“探究草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)”教學(xué)設(shè)計(jì)

張璇

文件編號(hào)： 1003 - 7586（2016）06 - 0054 - 03

1 教學(xué)目標(biāo)及重難點(diǎn)的確立

“草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)”是蘇教版初中生物學(xué)七年級(jí)上冊(cè)第二單元“生物體的結(jié)構(gòu)層次”第四章“生物體的組成”第一節(jié)“單細(xì)胞生物”中一個(gè)重要概念，也是一個(gè)重要的探究活動(dòng)。作為七年級(jí)上冊(cè)生物課本中學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究的一般方法后正式遇到的第二個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐不僅可以激發(fā)學(xué)生的探究興趣，還可以鞏固與提升學(xué)生的探究能力?！疤骄坎萋南x對(duì)外界刺激的反應(yīng)”以學(xué)生認(rèn)識(shí)單細(xì)胞生物可以獨(dú)立完成生命活動(dòng)為基礎(chǔ)，是學(xué)生解釋生物體生命活動(dòng)現(xiàn)象和舉例說(shuō)出生物體生命活動(dòng)特征的實(shí)例，為學(xué)生建構(gòu)“細(xì)胞是生命活動(dòng)的基本單位”這一重要概念提供了依據(jù)。在分析《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》和《生物學(xué)》教材后，筆者將本探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)以及重、難點(diǎn)確立如下。

1.1 教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：舉例說(shuō)出單細(xì)胞生物對(duì)外界刺激能產(chǎn)生的反應(yīng)。

能力目標(biāo)：運(yùn)用科學(xué)探究的一般方法，探究草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)；使用顯微鏡觀察草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：參與觀察、探究、討論，體驗(yàn)探究的樂(lè)趣，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

1.2 教學(xué)重點(diǎn)

① 舉例說(shuō)出單細(xì)胞生物對(duì)外界刺激能產(chǎn)生的反應(yīng)；② 運(yùn)用科學(xué)探究的一般方法，探究草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)。

1.3 教學(xué)難點(diǎn)

運(yùn)用科學(xué)探究的一般方法，探究草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)。

2 學(xué)情分析及設(shè)計(jì)理念

由于單細(xì)胞生物個(gè)體微小，用肉眼不易觀察。在探究草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)活動(dòng)中，需要學(xué)生制定探究計(jì)劃，由于學(xué)生已有了科學(xué)探究的基礎(chǔ)，但是仍然處于初步掌握階段，因此，教師在進(jìn)行教學(xué)過(guò)程中要善于一步步設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生制定出草履蟲對(duì)外界刺激可能產(chǎn)生反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)方案，幫助學(xué)生實(shí)施方案并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)中教師讓學(xué)生直觀感受草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)，幫助學(xué)生理解單細(xì)胞生物對(duì)環(huán)境變化的反應(yīng)。探究時(shí)要借助顯微鏡觀察，由于學(xué)生使用顯微鏡不夠熟練，所以需要教師適時(shí)指導(dǎo)，并提倡加強(qiáng)學(xué)生之間的合作。

本實(shí)驗(yàn)是依據(jù)《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》中“倡導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)地獲取生物學(xué)科學(xué)知識(shí)，體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀”的理念而設(shè)計(jì)，由于理解科學(xué)探究和科學(xué)探究能力的形成需要學(xué)生親歷探究性學(xué)習(xí)過(guò)程，因此采用問(wèn)題解決法和探究實(shí)驗(yàn)法，通過(guò)教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生進(jìn)行合作學(xué)習(xí)、自主探究、完成實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)質(zhì)疑、嘗試、摸索、探究、實(shí)踐、分析等一系列的思維與活動(dòng)過(guò)程，體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程。

