初中生物學(xué)課堂中的微型探究活動(dòng)

姚國(guó)平

(江蘇省無(wú)錫市蠡園中學(xué) 無(wú)錫 214121)

微型探究活動(dòng)是指一類適于隨堂開(kāi)展低成本、高效益的微型化探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，其主要特點(diǎn)是強(qiáng)調(diào)身體體驗(yàn)、動(dòng)手實(shí)踐；強(qiáng)調(diào)短小精悍、成本低廉；強(qiáng)調(diào)樂(lè)于探究、主動(dòng)發(fā)展。本文結(jié)合初中生物學(xué)課堂學(xué)習(xí)，就微型探究活動(dòng)的類型和教學(xué)價(jià)值談一些認(rèn)識(shí)及體會(huì)。

1 微型探究活動(dòng)的主要類型

在初中生物學(xué)課堂學(xué)習(xí)中，微型探究活動(dòng)的類型主要包括以下幾類(表1)：

表1 微型探究活動(dòng)的主要類型

2 微型探究活動(dòng)的教學(xué)價(jià)值

2.1 創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣 當(dāng)學(xué)生對(duì)所學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生濃厚興趣的時(shí)候，他們才會(huì)有強(qiáng)烈的主動(dòng)學(xué)習(xí)愿望，才會(huì)有良好的學(xué)習(xí)結(jié)果。微型探究活動(dòng)創(chuàng)設(shè)了一種自主探究、親身實(shí)踐的學(xué)習(xí)情境，課堂中無(wú)不迸發(fā)出動(dòng)手的樂(lè)趣和探索的興趣，而不至于使得學(xué)習(xí)枯燥乏味。

例如，在“能量的釋放”一節(jié)教學(xué)中，首先，測(cè)量平靜狀態(tài)時(shí)的呼吸頻率，以及測(cè)量迅速起蹲1min后的呼吸頻率。然后組織學(xué)生討論： 哪種狀態(tài)消耗的能量較多？能量消耗與呼吸頻率有什么關(guān)系？課堂的氛圍一下子活躍起來(lái)，在饒有趣味的活動(dòng)基礎(chǔ)上，學(xué)生紛紛表達(dá)出自己的觀點(diǎn)。有位學(xué)生感受到，迅速起蹲1min后的呼吸頻率明顯加快，而且感到有點(diǎn)累，應(yīng)該消耗的能量比較多；也有學(xué)生感受到迅速起蹲后身體暖洋洋，感到有熱量在散發(fā)。

在教師巧妙的誘導(dǎo)下，學(xué)生繼而會(huì)產(chǎn)生這樣的探究愿望：“呼吸”和“能量”之間究竟是什么關(guān)系？這樣，就為后繼學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。

2.2 體驗(yàn)探究過(guò)程，領(lǐng)悟科學(xué)方法 科學(xué)方法是在學(xué)生主動(dòng)“做”科學(xué)的過(guò)程中“悟”出來(lái)的，而不是“講”出來(lái)或“背”出來(lái)的。微型探究活動(dòng)為學(xué)生提供了更多實(shí)踐和體驗(yàn)的機(jī)會(huì)，他們用自己的身體去親自經(jīng)歷，用自己的心靈去感悟，從而領(lǐng)悟到科學(xué)探究的方法，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀。模型具有十分重要的認(rèn)知功能，從而使模型方法成為一種有目的、有意識(shí)的科學(xué)研究方法。

例如，在“生態(tài)系統(tǒng)具有自我調(diào)節(jié)能力”一節(jié)的學(xué)習(xí)中，教師首先呈現(xiàn)一個(gè)任務(wù)情境： 雨季來(lái)臨，草原上雨水充沛，草和鼠的數(shù)量會(huì)發(fā)生怎樣的變化呢？然后組織學(xué)生用仿真草和仿真鼠模擬這兩種生物的數(shù)量變化情況，探索出“相互交替遞減、不斷循環(huán)變化”的動(dòng)態(tài)規(guī)律后，以坐標(biāo)曲線的形式構(gòu)建數(shù)學(xué)模型。又如，關(guān)于“神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)”一節(jié)內(nèi)容，在學(xué)生自主學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生抓住“神經(jīng)元結(jié)構(gòu)”的主要特征，運(yùn)用身邊的文具材料即興制作模型。在3～5min時(shí)間內(nèi)，學(xué)生運(yùn)用水筆、筆套、筆芯、圓規(guī)、橡皮、三角尺和修正帶等文具創(chuàng)造性地制作了各種各樣的模型。

