生命觀念導(dǎo)向下的初中生命科學(xué)實驗教學(xué)實踐

◎ 莫曉連

在生命科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)中，生命觀念是獨具生命科學(xué)學(xué)科特點的要素，與其他素養(yǎng)的聯(lián)系也較為密切。生命觀念是指觀察到的生命現(xiàn)象及相互關(guān)系或特性進(jìn)行解釋后的抽象，是經(jīng)過實證后的想法或觀點。［1］根據(jù)滬教版初中《生命科學(xué)》的教材內(nèi)容和課程標(biāo)準(zhǔn)要求，利于學(xué)生發(fā)展的生命觀念主要集中于生命觀、健康觀和生態(tài)觀等。同時，初中階段的實驗教學(xué)特別注重由觀察與質(zhì)疑入手，初步養(yǎng)成分析、推理等科學(xué)思維的習(xí)慣，達(dá)到能有意識地運用知識解釋較為簡單的生命現(xiàn)象的目的，是培育生命觀念的重要“孵化器”。本文以“酒精對水蚤心率的影響”實驗課為例，立足于生命觀念的培育，探索實驗教學(xué)中發(fā)展生命觀念的優(yōu)化路徑。

一、立足生命觀念，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計

“酒精對水蚤心率的影響”是初中《生命科學(xué)》第三章第二節(jié)的實驗課，通過實驗活動引導(dǎo)學(xué)生感性認(rèn)知生活方式對生命的重要性。通過對本實驗的探究型活動設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生由觀察和質(zhì)疑入手，不斷分析、推理，最后嘗試運用知識解釋生命現(xiàn)象，達(dá)到培育生命觀念的目的。

其間，感性的認(rèn)識可以觸發(fā)學(xué)生珍惜生命的想法，逐步形成健康觀；設(shè)置不同酒精濃度改變水蚤的生活環(huán)境，即研究環(huán)境與生物間的關(guān)系，利于生態(tài)觀的間接建立；而面對水蚤這種體長一般不足5mm的小型水生節(jié)肢動物，如何正確處理微小動物進(jìn)行實驗，需要培養(yǎng)學(xué)生尊重生命的行為方式，形成初步的生命觀。因此，從本課時在教材中的地位、實驗類型、實驗現(xiàn)象、實驗變量和實驗動物等多方面綜合考慮，該實驗課對于發(fā)展學(xué)生的生命觀念具有重要的育人價值。

生命觀是人類關(guān)于如何對待自然界生命物體的一種態(tài)度，即在實驗過程中對實驗動物的態(tài)度。在本實驗中主要體現(xiàn)為不玩弄水蚤、準(zhǔn)確觀察水蚤的心率、正確處理實驗結(jié)束后的水蚤等行為。

生態(tài)觀是人們對于包括人類在內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)運動規(guī)律的基本認(rèn)識［2］，在初中階段主要表現(xiàn)為生物與環(huán)境之間的變化規(guī)律?！熬凭珜λ樾穆实挠绊憽毙枰骄客饨绛h(huán)境（酒精）的變化對動物（水蚤）生命活動的影響，引導(dǎo)發(fā)現(xiàn)自然界的環(huán)境與生物之間的關(guān)系，幫助學(xué)生初步構(gòu)建生態(tài)觀。

健康觀則是對生命健康的科學(xué)認(rèn)識，“酒精對水蚤心率的影響”實驗需要全程在顯微鏡下觀察并記錄水蚤心率。該過程中最終因酒精濃度的升高造成水蚤死亡，同時還有因人為操作等其他因素導(dǎo)致水蚤的死亡，尤其需要引導(dǎo)學(xué)生以尊重生命的行為，不斷形成正確、積極的生命觀。

因此，本課時基于以上生命觀念優(yōu)化教學(xué)設(shè)計（見表1），通過確立適切、精準(zhǔn)的三維目標(biāo)，預(yù)設(shè)實驗教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行以“自主、合作、探究學(xué)習(xí)”為主的學(xué)習(xí)活動。

表1 基于生命觀念的實驗教學(xué)設(shè)計

以上設(shè)計立足于生命觀念，搭建了教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)間的橋梁，導(dǎo)向教學(xué)目標(biāo)對學(xué)生發(fā)展的真正價值與意義；通過確立具體的生命觀念，使教學(xué)目標(biāo)更加明確、教學(xué)活動的設(shè)計更具可操作性。

二、改進(jìn)教學(xué)過程，融入生命觀念

在目標(biāo)引領(lǐng)下的師生、生生的互動環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)不斷關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，引導(dǎo)學(xué)生的正確行為，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（一）任務(wù)分解，培育生命觀

本次的實驗探究活動對于初二年級學(xué)生而言，最特別之處就是在顯微鏡下“活蹦亂跳”的實驗動物——水蚤。由于學(xué)生初中階段之前，經(jīng)歷生物類實驗較少，基本沒有在顯微鏡下鏡檢動物的經(jīng)歷，存在對實驗動物的恐懼心理或過度興奮狀態(tài)，可能導(dǎo)致實驗探究不能順利進(jìn)行。光從緩解學(xué)生情緒或進(jìn)行知識講解入手，并不能引發(fā)正確對待實驗動物的行為。因此，立足于關(guān)注實驗對象的生命特征，圍繞“水蚤知多少？”，利用【查一查】【看一看】【指一指】和【找一找】四個互動環(huán)節(jié)具體落實。