3 教學(xué)過(guò)程與策略

3.1 準(zhǔn)備教學(xué)，親自實(shí)踐

本實(shí)驗(yàn)是一個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)。在備課過(guò)程中，教師應(yīng)進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐在前，杜絕紙上談兵，親自嘗試與體驗(yàn)探究草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。在預(yù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先要采集和培養(yǎng)好草履蟲，牛肉汁或稻草培養(yǎng)液可作為培養(yǎng)草履蟲的材料。溫度較低時(shí)，可將裝有草履蟲培養(yǎng)液的容器放入恒溫箱培養(yǎng)。在嘗試探究草履蟲對(duì)外界刺激的反應(yīng)過(guò)程中，選擇了食鹽、糖、牛肉汁三種刺激物。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，筆者發(fā)現(xiàn)草履蟲對(duì)糖、牛肉汁的趨向性不是很明顯，而食鹽一旦放入載玻片上培養(yǎng)液的一側(cè)，兩滴培養(yǎng)液中的草履蟲會(huì)因濃度過(guò)高而死亡。經(jīng)過(guò)多次嘗試后，筆者發(fā)現(xiàn)選擇生理鹽水代替食鹽作為刺激物，既能刺激草履蟲，又不會(huì)傷害到草履蟲，而且對(duì)生理鹽水的刺激，草履蟲會(huì)避開，實(shí)驗(yàn)效果較明顯。

3.2 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

為了能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，教師需創(chuàng)設(shè)一個(gè)能引發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考、質(zhì)疑、探索的教學(xué)情境。以學(xué)生曾經(jīng)做過(guò)的探究實(shí)驗(yàn)的對(duì)象——“鼠婦”受到光或者觸碰的刺激蜷縮成球的圖片引出生物能對(duì)刺激作出一定的反應(yīng)的生命現(xiàn)象，設(shè)置由一個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的單細(xì)胞生物能否對(duì)刺激作出反應(yīng)的疑問(wèn)，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

3.3 回憶方法，作出假設(shè)

想要知道單細(xì)胞生物能否對(duì)外界刺激作出反應(yīng)，需要借助科學(xué)探究的一般方法，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧科學(xué)探究一般方法的步驟：提出問(wèn)題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、實(shí)施計(jì)劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流。在提出“單細(xì)胞生物能對(duì)外界刺激作出反應(yīng)嗎”的探究問(wèn)題后，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生作出合理的假設(shè)。假設(shè)并不是無(wú)端的猜測(cè)，而是對(duì)問(wèn)題合理的解釋，所以在引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)的過(guò)程中，要充分了解學(xué)生的想法。教師通過(guò)提問(wèn)“草履蟲可能對(duì)哪些外界刺激作出反應(yīng)呢？”或者“你想給草履蟲提供什么外界刺激呢”，讓學(xué)生主動(dòng)、大膽地說(shuō)出自己的猜想。學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)“生態(tài)因素”概念的基礎(chǔ)上，可以提出很多的猜想，比如有的學(xué)生可能會(huì)提出“光”，有的學(xué)生可能會(huì)提出“溫度”，有的甚至?xí)岢觥熬凭?、醋”……教師要及時(shí)肯定并鼓勵(lì)學(xué)生大膽地將自己的猜想應(yīng)用于課外探究。

教師出示課堂上給學(xué)生準(zhǔn)備的刺激物——生理鹽水，解釋使用生理鹽水作為刺激物的原因，引導(dǎo)學(xué)生就生理鹽水作為刺激物作出假設(shè)。由于有了具體的刺激物，學(xué)生作出假設(shè)的難度也降低了，可以作出“草履蟲會(huì)趨向生理鹽水”或者“草履蟲會(huì)避開生理鹽水”的假設(shè)，為下一步制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃提供了具體的材料，也讓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更有針對(duì)性。

3.4 依據(jù)原則，制定計(jì)劃

科學(xué)探究過(guò)程中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)依據(jù)三個(gè)原則：對(duì)照實(shí)驗(yàn)原則、單一變量原則和科學(xué)性原則。這三個(gè)原則是學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的前提。教師友情提醒學(xué)生明確該對(duì)照實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量——生理鹽水，變量不同，其他條件都要相同。教師將探究實(shí)驗(yàn)推薦器材呈現(xiàn)給學(xué)生：草履蟲培養(yǎng)液、載玻片、蓋玻片、滴管、顯微鏡等，這些是課本中原本提供的實(shí)驗(yàn)器材，教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，增加兩個(gè)器材：生理鹽水、牙簽。然后學(xué)生以4人一小組的合作探究形式，借助于課本中草履蟲對(duì)外界刺激反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)參考圖（圖1），制定出小組的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，并將實(shí)驗(yàn)方案寫在學(xué)案上。