學(xué)生通過(guò)建?；顒?dòng)，以簡(jiǎn)化與直觀的形式再現(xiàn)生物體的結(jié)構(gòu)和生命規(guī)律，學(xué)生在掌握科學(xué)方法、理解重要概念的同時(shí)，實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神也得到了培育。

2.3 樹(shù)立實(shí)證意識(shí)，培育科學(xué)思維 教學(xué)的核心目標(biāo)之一在于發(fā)展學(xué)生的思維?？茖W(xué)思維是基于事實(shí)和嚴(yán)密邏輯達(dá)到更好結(jié)論的方法，是高質(zhì)量的思維范式和習(xí)慣。研究表明，學(xué)生開(kāi)展理性思維最大的挑戰(zhàn)不是獲得正確的研究技能，而是學(xué)會(huì)用新的證據(jù)調(diào)整自己的觀點(diǎn)，即反思自己的觀點(diǎn)[1]。因此，在課堂學(xué)習(xí)中需要培養(yǎng)學(xué)生實(shí)證意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾獞B(tài)度，讓學(xué)生尊重事實(shí)和證據(jù)，以清晰的邏輯來(lái)認(rèn)識(shí)事物和解決問(wèn)題。微型探究活動(dòng)以觀察和實(shí)驗(yàn)的方式提供了科學(xué)的事實(shí)和證據(jù)，是科學(xué)思維培育的重要載體。

例如，在探究“氣孔開(kāi)閉的原理”一節(jié)時(shí)，教師首先提供合歡和桉樹(shù)的蒸騰速率日變化曲線圖，然后設(shè)問(wèn)： 植物蒸騰作用的強(qiáng)弱是怎樣調(diào)節(jié)的？學(xué)生作出假設(shè)： 蒸騰作用的強(qiáng)弱是由氣孔控制的，氣孔張開(kāi)蒸騰作用強(qiáng)，氣孔閉合蒸騰作用弱。教師追問(wèn)： 氣孔的開(kāi)閉是如何控制的呢？學(xué)生根據(jù)觀察到的不同狀態(tài)的蠶豆葉下表皮氣孔，作出如下推測(cè)： 保衛(wèi)細(xì)胞彎曲程度越大，氣孔開(kāi)放程度越大，反之越小，甚至關(guān)閉。教師繼續(xù)追問(wèn)： 那么，保衛(wèi)細(xì)胞的形態(tài)為什么會(huì)變化呢？學(xué)生的思維陷入迷茫。這時(shí)，教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生觀察保衛(wèi)細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)內(nèi)外兩側(cè)壁的厚薄不均。隨后教師拿出一根白蘿卜，用水果刮皮刀刮下一片蘿卜，讓學(xué)生把它看作內(nèi)、外壁厚度不均的細(xì)胞，然后要求學(xué)生把預(yù)先準(zhǔn)備好的一片蘿卜放入盛有清水的量筒內(nèi)，觀察蘿卜片的形狀變化和量筒內(nèi)液面的變化。2min左右之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)蘿卜片向有“皮”的一則卷曲，同時(shí)發(fā)現(xiàn)量筒內(nèi)液面下降。由此現(xiàn)象，學(xué)生通過(guò)類比推理，對(duì)“保衛(wèi)細(xì)胞的形態(tài)變化”原因作出了較為科學(xué)的解釋。

這樣，通過(guò)觀察、實(shí)驗(yàn)和分析，學(xué)生不僅能深入建構(gòu)概念、形成生命觀念，而且在一系列事實(shí)和證據(jù)的支撐下，學(xué)生的論證有理有據(jù)、由表及里和層層深入，形成了清晰的思維過(guò)程，提升了科學(xué)思維的品質(zhì)。

