探究性實驗教學目標的有效達成策略與過程

沈 藝

(廣東省深圳市坪山新區(qū)同心外國語學校 518118)

1 探究實驗內容的設計

在人教版初中生物學教材“探究饅頭在口腔中的變化”一節(jié)的教學中，通過分析口腔中饅頭細細咀嚼變甜的生活經驗引入主題，開門見山明確探究問題“口腔中唾液、牙的咀嚼和舌的攪拌是否會影響?zhàn)z頭中淀粉的分解？”從這一給定的問題任務出發(fā)，按探究實驗的6個環(huán)節(jié)：①明確探究問題→②作出假設→③制定計劃(明確變量→在質疑、評價案例中學會控制變量→形成正確方案)→④實施計劃，尋找證據→⑤分析結果、得出結論→⑥交流表達與評價，進行基于問題解決模式的探究活動。其中重點內容為③④⑥環(huán)節(jié)。

2 實驗方法的改進

2.1 對教材中的實驗方案進行修改 對教材中的原實驗方案作出修改后如表1，不僅變量的控制更加科學，實驗現(xiàn)象也非常明顯，有利于學生科學思維和科學方法的培養(yǎng)。

表1 修正后探究實驗方案

2.2 實驗工具“探究實驗記錄單”的改進 ①目的：避免記錄單成擺設，實現(xiàn)導學，促進學習，提高師生課堂監(jiān)控和校正能力的作用。②設計要點：將記錄單分為3個板塊。第一個為“明確學習目標、實現(xiàn)指標”；第二個為“探究環(huán)節(jié)記錄”，插入活動要求和任務、評價標準和評價表；第三個為“作業(yè)和反思”。③合理使用：要求學生記錄探究的全過程，保留訂正、評價的痕跡。教師在教學中隨時檢查記錄單，全程跟蹤，根據記錄單反映問題，做出反饋和改進。

3 重難點目標的突破

3.1 重難點：學會有效控制實驗的變量 突破點：①在制定計劃環(huán)節(jié)中，培養(yǎng)學生科學思維和科學方法 促進學生深入、精細而嚴謹?shù)乃季S活動；②避免因缺乏思維鋪墊，而導致實施環(huán)節(jié)的盲目和表面熱鬧。

3.1.1 突破 1：分析本研究的變量和處理 具體介紹如下。

(1)填空設問(插入記錄單)引導實驗前思考：①自變量：______；②因變量:______，檢測方法：______。檢測的原理：淀粉遇碘：______，麥芽糖遇碘：______；③本實驗______(能/不能)在口腔中進行,而要采用模擬實驗，用______模擬口腔，用______模擬牙齒咀嚼，用______模擬舌頭攪拌。

(2)在記錄單中通過展示自變量和因變量的概念作為“提示”，進行概念復習。

(3)通過演示實驗淀粉和麥芽糖分別滴加碘液后的顏色變化幫助理解檢測的原理。

3.1.2 突破2：分析教材中的實驗方案是否嚴謹，提出建議 將有缺陷的方案作為培養(yǎng)科學思維和精神的好素材。在記錄單中展示“變量控制原則提示”(表2)為學生提供清晰的評價標準，讓學生通過小組成員交流討論，在評價、質疑中復習、應用和理解變量控制的原則，初步形成方案設計的思路。

表2 變量控制原則提示

3.1.3 突破3：設計自己的方案 ①用既直觀又具有一定邏輯性的“簡圖+文字”的方式呈現(xiàn)任務(圖中試管1中放置2 mL唾液，1塊饅頭切成碎屑，攪拌15次。圖略)，讓學生補充方案。這樣做降低了難度，符合初中生的思維特點，有助于理解變量控制的原則和本質，對實施環(huán)節(jié)的操作有引導作用(自變量設置要求：試管2模擬有無唾液。試管3模擬有無攪拌。試管4模擬有無牙齒的咀嚼)。②要求學生先獨立完成，再進行小組的交流、評價和修正，從而做到面向全體學生，保證學習參與的廣度和深度。③有效監(jiān)控：教師在教學中巡視、觀察、傾聽小組活動和研究記錄單，并進行針對性指導。④精選范例策略：選擇3個具有典型錯誤的案例，讓3位學生上臺分別寫出2、3、4號試管的變量設置，使評價更具針對性。