在小組討論過(guò)程中，由于課本中并沒(méi)有詳細(xì)地用文字的方式提出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)建議，只有一幅實(shí)驗(yàn)參考圖，所以學(xué)生對(duì)于材料的選擇和使用、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置以及圖示理解的能力欠缺，可能會(huì)有“丈二和尚摸不著頭腦”的瓶頸期，比如為什么要滴兩滴草履蟲培養(yǎng)液？生理鹽水到底滴一側(cè)還是兩側(cè)都要滴？牙簽用來(lái)干什么的？中間的通道有什么作用？小組進(jìn)行思考交流的過(guò)程中，教師可以巡視了解各個(gè)小組的合作情況和商討結(jié)果，有針對(duì)性地并適時(shí)地提出指導(dǎo)建議。小組討論結(jié)束后，教師選取一些代表性小組在全班匯報(bào)制定的實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，依據(jù)他們匯報(bào)的結(jié)果及時(shí)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并可鼓勵(lì)其他小組針對(duì)匯報(bào)組提出疑問(wèn)，讓匯報(bào)組進(jìn)行解答。最終，各小組在小組討論、全班交流的基礎(chǔ)上完善各自的實(shí)驗(yàn)方案，并為實(shí)施計(jì)劃做準(zhǔn)備。

3.5 實(shí)施計(jì)劃，得出結(jié)論

實(shí)驗(yàn)方案是實(shí)施計(jì)劃的依據(jù)，在制定好實(shí)驗(yàn)方案的基礎(chǔ)上，小組的合作探究有了重要的依據(jù)。以2人一小組的形式，按照計(jì)劃，實(shí)施實(shí)驗(yàn)，教師要求學(xué)生細(xì)心操作，細(xì)致觀察，秉持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，實(shí)事求是地記錄結(jié)果，并建議多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，比較觀察得到的現(xiàn)象和結(jié)果是否一致。教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，巡視、指導(dǎo)，善于發(fā)現(xiàn)各組學(xué)生實(shí)驗(yàn)中的優(yōu)點(diǎn)與不足，在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，由“觀察到什么現(xiàn)象”的問(wèn)題，以“看誰(shuí)描述地最清楚”激發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的意識(shí)，開始組織學(xué)生交流、分享小組的探究成果。

通過(guò)小組競(jìng)相交流，大部分小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期相吻合或接近。學(xué)生觀察到“草履蟲會(huì)避開生理鹽水”的現(xiàn)象，由此可得出“單細(xì)胞生物能對(duì)外界刺激作出反應(yīng)”的結(jié)論。

3.6 分析個(gè)案，倡導(dǎo)拓展

全班以2人一小組為單位的探究實(shí)驗(yàn)小組，進(jìn)行探究后未必都能成功，教師要鼓勵(lì)學(xué)生實(shí)事求是，勇于交流，大膽說(shuō)出自己所觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。教師通過(guò)巡視，發(fā)現(xiàn)個(gè)別小組實(shí)驗(yàn)的不足，“某些小組探究的結(jié)果與我們預(yù)期的有差距，請(qǐng)?jiān)撔〗M的同學(xué)來(lái)說(shuō)說(shuō)他們?nèi)绾芜M(jìn)行操作的吧，看一看我們其他小組的同學(xué)能不能幫助他們分析一下，是什么原因?qū)е率∧?？”教師以這樣的表述，鼓勵(lì)學(xué)生交流互助，不要因?yàn)槭《鴨适判模皶r(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，揚(yáng)長(zhǎng)避短，為今后的探究活動(dòng)積累經(jīng)驗(yàn)的同時(shí)也提升自己的探究能力。