2.4 強(qiáng)調(diào)具身參與，建構(gòu)科學(xué)概念 學(xué)生的身體體驗(yàn)在學(xué)習(xí)過(guò)程中具有重要地位，“從具身認(rèn)知的角度看，學(xué)習(xí)本質(zhì)上就是認(rèn)知活動(dòng)，知識(shí)、技能的習(xí)得必然是在一定的互動(dòng)情境中依賴于個(gè)體的身體結(jié)構(gòu)及身體感覺(jué)運(yùn)動(dòng)圖式才得以實(shí)現(xiàn)的[2]?！币虼耍拍罱虒W(xué)時(shí)要為學(xué)生提供真實(shí)的任務(wù)和親身實(shí)踐的機(jī)會(huì)，讓他們用自身去感知和判斷，構(gòu)成深度知覺(jué)信息加工系統(tǒng)，促成概念的形成和概念的轉(zhuǎn)變，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的主動(dòng)發(fā)展。

例如，骨骼肌肌群在運(yùn)動(dòng)中的協(xié)作關(guān)系有多種形式。第一組活動(dòng)： 學(xué)生用一只手握緊另一只手的上臂，被握住的手臂用力做幾組屈肘動(dòng)作，感受到以肱二頭肌為主的屈肌群處于緊張狀態(tài)(即收縮)，以肱三頭肌為主的伸肌群處于放松狀態(tài)(即舒張)；以同樣的方法做伸肘動(dòng)作，情況則相反，肱二頭肌群舒張，肱三頭肌群收縮。第二組活動(dòng)： 學(xué)生呈站立姿勢(shì)，用腳踩住課桌腳，一只手緊抓桌板使勁抬課桌，感受到肱二頭肌群收縮，肱三頭肌群也收縮。然后要求學(xué)生雙臂自然下垂，感受到無(wú)論是肱二頭肌群，還是肱三頭肌群都處于舒張狀態(tài)。

經(jīng)過(guò)兩組活動(dòng)的真實(shí)體驗(yàn)，學(xué)生能全面、深入地認(rèn)識(shí)骨骼肌群在運(yùn)動(dòng)中的協(xié)作關(guān)系，避免形成“肌群的協(xié)作關(guān)系僅僅是肌群間的收縮—舒張狀態(tài)”這一片面認(rèn)識(shí)。顯然，這樣的概念建構(gòu)過(guò)程是主動(dòng)、真實(shí)和有效的。

2.5 外顯認(rèn)知過(guò)程，精準(zhǔn)學(xué)習(xí)評(píng)價(jià) 評(píng)價(jià)具有改進(jìn)和激勵(lì)的作用。學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)是一個(gè)完整的學(xué)習(xí)鏈不可或缺的部分，能促進(jìn)學(xué)生積極、主動(dòng)地學(xué)習(xí)。微型探究活動(dòng)是一種任務(wù)明確的外在表現(xiàn)型活動(dòng)，學(xué)生的參與狀態(tài)、交往狀態(tài)、思維狀態(tài)和學(xué)習(xí)達(dá)成狀態(tài)等以可觀測(cè)和可測(cè)量的外顯化方式展現(xiàn)出來(lái)，有利于即時(shí)精準(zhǔn)評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)過(guò)程和學(xué)習(xí)結(jié)果，從而提高學(xué)習(xí)的有效性。

例如，關(guān)于“神經(jīng)元的功能”一節(jié)內(nèi)容，課堂上組織學(xué)生以游戲的形式來(lái)表演。有一個(gè)小組商量后是這樣表演： 3位學(xué)生伸展手臂十指相扣(“十指相扣”表示神經(jīng)元通過(guò)突起互相連接，“手臂”表示神經(jīng)纖維)一字排開(kāi)，前一位學(xué)生受到擊掌后(表示接受刺激后產(chǎn)生興奮)，手臂呈波浪狀擺動(dòng)并引起下一位學(xué)生的手臂作波浪狀擺動(dòng)(表示神經(jīng)沖動(dòng)的傳導(dǎo))。這樣，神經(jīng)元的傳導(dǎo)功能就以可視化的方式形象地展現(xiàn)在全體師生面前。

這是表演者通過(guò)組內(nèi)交流、評(píng)價(jià)，在取得共識(shí)基礎(chǔ)上的集體學(xué)習(xí)成果展示，而隨后對(duì)此表演展開(kāi)的點(diǎn)評(píng)，還在一定程度上為幫助其他學(xué)生修正、完善自己的認(rèn)知提供了機(jī)會(huì)。