例談核心素養(yǎng)背景下的初中生物探究實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與反思

朱雪

【摘要】核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力的培養(yǎng)是新課程理念結(jié)合新時(shí)代發(fā)展對(duì)學(xué)科教學(xué)更深層次的要求。學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科的思維品質(zhì)和關(guān)鍵能力的體現(xiàn)，生物學(xué)科素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過(guò)程中逐漸發(fā)展起來(lái)的，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的必備品格和關(guān)鍵能力，如何在實(shí)驗(yàn)探究中落實(shí)核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的關(guān)鍵能力，是一線(xiàn)教師們所追求與思考的。本文以《觀察溶液濃度的大小對(duì)植物吸水的影響》一節(jié)為例，探究核心素養(yǎng)下如何對(duì)教材中的探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，實(shí)施，以及實(shí)施教學(xué)后的教學(xué)反思。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng)? 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)? 教學(xué)反思

【中圖分類(lèi)號(hào)】G633.91 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2020）42-0123-03

一、探究實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的背景

《觀察溶液濃度的大小對(duì)植物吸水的影響》是蘇科版《生物學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)，第4章第2節(jié)《植物的生長(zhǎng)需要水和無(wú)機(jī)鹽》的第2 課時(shí)。本節(jié)圍繞“溶液”“濃度”兩個(gè)概念展開(kāi)，探究植物吸水、失水與溶液濃度的關(guān)系，是下一節(jié)學(xué)習(xí)植物根對(duì)水和無(wú)機(jī)鹽的吸收的基礎(chǔ)。課本上以?xún)蓚€(gè)問(wèn)題和一個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)來(lái)呈現(xiàn)該部分的內(nèi)容，兩個(gè)問(wèn)題：“根是如何吸水的呢？”“與土壤溶液濃度的大小有關(guān)嗎？”;一個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)：“觀察溶液濃度的大小對(duì)植物吸水的影響”。對(duì)于七年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，教材上這樣的安排稍顯突兀，容易給學(xué)生的學(xué)以及教師的教都帶來(lái)困難和疑惑，分析原因主要有以下三點(diǎn)：

1.于教材本身來(lái)說(shuō)：本課時(shí)的內(nèi)容是下一課時(shí)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，只有弄懂了植物吸水、失水的原理，才能繼續(xù)學(xué)習(xí)下一部分根對(duì)水和無(wú)機(jī)鹽的吸收，才可能表述清植物根吸水的根本原因、吸水的過(guò)程，進(jìn)而解決生活生產(chǎn)中的相關(guān)實(shí)際問(wèn)題（如：“燒苗”現(xiàn)象的解釋以及補(bǔ)救工作;鹽堿地植物的生長(zhǎng)分析等），達(dá)到新課標(biāo)對(duì)本節(jié)所提出的能力要求。同時(shí)，該部分內(nèi)容是本書(shū)乃至整個(gè)初中生物教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)之一，是各種考試、考查的重要考點(diǎn)。此外，該部分的內(nèi)容與高中教學(xué)中細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原部分知識(shí)是直接相關(guān)聯(lián)的，學(xué)好本部分的內(nèi)容是做好初高中生物科學(xué)知識(shí)的銜接、更有利于學(xué)生進(jìn)入高中之后的學(xué)習(xí)。

2.于學(xué)生來(lái)說(shuō)：“溶液”“濃度”“溶液濃度大小”這些化學(xué)概念，對(duì)于七年級(jí)沒(méi)有化學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)生來(lái)說(shuō)，難度較大。七年級(jí)學(xué)生感性認(rèn)識(shí)發(fā)展迅速而理性思維發(fā)展不足，他們對(duì)生活中的生物科學(xué)現(xiàn)象充滿(mǎn)了興趣，但對(duì)現(xiàn)象的本質(zhì)缺乏一定的思考和理解力，前置知識(shí)和生活經(jīng)驗(yàn)的不足也是影響他們理解本節(jié)中有關(guān)吸水和失水原理的一大障礙，在這樣的條件下僅憑課本上的幾行文字和觀察實(shí)驗(yàn)，很難讓他們徹底地弄清植物吸水、失水的原因。另外，七年級(jí)的學(xué)生剛開(kāi)始系統(tǒng)地學(xué)習(xí)生物學(xué)，經(jīng)過(guò)近一個(gè)學(xué)期的努力對(duì)生物已培養(yǎng)起一定的興趣，但也易因本節(jié)內(nèi)容難度較大而產(chǎn)生畏難情緒，處理不當(dāng)，易讓學(xué)生對(duì)生物學(xué)習(xí)失去興趣。

