蘋果理念。他的團隊提出三個蘋果與科學教育的關系，這里筆者也加了一個蘋果，具體是：（1）自然界中的蘋果。這個蘋果是可以吃的，因為它里面有營養，而營養是如何產生的，則涉及到了植物光合作用、物質運輸、物質儲存等科學知識。這個蘋果表達的是科學概念。（2）牛頓的蘋果。這個蘋果是牛頓在觀察蘋果成熟自行落地的過程中產生思考，經過長期的觀察和思考，最終發現了萬有引力。這個蘋果表達的是科學方法。（3）喬布斯的蘋果。這是一個邊緣缺少一塊，卻給人留白進行無限遐想的蘋果，正是這種無限創意的思想，造就了蘋果的今天。這個蘋果表達的是科學思維。（4）趙老師團隊的精品蘋果，它將上述蘋果表達的科學概念、科學方法、科學思維，加之科學精神凝聚在一起，成為指導設計科學教學的理念。同樣由“解剖雞蛋實驗”反思引發的生物學或科學教學活動的設計，也應遵循這樣的理念。

1.1 汲取生活資源設計探究式教學

一切事物的存在都是人與環境相互作用產生的，人不可脫離環境，學校也不能脫離眼前的生活，所以教育就應該是生活本身，必須把教育和兒童眼前的生活融為一體。最好的教育就是“從生活中學習”，這是杜威“教育即生活”理論的部分闡述。[1]這也是我們科學教育工作者所應汲取的，因為來自生活中的科學是最直觀、最能激發學生興趣、最有利于學生學習探索的。[2]因此，生物學興趣活動教學設計應以生活性探究、研究性學習為指導理念，將生活中的普通事物、普通現象、用普通的方法探究普通后面的科學真諦，即以“觀生活中的現象、用生活中的材料、探生活中的科學”為思路，讓學生處在開放的現實和真實的生活環境中，通過親身體驗問題解決實現自覺學習。在教師指導下，以個人或小組合作學習的方式進行生物學實驗性探究，主動地獲取與應用知識，解決問題。[3]

1.2 激發問題意識設計探究式教學

“問題使學生從事有趣的、真實的、相關的智力探究活動，并且允許他們從生活情境中進行學習，學生變成了負責人”。[4]這種以問題為導向融入到整個探究中去，把學習設置到復雜、有意思的問題情境中，通過讓學習者合作解決真實性問題來學習隱含于問題背后的科學知識，從而培養學生形成解決問題的技能和自主學習、終生學習能力的方式，稱為問題式學習（Problem-Based Learning）。[5]在生物學興趣活動中，教師如何培養學生問題式學習研究能力，這對于激發學生問題意識，指導學生在問題解決中不斷學習、不斷成長，構建良好學習習慣是至關重要的。[6]探究式教學需要從問題設計開始，通過引導學生假設、設計、收集證據、分析數據，從而對問題進行解釋，并在不斷激發的新問題以及進一步的解釋中，明晰科學概念、習得科學方法、積淀科學思維。

1.3 重視實驗實踐設計探究式教學

面向核心素養的科學教育的關鍵是探究，探究式教學是幫助學生習得科學方法和科學思維的有效途徑，因此樹立“以實驗實踐為基礎”的課程觀與教學觀尤為重要。表現為：在生物學興趣活動中增加學生動手實驗的比例，著重培養學生的實驗技能。以驗證性實驗為基礎，逐步增加需要學生自行設計的實驗。如在實驗材料的選擇、實驗方法的改進、實驗數據的采集等方面進行設計，讓探究逐步從初級探究（教師將探究的問題、解決問題的過程與方法直接提供給學生，學生獲得證據得出結論），到中級探究（就教師給定的探究問題，學生自行設計探究的過程和方法，并尋求答案），再向高級探究（學生自己提出問題，并根據所掌握的知識與技能，自行設計探究的過程與方法，并得出結論）。[7]因此重視實驗設計的探究式教學就是引導學生走向深層次水平的探究活動，讓他們像科學家那樣能獨立地嘗試用各種方法解決問題進行科學研究?；趯嶒瀸嵺`的教學指導，不僅能讓學生體驗到科研的樂趣，更重要的是在嚴謹的科學探究過程中，指向學生核心素養的質疑能力、創新能力、實踐能力不斷提高。