3.1.4 突破4：評價和修改3個典型的、有缺陷的方案 有效提問策略：圍繞正確控制變量的原則，設計針對性問題：①自變量設置正確嗎？②保證了單一自變量嗎？③無關變量保證相同且適宜嗎？④加入的物質有量的描述嗎？讓學生按問題的順序逐一判斷自己或同學的方案是否符合這些指標。學生回答問句進行判斷就是評價的過程，在自評和互評中促進學生對知識的理解、內化，構建起正確的標準；加深對學習目標的理解，了解與目標的差距，作出改進措施。展示完全正確的方案作為修正的終極范例。

3.2 重難點二：實施計劃，收集證據 突破點：①有效管理課堂時間；②預防紀律混亂、小組合作學習效率低；③保證操作過程正確嚴謹、有序而高效。突破策略：課前充分準備①提前計算調至溫水時的冷、熱水體積比，課堂上快速準備溫水；②提前收集唾液，切好體積相同和不同的饅頭塊；③提前培訓學生指導員：在活動之前以小組為單位自薦或選取學生作為指導員提前培訓,在探究活動時學生指導員指導其他學生。一定程度承擔教師的評價者角色，促進同伴對學習目標的理解，提高學生的自我監(jiān)控能力和小組合作效率。學生監(jiān)督者模式：①將復雜的操作過程設計為不設等級的評價清單(表3)；②每個組由一個經過培訓的學生擔當監(jiān)督者，由監(jiān)督者觀察他人的操作過程，對照清單提醒被監(jiān)督者要注意的步驟和事項，并評價判斷對方的操作是否符合要求。不僅要指出存在問題，還要給出具體的改進的建議，從而幫助學生改進學習。教師有效監(jiān)控和評價：①在關注全班基礎上，選定某一個活動小組按提前設計的觀察要點進行細致觀察；②研究學生的記錄單；③傾聽學生的提問和談話。通過以上途徑獲取學生學習狀況和行為的信息，及時做出反饋和指導，并對教學過程進行改進。

表3 監(jiān)督者模式評價清單(示部分)

3.3 難點三：培養(yǎng)勇于質疑、求實和嚴謹?shù)目茖W精神和科學態(tài)度 突破點：設計多樣化的、融入評價的活動，貫穿于整個探究過程，將內隱的態(tài)度、價值觀和情感，轉變?yōu)橥怙@的、具體的行為要求加于引導和落實。突破策略：①學習目標的實現(xiàn)指標中用明確的語言引導外顯活動，如“實事求是記錄實驗結果”；②應用變量控制的原則對教材中的、同伴和自己的方案進行質疑、評價和修正；③在實施環(huán)節(jié)中采用監(jiān)督者模式；④應用“評價交流”表格促進高質量的“交流、表達與評價”：教師選取成功小組和不成功小組展示實驗結果，要求其他小組認真傾聽匯報，并完成表4，進行分析。其他組對展示小組提出質疑，要對方作出反思和合理解答。引導學生在出現(xiàn)非預期的實驗結果時主動分析其可能的原因或提出創(chuàng)造性見解。

表4 評價交流

4 課后的延伸、監(jiān)控和校正

4.1 任務背景 有些人喜歡邊喝汽水(酒類)邊吃飯，或把米飯和湯混在一起吃，這些習慣對米飯在口腔中的消化有影響嗎？請參考本節(jié)課的研究方法，提出你的研究問題，并設計實驗方案來驗證你的假設。

4.2 材料用具 2%的淀粉溶液、新鮮純唾液、稀釋5倍的唾液、汽水、白酒、試管、燒杯、量筒、培養(yǎng)皿、托盤、碘液、37℃溫水等。

①探究問題：__________；②假設：__________；③補充實驗方案(表5)：

表5 探究__________的實驗方案

讓學生完成“生物學探究性實驗自我反思評價表”(表6)。教師回收、評閱記錄單，并反饋。

表6 生物學探究性實驗自我反思評價表

5 教學反思

改進了實驗方案，探究實驗現(xiàn)象明顯，體現(xiàn)科學性、嚴謹性。并引入學習性評價模式，提高了探究性實驗教學的效果，有效實現(xiàn)生物學探究性實驗教學的核心目標。本案例還體現(xiàn)學習性評價的5個核心特征：引導學生清楚預期學習目標、評價與教學過程密切配合、引入多元的評價主體、采用多元評價方法和重視評價結果的反饋[1]。