生物學科素養下的實驗教學設計

林振東

[摘要]本文探討了在初中生物課堂教學中以實踐的方式來培養學生的核心素養，用直觀的方式進一步促進學生生命觀、思維能力、探究能力等的形成，并以此為契機培養和提高學生的社會責任感。

[關鍵詞]生物學科素養;實驗教學;初中生物

抓住培養學科素養的核心，引導學生經歷觀察與思考、實驗與探究等活動，由感性認知出發，經過抽象思維的分析，上升為理性認識，由此形成屬于學生個體的獨特的知識經驗。

一、教學分析

《觀察蚯蚓》是人教版八年級上冊的一個實驗內容。以教材為本，把蚯蚓的飼養與觀察實驗作為主要認知手段，在此過程中學會走近動物、認識動物，并了解動物與環境相適應的形態，了解動物的結構和生理功能等特點。另外，引導學生根據自己的生活經驗，隨時關注生物形態結構及其運動，進一步了解動物的生活習性。學生在觀察、操作、思考中探究生命的奧秘，用生物的思維方式觀察和認識世界。整個實驗過程，學生均能在充分的觀察和操作中經歷感知、思考、感悟，這個過程滲透了學生對生物科學素養的培養。

二、設計思路

上課前幾天，教師提前組織學生在校內校外想方設法采集到蚯蚓，學生在采集的過程中好奇心和求知欲均被有效地激發。

課堂上，根據科學的研究從表到里的原則，教師以生動活潑的方式指導學生觀察，學生對蚯蚓的諸如：它的外部形態結構和運動特點，探究影響蚯蚓運動快慢的因素，探究黏液對其呼吸的作用等，均有了較為全面的了解和認識后，再進一步對蚯蚓形態、結構，以及蚯蚓的生理功能與環境相適應等特點進行深入了解。

活動結束后，安排學生把蚯蚓放歸大自然，在放生的過程中培養了學生珍愛生命的情感。

充分利用課前、課中、課后三個環節，引導學生在認識生命的過程中學生尊重生命，并且敬畏生命。

三、教學目標

（1）通過實驗觀察、比較蚯蚓的外部形態和運動特點，了解蚯蚓形態結構及其適應環境的關系，形成生物結構與功能相適應的生命觀念。

（2）通過問題引導，讓學生根據已有知識和觀察所得，采用理性思維，做出合理推測，培養學生的探索能力和思維能力。

（3）通過適當運用實驗工具展開觀察蚯蚓的實驗，制定并實施實驗，提高科學探究的能力。

（4）結合實驗，巧妙地把關愛生命、保護生命的責任意識進行有機的滲透。

四、教學流程

五、核心素養在課堂中的體現

生物學科核心素養，它的要素主要是：一是生命，二是思維，三是探究，四是責任。學生在實驗中人手，學習興趣得以激發，感受到實驗對探索生命規律和生命奧秘的必要性，并進一步激發學生探究更復雜的生物現象。

（1）實驗教學中有機地融入生命觀念

蚯蚓在土壤中穴居，必定有適應土壤中穴居的形態結構。學生難以理解“蚯蚓靠肌肉的收縮及剛毛輔助運動”這一結構特點。通過引導學生設計探究實驗，觀察并比較蚯蚓在光滑的玻璃板和打磨過的玻璃板上的運動速度。學生能夠通過實驗，最終得出結論：蚯蚓在粗糙玻璃板上爬得快，體會到蚯蚓的剛毛可增大蚯蚓在爬行時的附著力，從而理解蚯蚓運動靠肌肉的收縮和舒張及剛毛配合完成。通過這些探究，將抽象而難以理解的知識具體形象化，幫助學生化解了這一難點，更好地樹立與之能相適應的生命觀念。

（2）用問題引導的方式，培養學生的理性思維

通過由表及里的思維活動，培養學生的理性思維，如：

①蚯蚓在什么樣的環境中生活？

②蚯蚓的形態結構是如何？這些形態結構與它在土壤中生活的環境是否相適應？

③蚯蚓是怎樣運動的？

④注意蚯蚓身體的粗細、長短等的具體變化，并認真思考變化發生的原因。

⑤它身體體表的黏液有什么功能呢？

學生結合書本獲得的知識和以及實驗時的觀察探究所得作出的合理推測，通過問題的研究、分析，有效培養了學生的理陛思維能力。

（3）適當運用實驗創新引導科學探究

根據教材的提示，在觀察蚯蚓運動的實驗中，一般安排把同一條蚯蚓先后分別放在不同的物體（像光滑的玻璃、粗糙的木板或粗糙的硬紙板等）表面上，仔細觀察哪一種物體的表面更適合蚯蚓移動。理論上蚯蚓在粗糙的木板或粗糙的硬紙板上由于摩擦力較大，所以移動較快，而在玻璃板移動較慢。但在現實操作中，由于蚯蚓身上的黏液容易被木板或硬紙板吸收，導致木板或紙板與蚯蚓粘在了一起，反而影響了蚯蚓的移動。引導學生改進實驗用具，重新設計了兩塊相同大小的長方形玻璃板，一塊加以打磨，另一塊保持光滑，同時為了確保蚯蚓不會爬出玻璃板，在玻璃板的兩邊分別粘上兩根玻璃棒，這樣蚯蚓只能在固定的在軌道中運動，最后實驗能夠達到預期的效果。通過對實驗的重新設計，激起了學生濃厚的探究興趣，并引導學生朝科學的方向前進。

（4）愛護動物。樹立公民意識

實驗過程中，教師反復強調保持蚯蚓體表濕潤，實驗操作過程中盡量避免對蚯蚓的傷害;實驗結束后，和學生一起到植物園中選擇泥土疏松的地方把蚯蚓放回大自然中，讓它們回到原來的生活環境中。通過學習，使學生認識小小的蚯蚓同樣是有生命的，蚯蚓的生命同等重要。蚯蚓作為生物圈中的一員，在維持生物種類的多樣性方面有著非常重要的意義。愛護動物，實現人與自然的和諧相處，是每個公民都應該具備的基本素養。

因為課堂教學的設計是建立在一系列的實踐活動過程中，因此，這種以生命核心素養為主體的課堂教學，對生物教師的業務能力提出了新的要求，此其一。其二，以實驗的方式為載體，學生除了學科探究能力和科學的生命觀得以形成之外，諸如合作、擔當、責任等也得以培養，為把學生培養成一個科學精神與社會責任俱備的人才打下了基礎。其三，從較低的起點入手，學生也能有一定的成就感，學習動機得以激發。總而言之，通過實驗操作，及小組間的充分交流，經歷了觀察、實踐、思考等過程，實現了由感性認識到理性認識的跨越。這些都是生物教育工作者在安排教學設計時要結合學生的實際情況進行充分的考慮的。