基于KWL模式的分層遞進式實驗教學初探

殷歌

摘要 以實驗“觀察溶液濃度的大小對植物吸水的影響”為例，運用KWL模式，引導學生進行分層實驗，達成對教材知識的深入理解，發(fā)展科學思維能力。

關鍵詞 實驗 KWL模式 遞進式教學

中圖分類號 G633：91 文獻標志碼 B

1 KWL模式及在生物實驗教學中的運用

KWL模式是美國唐娜·奧格爾于1986年提出的基于圖式理論指導閱讀的一種教學策略，后被普遍運用于歐美語言教學中。該模式包括：What weknow，即己知;What we what to know，即想知;Whatwelearned，即新知。KWL教學模式將學生己有的知識經(jīng)驗、預計學到的知識構建成圖表，指導學生獲取新知識。

實驗教學是生物學教學的主旋律，也是生物學科核心素養(yǎng)中“科學思維”培養(yǎng)的重要抓手?？茖W思維指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務實的求知態(tài)度，運用科學的思維方法認識事物，解決實際問題的思維習慣和能力。在初中生物實驗教學中，教師運用KWL模式的三層遞進關系，在實驗中挖掘?qū)W生己有的知識，在此基礎上設計實驗，激發(fā)學生想要探究的知識，最后設計實踐運用，鞏固新學的知識。這種分層遞進式的實驗教學模式邏輯性強，目標達成度高，有利于學生科學思維的形成。

2 運用KWL模式設計遞進式實驗教學流程

蘇科版初中生物學教材七年級上冊第三單元第四章第二節(jié)“綠色植物的生長需要水和無機鹽”在學習植物吸收水和無機鹽的原理時，教材安排了學生實驗——“觀察溶液濃度大小對植物吸水的影響”。大部分教師教學時，都是將課前準備的浸在濃鹽水和清水中的蘿卜條帶到教室讓學生直接觀察、觸摸，對比蘿卜條的變化，再分析。這樣直接將實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)給學生，因缺少對實驗原理和設計實施等過程性體驗，學生無法體會到科學實驗的意義。

這個實驗看似簡單，但是想要讓學生完全理解，又能說出其中的原理，進而做到舉一反三進行知識遷移，需要教師對實驗過程進行精心設計。在本堂課的教學中，筆者充分運用KWL模式設計了如下的遞進式實驗教學流程：首先，從生活現(xiàn)象的觀察實踐中，讓學生充分表達他們己有的知識：其次，利用學生“想知”巧妙地將實驗教學目標分解，分步實施，層層遞進;最后，讓學生運用課堂所學去解決問題，進行應用實踐。這樣的分層遞進式教學符合學生的認知規(guī)律，可達成實驗教學初衷——發(fā)展學生的科學思維和科學探究能力。

3 運用KWL模式開展遞進式實驗教學實踐

3.1 從生活中讓學生發(fā)現(xiàn)“已知”

溶液濃度會對植物細胞吸水產(chǎn)生影響，這個知識對學生來說是抽象又陌生的。但是，如果換成具體的事例，如糖拌西紅柿后西紅柿的變化，學生就會很熟悉。因此，筆者從生活中的現(xiàn)象入手，讓學生回家先做糖拌西紅柿，觀察剛切好的西紅柿的狀態(tài)，對比觀察拌糖后0.5、1h后的西紅柿，記錄現(xiàn)象，同時觀察碗底液體的量的變化。

課堂上，學生向描述實驗現(xiàn)象，嘗試解釋西紅柿變化的原因以及碗底液體的來源。學生基本都能說出，西紅柿細胞內(nèi)水分流失，西紅柿變蔫，碗底的水就是西紅柿細胞里流出來的。這是學生己經(jīng)有的知識，只需要教師幫他們整理思路。學生描述現(xiàn)象，表達交流，這就是“what we know”。在此基礎上，教師提出問題：如果把蘿卜條放在濃鹽水中，細胞又會發(fā)生什么變化呢？

3.2 教學中激發(fā)學生的“想知”

