基于核心素養(yǎng)理念下的“觀察蚯蚓”實驗環(huán)節(jié)設計

賀瑞

【摘要】在核心素養(yǎng)理念的指導下，對“觀察蚯蚓”這一實驗進行教學環(huán)節(jié)設計，通過讓學生近距離觀察和動手操作，實現教學的三維目標，培養(yǎng)學生的自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實踐等核心素養(yǎng)。

【關鍵詞】觀察? ?蚯蚓? ?生活環(huán)境? ?運動? ?黏液? ?呼吸? ?光反應

【中圖分類號】G633.91

【文獻標識碼】A

【文章編號】1992-7711（2020）31-039-02

初中生物的內容跟人們的日常生活息息相關，尤其是2020年新型肺炎的全球爆發(fā)，讓人們更加關注環(huán)境衛(wèi)生和身體健康等生物知識。初中生學習生物，不僅可以豐富自己的科學知識，還能給家人做科普，因此讓初中生愛上生物、學好生物非常有意義。本文通過對“觀察蚯蚓”進行實驗環(huán)節(jié)設計，讓學生不拘泥于教材，在掌握知識的同時，還能親近自然、做知識的傳播者，從而培養(yǎng)思考、動手、合作、學以致用等綜合能力，進而從一個學習者變成會學者。

本節(jié)實驗課內容較多，筆者安排2學時連續(xù)進行。為了保證全員參與以及實驗的紀律，筆者在實驗前對學生進行分組。考慮到女生一般對蚯蚓比較害怕，因此每個小組，男生、女生搭配，每個小組設置組長。為了保證蚯蚓的活性，每條蚯蚓只能用來參與一個實驗環(huán)節(jié)，實驗結束后，全部蚯蚓放生。

1.實驗環(huán)節(jié)

1.1 環(huán)節(jié)一：探究蚯蚓的生活環(huán)境

在傳統(tǒng)的“觀察蚯蚓”實驗課上，教師往往在實驗室為學生提供蚯蚓，通過圖片或者視頻向學生展示蚯蚓的生活環(huán)境。這種方式對教師來說雖然容易把控課堂紀律、加快教學進展，但會錯失讓學生密切接觸自然的寶貴機會，并且面對司空見慣的圖片或視頻，學生早已失去探索的興趣，因此課堂上表現得不夠積極。在基于核心素養(yǎng)的教學理念指導下，筆者安排學生自己動手尋找并挖出蚯蚓（圖1）。通過對比不同環(huán)境下挖出蚯蚓的數量，引導學生回答問題：蚯蚓喜歡在什么環(huán)境下生存？該活動極大地提高了學生的探究熱情并能很快得出結論，從而克服機械記憶和容易遺忘等缺點。

1.2 環(huán)節(jié)二：探究蚯蚓對光線的反應

由于在上一個環(huán)節(jié)中，大多學生的結論是“蚯蚓喜歡生活在潮濕的土壤中”，而對于“陰暗”這一關鍵詞很少提及，因此筆者組織學生進一步開展“探究蚯蚓對光線的反應”的活動。

取一長紙盒，把盒蓋拉開一小段距離，允許光線進入，制造明亮的環(huán)境，另一端則為陰暗的環(huán)境。然后在紙盒中間放入5條蚯蚓，觀察蚯蚓的運動方向。經過多次重復試驗，發(fā)現蚓都爬向陰暗的一端（圖2），再結合環(huán)節(jié)一的結論，最終得出蚯蚓的生活環(huán)境為“陰暗潮濕的土壤中”。

1.3 環(huán)節(jié)三：觀察蚯蚓的形態(tài)結構

將學生從戶外挖到的蚯蚓帶回實驗室，指引學生觀察。傳統(tǒng)的觀察工具大多是放大鏡，但放大倍數低，導致對剛毛結構的觀察并不清晰，因此筆者在工具上做了改良：將微型放大鏡固定在發(fā)卡上，再將發(fā)卡用橡皮筋固定手機攝像頭處。觀察的時候，打開手機相機然后放大鏡頭，在手機和微型放大鏡的雙重作用下，蚯蚓的剛毛清晰可見，并且還能隨時拍照或者錄像，既方便又實用。觀察結束后，引導學生回答：蚯蚓的形態(tài)結構有什么特點？如何區(qū)別前后端？據此可將蚯蚓歸納于何種生物？

