“探究動物的學習行為”實驗教學設(shè)計

劉 思 楊莉娜

(廣東省深圳市龍崗區(qū)橫崗吉溪初級中學 深圳 518116)

1 教材分析及設(shè)計思路

本節(jié)選自人教版生物學八年級上冊第二章“動物的運動和行為”第二節(jié)“先天性行為和學習行為”。本節(jié)內(nèi)容安排在“動物的主要類群”之后，是“動物”相關(guān)內(nèi)容的延伸，同時也為接下來學習“動物在生物圈中的作用”打下堅實基礎(chǔ)，在內(nèi)容上起到了承上啟下的作用。

學生應(yīng)該是課堂中知識的構(gòu)建者而不是接受者。本節(jié)課在理論課的基礎(chǔ)上設(shè)置實驗課程，通過教師依據(jù)科學探究的一般思路引導(dǎo)學生設(shè)計并實施實驗，借助軟件分析實驗結(jié)果；最后通過表達與交流進行思維的碰撞，幫助學生建構(gòu)關(guān)于“學習行為的形成”的知識網(wǎng)絡(luò)，充分體現(xiàn)學生主體、教師主導(dǎo)的指導(dǎo)思想。

通過本節(jié)理論課和實驗課的學習，學生將形成“動物的行為使其能適應(yīng)環(huán)境的變化，提高其存活和繁殖的機會”“動物的行為由先天遺傳或后天學習而獲得”等重要概念，這也是本節(jié)課的重點。為了形成該重要概念，需要教師給予豐富多樣、有挑戰(zhàn)性的材料，引發(fā)學生的興趣，激發(fā)學生的求知欲；學生通過分析材料、思考并討論實驗方案、動手探究實驗的方式逐漸構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)體系，說出有關(guān)“學習行為”的重要概念。因此，在理論教學中，可采用情景教學、問題導(dǎo)學等方式；在實驗教學中可采用任務(wù)驅(qū)動、小組合作等方式，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學生主動探索新知，突破本節(jié)課的重點。

2 學情分析

本實驗計劃開展時間為初二上學期。該階段的學生經(jīng)過初一的實驗訓(xùn)練，已經(jīng)初具實驗設(shè)計和合作完成實驗的能力。由于初一階段生物學實驗主要是觀察類實驗(觀察動植物細胞、觀察魚尾鰭毛細血管等)，探究類實驗較少。因此學生設(shè)計實驗的能力較弱，操作能力也處于較低水平。而本實驗考查學生的觀察、設(shè)計和分析實驗的能力，對學生來說是項不小的挑戰(zhàn)。因此，教學中所給材料應(yīng)該是有意義并且能夠被學生快速接受的，本節(jié)課對教材提供的實驗內(nèi)容進行優(yōu)化，采用學生熟悉的動物(泥鰍)和觀察項目(鉆洞)進行實驗，突破教學重難點。

3 實驗裝置及教學設(shè)計

3.1 實驗裝置及實驗材料 市場購買的泥鰍，塑料魚缸，學生電源(9V)，鋁片(2×4cm2，電源與鋁片按照圖1連接，隔板上洞的直徑要方便泥鰍自由通過。)

圖1 改進后的實驗設(shè)備

3.2 教學設(shè)計 在本實驗教學中，首先應(yīng)用經(jīng)典的動物學習行為實驗——“苛勒的經(jīng)典實驗”和“桑代克實驗”引導(dǎo)學生思考并嘗試寫出學習行為形成的一般過程，形成實驗探究思路，有利于突破本節(jié)課的重難點。再通過簡化實驗裝置、導(dǎo)學案的引導(dǎo)等，激發(fā)學生設(shè)計并順利完成實驗，從而形成重要概念。本節(jié)課的關(guān)鍵在于實驗裝置的簡化，教師及導(dǎo)學案雙重的引導(dǎo)(圖2)。

圖2 教學流程

3.3 導(dǎo)學案 教師課前發(fā)放導(dǎo)學案(圖3)，學生能夠通過完成導(dǎo)學案順利完成實驗。

圖3 導(dǎo)學案

4 教學實踐

4.1 導(dǎo)學案輔助、教師引導(dǎo)學生進行自主探究 課前發(fā)放導(dǎo)學案，課上經(jīng)教師指導(dǎo)，小組完成導(dǎo)學案(圖3)中的問題提出、實驗假設(shè)以及實驗計劃中1、2、3部分。

4.2 小組完成實驗探究 為了更好地讓學生在“做中學”，建議課堂中以4人小組合作的形式進行： 一人負責放入泥鰍，一人負責打開電源，一人負責計時，一人負責記錄。

4.3 分析討論實驗結(jié)果 小組協(xié)作討論，經(jīng)學生之間的思維碰撞，共同完成導(dǎo)學案中剩余的內(nèi)容，并得出實驗結(jié)論。

5 反思與建議

本教學的重難點在于探究并發(fā)現(xiàn)動物學習的規(guī)律并歸納出動物學習的一般模式。由于改進實驗的設(shè)備和方法都與教材提供的實驗方法有較大的差別，因此在教學過程中應(yīng)提供足夠的提示和引導(dǎo)，有助于課堂的順利進行。經(jīng)過多次的教學及改進，本人將教學建議歸納如下：

(1) 選擇體型較小、個體活躍的泥鰍，并且課前應(yīng)訓(xùn)練2～3次。泥鰍群體內(nèi)部差異較大，有些個體較活潑較聰明能夠通過多次的電擊尋找到出口，但是有些個體經(jīng)過多次的訓(xùn)練依然沒能找到出口，甚至有些個體表現(xiàn)出對電擊不耐受現(xiàn)象，如暈厥等。因此經(jīng)過多次的實驗，本人總結(jié)得出泥鰍體型較小的個體普遍表現(xiàn)出較活潑，更容易習得“鉆洞”行為。另一方面，課堂時間僅有40min，對于訓(xùn)練動物學習行為是遠遠不夠。為了提高課堂的有效性，建議選擇體型小、性格活潑的個體，并且在上課前對其進行2～3次的訓(xùn)練為宜，提高課堂效率和實驗的成功率。

(2) 建議選擇學生電壓9V，鋁片大小應(yīng)大于2×4cm。在多次預(yù)實驗的過程中，發(fā)現(xiàn)泥鰍喜好鉆角落，而角落的電流較小，對泥鰍起不到刺激的作用，這將造成實驗的失敗。因此，應(yīng)選擇泥鰍能承受的較大電壓并將電擊范圍擴大，去除實驗盲區(qū)。經(jīng)過多次的嘗試，總結(jié)得出9V是較理想的電壓大小，鋁片的大小應(yīng)大于2×4cm才能保障實驗的順利進行。

(3) 雖然實驗改進后大大提高了實驗的實施率和成功率，但是真實課堂中，實驗的成功率并不高(僅為30%～40%)，因此在實驗動物的選擇上還可以進行改進。同時，在課堂實施的過程中，教師應(yīng)注意引導(dǎo)學生對實驗失敗進行分析，正確認識到實驗重復(fù)率對實驗結(jié)果的影響以及如何從失敗中分析原因，并嘗試提出建議改進，這將比單一分析錯誤更有利于學生形成科學思維，提高生物學核心素養(yǎng)。