3.于教師來(lái)說(shuō)：教師在處理該部分內(nèi)容時(shí)，如果不能考慮到學(xué)生的前置知識(shí)及生活經(jīng)驗(yàn)的話(huà)，而以本為本，就書(shū)講書(shū)的話(huà)，往往會(huì)將學(xué)生引入“溶液”“溶液濃度大小的比較”這樣的混亂概念理解中，效果難說(shuō)，還容易給教師本身帶來(lái)困擾，所以如何能將難化易，由淺入深地展開(kāi)本節(jié)教學(xué)，于教師本身也是一個(gè)值得挑戰(zhàn)的事。

二、基于核心素養(yǎng)的探究實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

基于以上三大點(diǎn)的分析，在完成實(shí)驗(yàn)?zāi)康模河^察溶液濃度大小對(duì)植物吸水的影響，闡明細(xì)胞吸水、失水的原理的同時(shí)，解決教材安排的不足之處，更關(guān)注于生物學(xué)科素養(yǎng)和學(xué)生關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，對(duì)該探究實(shí)驗(yàn)進(jìn)行如下的改進(jìn)設(shè)計(jì)：

1.聯(lián)系生活，激發(fā)興趣

圖片展示“糖拌番茄”“腌黃瓜”，提問(wèn)：盤(pán)子里的水從哪里來(lái)？你想過(guò)為什么嗎？這樣的生活現(xiàn)象，學(xué)生再熟悉不過(guò)，但對(duì)于其中的原理卻知之甚少，甚至是大部分的普通家長(zhǎng)在孩子問(wèn)起時(shí)也難以給出科學(xué)的回答，在課堂開(kāi)始時(shí)提出這個(gè)問(wèn)題，從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，關(guān)注學(xué)生的生活實(shí)踐，不僅很好地詮釋了生物科學(xué)從生活中來(lái)，解決生活中的問(wèn)題，更能激發(fā)學(xué)生探究學(xué)習(xí)的興趣。

2.親身體驗(yàn)，感性認(rèn)識(shí)

小組實(shí)驗(yàn)過(guò)程設(shè)計(jì)：

1.配制不同濃度的食鹽溶液

（1）取5個(gè)一次性紙杯，編號(hào)A、B、C、D、E，分別注入30ml飲用水。

（2）分別向A、B、C、D中加入1勺、2勺、3勺、4勺食鹽，得到食鹽溶液。E紙杯中不加入食鹽。

（3）品嘗A、B、C、D、E中溶液的味道。

2.思考回答下列問(wèn)題：

（1）你是如何得到一杯食鹽溶液的？

（2）品嘗食鹽溶液，A、B、C、D、E的咸度有什么不同？說(shuō)明了什么？

（3）你是如何理解濃度的？A、B、C、D、E中食鹽溶液的濃度一樣嗎？如果不一樣，哪一杯的濃度最大？哪一杯的濃度最小？設(shè)計(jì)E組有什么作用？

（4）你能否做一些不同濃度的蔗糖溶液呢？如何做？

設(shè)計(jì)理念：對(duì)于“溶液”“濃度”“溶液濃度大小”這些化學(xué)概念，教師的“講”和“解釋專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)”不如學(xué)生的“動(dòng)手做”與“品嘗”來(lái)得更為直接，讓學(xué)生動(dòng)手做了加1勺、2勺、3勺、4勺、不加食鹽的5杯食鹽溶液，將溶液濃度大小簡(jiǎn)化為1勺、2勺、3勺、4勺不等量的食鹽;然后小組同學(xué)品嘗，講述感受。A、B、C、D中的溶液品嘗起來(lái)越來(lái)越咸，即放入的食鹽越多，嘗起來(lái)就越咸，也就是說(shuō)它的濃度越大。通過(guò)動(dòng)手、動(dòng)口這樣的體驗(yàn)，以感性認(rèn)識(shí)來(lái)建構(gòu)“溶液”“濃度”“溶液濃度大小”的概念，以真實(shí)情境中的體驗(yàn)來(lái)發(fā)展關(guān)鍵能力和落實(shí)學(xué)科核心思維方式。

3.實(shí)驗(yàn)探究，宏觀感知

設(shè)計(jì)理念：“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”在理解了“溶液”“濃度”“溶液濃度大小”的基礎(chǔ)上，小組合作完成課本上的探究實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中，給學(xué)生提供不同的實(shí)驗(yàn)材料，各小組根據(jù)自己的喜好選擇不同的材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，處理的方法也會(huì)不同，實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象也自然會(huì)有差異，在完成實(shí)驗(yàn)后，通過(guò)分析、討論，不僅讓學(xué)生在自己動(dòng)手中體會(huì)到科學(xué)探究的樂(lè)趣，還能感受到大膽猜測(cè)、以及通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證自己假設(shè)帶來(lái)的成就感。一段時(shí)間后通過(guò)動(dòng)手測(cè)量蘿卜條的長(zhǎng)、寬、高、體積、感受硬度的變化，將定量與定性實(shí)驗(yàn)融入其中，從宏觀上直接體悟到蘿卜條的變化，更能從數(shù)據(jù)量化上將實(shí)驗(yàn)的單一變量與細(xì)胞吸水、失水建立起直接聯(lián)系。