1.4 創設無邊界環境設計探究式教學

“不要把學生束縛在教室和實驗室這些狹小的空間，除此之外還有廣闊的科學學習天地;上下課鈴聲不應成為教學的起點和終點?！盵8]生物學研究的對象本身就源自于自然界，以生活為媒，與自然結緣，在廣闊的天地中進行探究式教學指導，就是解決真實問題的最好場所。加之現代教學方式、學習方式的轉變，也使教學在各種環境中進行身臨其境的探究成為可能。“讓教學沒有圍墻、探究沒有邊界”這對包括生物學教師在內的科學教師提出了更高的要求，科學教師要能洞察和把握生活中的科學現象，及時將之作為科學教育的素材，從而也就能教活生活中的科學。只有這樣，科學探究才能擺脫僅僅是書本上的知識和限于實驗室里的模擬過程的局限，回歸以生活現象為線索，以事實為依據，以發現規律為目的社會活動。[2]

2 基于“解剖雞蛋實驗”探究式教學的反思

2.1 精心設計有利于培養學生探究能力的教學切入點

生物科學是一門觀察性、探究性、實驗性極強的自然科學，學生在發現、探究式的實驗過程中，以自身親眼所見、親手所做不斷加強對知識的理解與探究，增強了實踐能力。與此同時，他們的思維力、想象力、創造力也得到進一步激發，因而對于培養、挖掘學生的各方面素質，尤其在知識創新方面，生物科學特別是生物實驗活動有著其他學科無法替代的地位。[9]而學生能否進行充分的發現探究、能否真正地培養自身能力、激發潛能、獲取知識，這就需要生物學教師必須根據學生的特點，精心設計準備每一次的實驗活動。

以生活中最常見的事物——雞蛋，作為學生實驗活動的主體，這對學生們來說，既熟悉又陌生，在普通的事物中，若能揭示許多他們未知的知識，定會讓學生們產生極大的興趣去了解身邊的事物，發現周圍的現象，探索生活中的科學。因此，在設計思想上要力求突出以人為本的思想和健康生活的理念，利用學生已有的知識和生活經歷作為實驗的前提和基礎。在活動過程中教師需通過精心設疑及示范活動，引導學生利用解剖的方法由外及里、由淺入深逐步深入地探究雞蛋的內部結構。以結構與功能相適應來探討各部分的作用及被孵化而可能產生的影響;以雞蛋中豐富的營養物質引申到人類該如何健康的食用雞蛋，以幫助學生們逐步養成健康生活理念。以理論聯系實踐的主旨，充分發揮科學概念在生活中的作用，這正是生物教學活動中探究式學習所倡導的。

2.2 在探究活動中充分利用學生的好奇心和質疑精神

在教學活動中，學生的發現探究表現在三個方面：首先，學生圍繞科學性問題展開探究活動，同時獲得可以幫助他們解釋和評價科學性問題的證據，如雞蛋的顏色、形狀、大小、結構等等。其次，在發現探究的過程中，學生根據事實形成解釋，對科學性問題做出回答，如當同學發現蛋殼上的氣孔時想到它可能的作用，發現卵白與卵黃之間的系帶時可能會聯系到人類胎兒的臍帶，并由此進行激烈的討論區別異同。最后，學生還可以通過比較其他可能的解釋，特別是那些與科學性理解較為吻合的解釋，來評估他們自己的解釋。在此基礎上，教師的設計和學生的具體情況要相符合，做到環環相扣每一研究細節、層層設置問題，才能達到培養學生的科學態度和創造能力的目標。