其實(shí)草履蟲不僅可以避開有害刺激，也能趨向有利刺激。由于課堂探究的時(shí)間和場(chǎng)地是有限的，而課外探究的平臺(tái)是教師通過(guò)努力可以為學(xué)生搭建的。學(xué)生可以以個(gè)人或者小組的形式嘗試課外探究，不僅可以嘗試不同的刺激物對(duì)草履蟲的刺激，也可以觀察到有利的刺激會(huì)使草履蟲趨向。生物教師可以與實(shí)驗(yàn)員做好溝通，約定時(shí)間和場(chǎng)地，提供實(shí)驗(yàn)器具和材料，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與，倡導(dǎo)學(xué)生課外拓展。

4 教學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)與創(chuàng)新

4.1 設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》明確提出科學(xué)探究是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取生物科學(xué)知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進(jìn)行的探究活動(dòng)。教師應(yīng)積極提供機(jī)會(huì)讓學(xué)生親自嘗試與實(shí)踐，并將科學(xué)探究的內(nèi)容盡可能滲透到各主題內(nèi)容的教學(xué)活動(dòng)中。教師在引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探究活動(dòng)時(shí)，不僅應(yīng)讓學(xué)生參加科學(xué)探究的某些方面的活動(dòng)，也應(yīng)該注意讓學(xué)生有機(jī)會(huì)參與若干完整的探究活動(dòng)。在本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，在引導(dǎo)學(xué)生探究前，教師親自實(shí)踐，認(rèn)真進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)預(yù)實(shí)驗(yàn)，將探究實(shí)驗(yàn)中所可能出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取措施解決，從而選取合理的實(shí)驗(yàn)材料，節(jié)約課堂時(shí)間，有效地引導(dǎo)、組織學(xué)生進(jìn)行探究活動(dòng)；在引導(dǎo)學(xué)生制定探究方案過(guò)程中，教師步步設(shè)疑，及時(shí)引導(dǎo)，點(diǎn)到為止；在教學(xué)中教師不包辦代替，激發(fā)學(xué)生思考，發(fā)揮其主體性，鼓勵(lì)學(xué)生大膽想、大膽說(shuō)；以小組合作形式，以全班交流形式，進(jìn)行師生互動(dòng)的同時(shí)，進(jìn)行生生互動(dòng)；并倡導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行課外探究，以課堂的探究方法為例，舉一反三，將探究草履蟲對(duì)外界刺激作出反應(yīng)的探究活動(dòng)進(jìn)行地更加完整。

4.2 設(shè)計(jì)創(chuàng)新

本次實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)來(lái)源于教學(xué)實(shí)踐的不斷嘗試、不斷摸索。在培養(yǎng)草履蟲時(shí)，因?yàn)闅鉁氐?，往往培養(yǎng)時(shí)間不長(zhǎng)，草履蟲就死亡了，而提供給學(xué)生觀察的草履蟲培養(yǎng)液，如果所含草履蟲數(shù)量不多，勢(shì)必會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)效果，所以可將草履蟲培養(yǎng)液放入恒溫箱進(jìn)行培養(yǎng)，從而確保本實(shí)驗(yàn)草履蟲培養(yǎng)液中有足夠的草履蟲。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，選擇刺激物非常重要。對(duì)于實(shí)驗(yàn)刺激物，在經(jīng)過(guò)多次反復(fù)嘗試后，筆者創(chuàng)新地選擇了生理鹽水代替食鹽。生理鹽水不僅能刺激對(duì)草履蟲，而且濃度不至于使草履蟲在短時(shí)間內(nèi)死亡而影響實(shí)驗(yàn)觀察。在此基礎(chǔ)上，筆者又增加一個(gè)實(shí)驗(yàn)器材——牙簽，方便學(xué)生連接兩滴草履蟲培養(yǎng)液，這樣在連接的同時(shí)，不僅不會(huì)沾上草履蟲，而且兩滴培養(yǎng)液中的通道不至于過(guò)寬，讓草履蟲有游動(dòng)的時(shí)間，可以方便學(xué)生觀察草履蟲能否對(duì)生理鹽水這種刺激物作出反應(yīng)。