另外，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中往往只注意本組的實(shí)驗(yàn)，而忽略全班也可以看作是一個(gè)大組的事實(shí)，教師及時(shí)提醒學(xué)生注意小組之間的差異，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)全班的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行比較得出一般性的結(jié)論，這本身也是對(duì)待科學(xué)探究必須要科學(xué)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)谋憩F(xiàn)。

4.觀看動(dòng)畫(huà)，微觀體悟

本部分是對(duì)課本實(shí)驗(yàn)的深入和補(bǔ)充，從微觀上解釋學(xué)生實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的“變軟”“變得硬挺”的原因，學(xué)生觀看動(dòng)畫(huà)，在教師的引導(dǎo)下形成細(xì)胞吸水、失水與溶液濃度的關(guān)系，徹底突破了本節(jié)課的重難點(diǎn)。

5.聯(lián)系生活，深化理解

回應(yīng)上課開(kāi)始時(shí)提出的“糖拌番茄”“腌黃瓜”的問(wèn)題，用本節(jié)課學(xué)到的知識(shí)對(duì)生活中的一些類(lèi)似現(xiàn)象作出解釋?zhuān)嬲屔飶纳钪衼?lái)，再走回生活中去;從課外走向課堂，再?gòu)恼n堂走向課外，將核心素養(yǎng)真正落實(shí)在學(xué)生的生活與實(shí)踐中。

三、探究實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的反思

1.以感性認(rèn)識(shí)建構(gòu)概念

概念教學(xué)是中學(xué)生物教學(xué)中最重要的部分之一，通過(guò)概念教學(xué)幫助學(xué)生理解他所探究的是什么，在此基礎(chǔ)上才能去思考該如何去探究，可能會(huì)有怎樣的現(xiàn)象和結(jié)論。傳統(tǒng)的“講授”“解釋”對(duì)概念教學(xué)有一定的效果，但效果如何，卻令人擔(dān)憂(yōu)。在教學(xué)中我們常常發(fā)現(xiàn)概念文字背誦很熟悉的學(xué)生，仍然會(huì)出現(xiàn)不會(huì)應(yīng)用概念解決實(shí)際問(wèn)題的現(xiàn)象。究其根本，仍在于沒(méi)有真正理解概念。在本節(jié)教學(xué)中筆者將概念文字感知體驗(yàn)化，將課本實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，增加了兩個(gè)小實(shí)驗(yàn)：“食鹽溶液的配置”“食鹽溶液的品嘗”，通過(guò)學(xué)生動(dòng)手、動(dòng)口，結(jié)合自己的生活經(jīng)驗(yàn)“鹽放多了，更咸”“糖放多了，更甜”幫助學(xué)生依靠感性認(rèn)識(shí)完成化學(xué)概念的建構(gòu)，效果很好。

2.不加限制，更易激發(fā)思維的火花

智慧來(lái)源于思維火花的碰撞，而思維的碰撞需要寬松不設(shè)限的環(huán)境，本節(jié)課里筆者多次努力創(chuàng)設(shè)出不設(shè)限的寬松氛圍，都旨在激發(fā)學(xué)生思維火花的碰撞。首先，對(duì)材料的選擇上，不受課本的限制，可為學(xué)生提供多種可選的材料，如：白蘿卜、黃瓜、馬鈴薯、胡蘿卜、甚至是幼小的植物苗等，至于哪一種材料更適合實(shí)驗(yàn)觀察，由學(xué)生來(lái)發(fā)現(xiàn)。

其次，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料的處理，我采取了“不聞不問(wèn)”的態(tài)度。實(shí)驗(yàn)中，幾乎所有的小組都出現(xiàn)了這樣的問(wèn)題，學(xué)生在“切出大小粗細(xì)相同的兩根長(zhǎng)條”處不知所措，紛紛問(wèn)道“怎么切”“切多大”“切成什么樣的”我一律不作回答只是提醒切出來(lái)的兩個(gè)長(zhǎng)條要一樣，保證變量的單一。我的“不聞不問(wèn)”的態(tài)度反而收獲了意外的驚喜，學(xué)生切出來(lái)的長(zhǎng)條有大有小、有厚有薄、有帶皮的有不帶皮的、形狀也各不相同。其后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的差異可想而知。