教師展示相關的視頻和圖片，先激發(fā)學生的好奇心，提出：用鹽代替糖，用蘿卜代替西紅柿，以及放入的鹽的量會不會影響細胞的狀態(tài)呢？教師借問題點燃學生探究的熱情。接著，將食鹽、量勺、西紅柿、黃瓜等材料提供給學生，讓學生仿照糖拌西紅柿或是腌漬蔬菜的方法自己動手實驗，觀察實驗現(xiàn)象。在等待實驗結果的過程中，學生討論預測觀察到的變化。同時，教師引入濃度的概念，引導學生比較濃鹽水濃度和植物細胞內(nèi)溶液濃度以及清水的濃度，最后讓學生畫出思維圖。這個實驗中，教師重點要提醒學生記錄自己使用鹽的量，與之后的實驗結果相聯(lián)系，找出規(guī)律，激發(fā)“what wewant to know”。

在等待實驗結果時，教師請學生觀察課前準備好的浸在濃鹽水中的蘿卜條，學生脫口而出蘿卜條變軟了。但是，教師提醒學生，單看實驗組的結果，不足以說明蘿卜條的變化，一定要有對照組，才能科學準確地判斷。因此，教師給學生分發(fā)新鮮的蘿卜條，讓學生進行對比后，再次說出濃鹽水中的蘿卜條的變化。增設未做處理的新鮮的蘿卜條作為對照，能夠幫助學生學習科學的實驗方法，使學生形成嚴謹?shù)目茖W思維。有了對照組這個概念后，學生馬上在自己的實驗設計中補充對照組，用以跟實驗組對照。學生觀察了教師準備的實驗材料，又觀察了自己的實驗現(xiàn)象。然后，教師在黑板上顯示思維過程。在觀察對比新鮮的實驗材料和浸在濃鹽水中實驗材料后，教師引導學生先找出每組分別是哪個濃度大，再描述加了鹽的番茄細胞、黃瓜細胞、蘿卜細胞的變化。學生通過分析活動，由果索因，自己找出規(guī)律：周圍溶液濃度大時，細胞都失去了水分。另外，學生還畫出水分流動的方向。

教師提出問題：將植物細胞放入清水中，細胞中的水分會往哪個方向流動？植物細胞又會有什么變化？進一步激發(fā)學生“What we want to know”。隨后，學生圍繞思維圖，作出假設、設計實驗，進行實驗結果預測。最后，教師拿出清水中的蘿卜條，讓學生觀察，驗證水分流動的方向。師生完善如下思維圖（圖1）。

3.3 知識應用中讓學生檢驗“新知”

在學生從實驗中發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象、總結規(guī)律后，教師可設置新的問題情境，驅(qū)動學生開展實踐應用，利用“新知”，解決問題。筆者提供三種濃度未知的溶液，要求學生利用新鮮黃瓜設計實驗，初步判斷它們濃度的高低。本實驗利用的原理就是水分流動的規(guī)律，學生可以通過逆向思維，根據(jù)黃瓜細胞的形變來推斷外界溶液的濃度高低。通過前面活動的鋪墊，很多學生都能設置對照組，確保實驗的科學性。因此，本活動設置不僅強化了學生對水分流動概念的理解，也很好地鍛煉了學生科學思維能力。

4 KWL教學模式的反思

七年級學生的科學探究能力還有限，獨立地對現(xiàn)象提出問題、作出假設、設計實驗具有一定難度?？茖W思維能力的培養(yǎng)要落實在日常的實驗等探究性學習活動中，要讓學生明白科學是嚴謹而講究實證的。據(jù)此，教師在每次實驗教學中“先謀后動”實施基于KWL模式的遞進式實驗教學，以生活現(xiàn)象和驅(qū)動型問題為學生認知思維的支架，促進學生主動檢索己知的知識，通過合作探究，探求想知的知識，檢驗新學的知識，全方位實現(xiàn)知識的意義建構。同時，教師通過引導學生對教材實驗的改進完善，能夠培養(yǎng)學生嚴謹、求實的科學精神，初步養(yǎng)成科學的思維方法和習慣。