本實驗是以小學高年級學生為主體，他們充滿了生活熱情，有積極好問、喜歡探索、靈活好動的特點，故預設中第一次的解剖活動定會引發學生的好奇。因此，必須注意兩點：（1）這樣年齡層次的學生適合這種實驗活動嗎？他們有必要知道蛋的各部分結構嗎？如何來闡釋有的雞蛋能被孵化出小雞有的不能？在實驗過程中，有個別學生提出了“受過精的蛋”時，先前的疑慮就被化解了，學生們竟會有某些生物科學知識的前概念了，他們的知識儲備已完全能適應這一“解剖的雞蛋”的內容了。他們所擁有的不僅只有課本上的知識，更是無窮的好奇心，這是他們探究大千世界的力量源泉，而生物學實驗活動則為他們有的放矢地汲取科學營養搭建了一個平臺。（2）對于生物與科學實踐小組的學員來說，由于是第一次真正意義上的解剖實驗活動，可能會有學生手忙腳亂、不知所措，而導致實驗失敗需要進行二次試驗?；顒拥某绦蛐砸髮W生們要完整地操作整個過程，這在一定程度上給學生進行完整地自主實驗活動帶來一定的難度，這就需要教師在指導學生進行生物實驗活動時，一方面注意保護他們的好奇心和求知欲，另一方面要及時疏解他們可能出錯的挫折心理，引導每位學生都有機會達到一定程度的探究目標。

活動中，教師要鼓勵學生大膽質疑，引導學生與同伴辯論，并且給予學生發表意見的機會。當學生提出了與教師不盡相同、甚至相反或者錯誤的觀點時，教師不能只是簡單地否定學生，而應引導學生審視其觀點，并通過分析及引導得出正確的結論。這樣處理可以保護學生學習的積極性，有利于學生培養獨立學習及創造的自覺意識，使其智慧的思維處于活躍狀態。

2.3 在探究活動中，鼓勵參與、合作與交流

實驗探究過程中需要同學們合作、交流、解釋、共同探究，這些合作與交流的實踐，讓學生學會準確地與他人交流，向別人解釋自己的想法，傾聽他人的想法，善待批評審視自己的觀點，獲得更正確的認識，學會相互接納、贊賞、分享、互助等。[10]學生在合作交流的氛圍中更能增強獲得實驗成功的信心和收獲彼此合作相互學習的快樂。在具體實施過程中，除個別學生出現“雞飛蛋打”、沒有完成實驗外，大部分學生還是能在老師的引導下進行著每一步的操作。當學生們出現類似上述失敗的情況，教師就應注意學生情緒的引導，告知他們一個人的失敗并不完全影響整個活動，因為小組就是一個團隊，只要大家共同參與，小組中的任何一個人的成功，都可以為他人獲得成功提供借鑒和鋪墊。這不僅可重塑學生進行科學實驗的信心，同時也使學生懂得了科學實驗不可預見性、失敗是正常的、重復是必須的。在活動中，充分的合作、交流是實驗成功的關鍵。

在探究實踐中，學生們不斷進行解釋、反思、交流，并經歷困惑與失敗、成功與喜悅，這能促使他們更加清晰地理解科學的本質。由于知識和經驗背景的差異，同學們對發現的現象、產生的問題的解釋以及所進行的實驗方法有所差異，在探究者的共同體中，這種差異本身便構成了一種寶貴的學習資源。同學們攜手合作、相互交流中，明白了在實驗中發現的問題別人也可以有其他的不同解釋，有利于擺脫單一的、自我中心的思維傾向;各自的想法、思路逐步走向清晰和統一，這樣就可以不斷地修正自己對問題的解釋及改進自己的實驗方法。[11]

3 結語

現代教育要求教師不僅是知識的傳授者，新課程的建設者和開發者，還是學生探究知識的促進者和向導。這就要求教師應與時俱進，努力改變教學內容的呈現方式和教學方式，注重培養學生的獨立性和自主性，引導學生在探究式學習中學會質疑、調查、探究，在實踐中主動地、富有個性化地學習。[12]物理學家勞厄說過：“教育無非是一切已學過的東西都遺忘的時候所剩下來的東西”。引入實踐，可以這樣說：科學教育無非是以一切已學過的東西都遺忘時所剩下的科學方法、科學思想、科學精神。

參考文獻

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[12]陳正慶.新課程下中學物理學習與探索[J].考試周刊，2011（60）：191.