1.4 環(huán)節(jié)四：探究蚯蚓黏液的作用

經過前兩個環(huán)節(jié)后，不少學生反應蚯蚓的活性降低。為了幫助學生找到原因，接下來迅速開展環(huán)節(jié)四。本環(huán)節(jié)分為兩個小實驗，第一個實驗：將蚯蚓放在干沙中，把體壁分泌的黏液及時吸附掉，可以發(fā)現蚯蚓很快縮短變粗并出現痙攣（圖3）。當把出現癥狀的蚯蚓在水中清洗后，蚯蚓漸漸恢復正常。提出問題1：為什么蚯蚓的體表不能沒有黏液？考慮到該問題對學生有較大難度，因此筆者在此處為他們提供一些資料供參閱：黏液與蚯蚓的呼吸有關，氧氣先融入體表的黏液，再進入蚯蚓體壁的毛細血管內;蚯蚓產生的二氧化碳經毛細血管進入黏液，再排出體外。因此在觀察蚯蚓的過程中，我們要注意保持體壁的濕潤。為了加深學生的理解，接著進行小實驗二：把含有多條蚯蚓的腐土放在塑料盆里，慢慢的往盆里加水直到淹沒盆底，可以觀察到隨后蚯蚓紛紛從浸水的腐土中爬出。提出問題2：結合本實驗現象，思考為什么大雨過后蚯蚓爬到地面？在上一個問題的幫助下，學生不難找出答案：大雨浸泡的土壤缺乏氧氣，所以蚯蚓會爬出來。本實驗環(huán)節(jié)進一步說明了蚯蚓的生活環(huán)境既不是純粹的干燥也不是充滿水的環(huán)境，而是陰暗潮濕的地方;既突破了重難點又培養(yǎng)了學生應用所學知識解釋生活現象的能力。

1.5 環(huán)節(jié)五：觀察蚯蚓的運動

將同一條蚯蚓分別放在毛玻璃的兩面，記錄并比較蚯蚓在光滑和粗糙平面上運動相同的距離所需要的時間，更換不同的蚯蚓多次重復試驗。操作結束后筆者提出問題：根據實驗數據的分析結果，你的結論是什么并解釋。學生往往能很快得出結論：蚯蚓在粗糙的平面上運動的更快。由于此時學生還未學到物理學科中“摩擦力”的相關內容，因此對該結論的解釋還需要由筆者引導完成：蚯蚓能利用肌肉和剛毛在粗糙平面上找到著力點，從而前進。該環(huán)節(jié)充分體現了不同學科間的交融性。

1.6 環(huán)節(jié)六：探究蚯蚓運動痕跡是否殘留“標記信息”

受“螞蟻靠氣味識別路線”的啟發(fā)，筆者安排學生探究“蚯蚓運動過的痕跡是否殘留標記信息”。首先，讓一條蚯蚓在平面上自由運動，保留運動軌跡，軌跡所在區(qū)域的對應一邊保持干凈。取另一條蚯蚓放在兩個區(qū)域的中間，觀察蚯蚓的運動方向（圖4），用多條蚯蚓重復實驗，小組交流并得出結論。雖然操作結束后各小組觀察的結果不盡相同，也無法得到一致的結論，但該環(huán)節(jié)作為實驗內容的發(fā)散和延展，為培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維以及科學態(tài)度提供了一定的牽引力。

1.7 環(huán)節(jié)七：制作蚯蚓模型

探究活動結束后，為了繼續(xù)提高學生的參與度、動手能力并鞏固已學知識，筆者組織學生用橡皮泥捏制蚯蚓，看誰捏的最像。對優(yōu)秀的作品進行表揚并收藏在生物實驗室，屆時展覽公示，以提高學生的制作熱情（圖5）。在捏制的過程中，學生將蚯蚓的形態(tài)特征更加熟練于心。

2.設計反思

1）創(chuàng)造了大量的動手機會，極大地調動了學生的熱情參與度，寓教于樂。

2）對教材內容進行拓展，有深度，有難度，利于學生的長遠發(fā)展，體現了學科的核心素養(yǎng)。

3）實驗環(huán)節(jié)眾多，因此在時間分配上有些倉促，個別組未能在規(guī)定的時間內完成操作。

4）由于實驗次數有限，在“探究蚯蚓運動痕跡是否殘留標記信息”操作中，學生不容易得到明顯的結論。

5）實驗環(huán)節(jié)基本上是教師預設的，缺乏學生主動生成部分。

基于核心素養(yǎng)的實驗課必定要求一定的發(fā)散思維和創(chuàng)新精神，作為教師，需要不斷夯實自身專業(yè)知識并勤于學習和思考，在積極為學生創(chuàng)設更加豐富實驗條件的同時，如果能呈現出更直觀、更真實的實驗材料和實驗情景，學生將對學科的興趣大大提高。雖然這樣的一節(jié)實驗課會讓教師的工作量倍增，也可能讓課堂出現一些不可預料的狀況，但這卻是一個教育工作者該有的自覺和責任。

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