最后，對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，在各小組得出結(jié)論的同時(shí)，我提醒將全班的實(shí)驗(yàn)小組作為一個(gè)大的實(shí)驗(yàn)來(lái)分析，引導(dǎo)學(xué)生分析其中的相同點(diǎn)和不同點(diǎn)，學(xué)生通過(guò)討論得出的結(jié)論也是讓人感到驚喜的，如：濃鹽水中的材料全都變軟了，但是大小、形狀不同，變軟的先后時(shí)間、程度不同，有的5分鐘之后就開(kāi)始變軟了，有的15分鐘之后才能感覺(jué)出來(lái)變軟了;小而薄的材料更易變軟、變硬挺;差不多大小的狀態(tài)下，黃瓜比蘿卜變化的現(xiàn)象更明顯。所有的學(xué)生，在教師提供的輕松的環(huán)境中，自由的討論，這其中必有思維與思維的碰撞，必有智慧火花的產(chǎn)生，所謂核心素養(yǎng)的落實(shí)必于無(wú)形之中在學(xué)生的心里生根發(fā)芽。

3.立足定性，嘗試定量，定性定量相結(jié)合方顯科學(xué)

新課程標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于加強(qiáng)和完善生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施建議中明確提出：在重視定性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也應(yīng)重視定量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在量的變化中了解事物的本質(zhì)。本實(shí)驗(yàn)中，蘿卜條變軟通過(guò)用手觸摸、捏一捏是可以明顯感受到的，但是其體積是不是真的變化了呢，所以讓學(xué)生測(cè)量前后體積，通過(guò)比較，學(xué)生很容易就知道了蘿卜條在清水中體積是變大的，在濃鹽水中體積是變小的。蘿卜條體積變大是因?yàn)槲木壒剩}卜條在清水中能吸水是因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞液的濃度比清水要大;反之，濃鹽水中蘿卜條的體積縮小了，是其失水的緣故，而蘿卜條在濃鹽水中失水是因?yàn)榇藭r(shí)細(xì)胞液的濃度要比濃鹽水小，這樣，在對(duì)量的前后變化和分析中，學(xué)生了解了細(xì)胞吸水、失水的原理，真正從本質(zhì)上了解了事物。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)操作中，學(xué)生還收獲了一些意外，如：黃瓜條的體積變化比土豆條、胡蘿卜、白蘿卜條都明顯，體積變化最不明顯的是胡蘿卜條;同樣是黃瓜條，不帶皮的黃瓜條比帶皮的黃瓜條體積變化明顯，分析原因是黃瓜皮對(duì)黃瓜有很好的保護(hù)作用，能在一定程度上防止黃瓜細(xì)胞吸水或是失水。此外，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生通過(guò)切、量、觀察、記錄、思考、討論、得出結(jié)論、交流展示，將定性與定量很好的結(jié)合，在結(jié)合中、在動(dòng)手中、在思考中，他們的思維能力得到了訓(xùn)練，智慧的火花得以閃爍，是所謂“兒童的智慧在指尖”。

4.知其然，知其所以然，才是對(duì)科學(xué)的負(fù)責(zé)

在課本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)播放動(dòng)畫(huà)——兩種不同濃度溶液中水的運(yùn)動(dòng)，這也是對(duì)課本實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)之三，旨在幫助學(xué)生弄清細(xì)胞吸水、失水的原理，從細(xì)胞的角度層層深入、層層顯現(xiàn)出植物吸水、失水的原因，將本節(jié)課的重難點(diǎn)徹底突破，真正讓學(xué)生知其然，知其所以然。在實(shí)踐應(yīng)用與技能提升環(huán)節(jié)，學(xué)生出色的表現(xiàn)足以說(shuō)明這一點(diǎn)。

四、總結(jié)語(yǔ)

從日常生活中的現(xiàn)象出發(fā)，提出問(wèn)題，通過(guò)感性認(rèn)識(shí)、建構(gòu)概念、分組探究、弄清原理，到最后應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決開(kāi)始提出的問(wèn)題，整堂課一氣呵成。學(xué)生手、眼、口、腦并用，全身心投入，有個(gè)人活動(dòng)，有小組合作，有獨(dú)立思考也有思維碰撞。在培養(yǎng)學(xué)生關(guān)鍵能力，落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的主陣地——課堂教學(xué)與實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生在體驗(yàn)、在動(dòng)手、在思考中，在解決真實(shí)情境中的實(shí)際問(wèn)題中，所培養(yǎng)起來(lái)的科學(xué)探究品格和關(guān)鍵能力，以及科學(xué)的思維方式，我想，這正是一線(xiàn)教師們所致力追求的學(xué)科核心素養(yǎng)的生根與發(fā)芽吧！

參考文獻(xiàn)：

[1]《義務(wù)教育初中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》.人民教育出版社

[2]《義務(wù)教育學(xué)科核心素養(yǎng)·關(guān)鍵能力：測(cè)評(píng)與教學(xué)（初中生物學(xué)）》.江蘇鳳凰科學(xué)技術(shù)出版社