師：水蚤是一種節(jié)肢動物，請嘗試結(jié)合資料找一找，然后分享自己的認(rèn)識。

生1：可以看出它的全身都是分節(jié)的，所有的附肢也是分節(jié)的。

師：這么小的動物，它有心臟嗎？生2：有的，圖片上標(biāo)注了。

師：哦，請你指出圖片中的位置。（生2指著心臟的位置。）

師：那如果在顯微鏡下，你可以找到它嗎？

生3：當(dāng)然啦！我現(xiàn)在就想用顯微鏡來好好瞧瞧它。

師：不要著急自己先動手，我們一起來先想象，它作為一種動物，會像植物那樣一動不動嗎？

生4：不會??！肯定會動的。

師：對的，但是老師還是想再問一下，實驗完成后，為我們實驗作出貢獻(xiàn)的水蚤該何去何從？

生5：繼續(xù)養(yǎng)著？

生6：我覺得就直接扔掉吧！

生7：還有什么價值嗎？

師：在每次實驗中，我們都要考慮對于動物的處理方式。每一種生命都值得被尊重，更何況是作為我們實驗對象的水蚤，讓我們掌握了知識。每一種實驗動物的處理方式不一樣，這次實驗完成后的水蚤，我們將把它們作為花肥進(jìn)行收集。

通過以上教學(xué)環(huán)節(jié)實錄，可見師生互動可分為五步引導(dǎo)的過程：書面、圖片認(rèn)識、指認(rèn)水蚤心臟的位置—想象水蚤的鏡下活動狀態(tài)—教師演示實驗—學(xué)生實驗—處理實驗動物，改變了原先簡單、機(jī)械性的教師講解和直接在顯微鏡下鏡檢水蚤的就事論事，使學(xué)生逐步接納水蚤作為生命體的狀態(tài)，最后正確處理實驗動物，在行為中達(dá)到對生命的尊重，真正落實了生命觀念的形成。

（二）自主推理，發(fā)展生態(tài)觀

進(jìn)行不同濃度下水蚤心率的測量，是本課時學(xué)生自主學(xué)習(xí)的環(huán)節(jié)。而經(jīng)歷實驗操作后，更重要的是利用實驗結(jié)果分析推理獲得結(jié)論。在實驗過程中，學(xué)生利用分任務(wù)自主實驗單（包括操作步驟自助引導(dǎo)表和實驗數(shù)據(jù)統(tǒng)計表），選擇一種酒精濃度（按照教材推薦有3%—5%、10%、15%、20%四個不同濃度的酒精溶液）完成實驗并記錄數(shù)據(jù)。然后進(jìn)行全班數(shù)據(jù)的匯總，再基于集體數(shù)據(jù)進(jìn)行分析推理。

1.組內(nèi)合作

學(xué)生以兩人一小組為單位進(jìn)行分組實驗。兩名學(xué)生以“一名計時10s，另一名在顯微鏡下數(shù)水蚤心率”進(jìn)行相互配合，完成10次水蚤心率的記錄，并獲得實驗結(jié)果的平均值，進(jìn)而分析推理獲得初步結(jié)論，具體見表2。

表2 水蚤心率記錄表

2.組間合作

在完成各小組的組內(nèi)實驗后，匯集各小組的平均值，最后得出不同酒精濃度下的水蚤心率數(shù)據(jù)匯總表，并生成曲線圖。學(xué)生根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析推理，得出了初步結(jié)論：水蚤的心率隨著酒精濃度的升高而降低，到20%酒精濃度時，水蚤就會死亡。

改變原先每個小組完成四個酒精濃度下水蚤心率的計數(shù)活動方式，利用組內(nèi)和組間共同合作的學(xué)習(xí)方式，不僅提高了實驗效率，而且保障了學(xué)生利用實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析推理的環(huán)節(jié)。改變了僅僅“為做實驗而做實驗”的教學(xué)行為，最終實現(xiàn)了基于“環(huán)境與生物”的生態(tài)觀的初步建立。

（三）情境設(shè)問，形成健康觀

教師預(yù)設(shè)“喝酒傷身”的情境，導(dǎo)入部分就讓學(xué)生帶著情境問題進(jìn)入實驗，以激發(fā)興趣來開始學(xué)習(xí)。在教學(xué)的最后環(huán)節(jié)，教師以實驗結(jié)果反思作為情境問題答案，促進(jìn)學(xué)生健康觀的形成。教學(xué)實施表明，與生活情境密切相關(guān)的主題激發(fā)了學(xué)生深入思考的熱情，迸發(fā)出許多超出預(yù)期的成果，增強(qiáng)了課堂的生成性。

【導(dǎo)入環(huán)節(jié)】

師：“喝酒傷身”這種說法對嗎？

生1：我覺得喝酒肯定對身體有不好的影響，比如會導(dǎo)致高血壓。

生2：我覺得少喝一點應(yīng)該沒什么，就是不能酗酒。

師：今天我們就來探究酒精對水蚤心率的影響，看看你從實驗中會獲得什么啟示。

生2：好的，迫不及待呢！

【總結(jié)環(huán)節(jié)】

（……完成了實驗數(shù)據(jù)的歸納與分析。）

師：“喝酒傷身”這種說法對嗎？你有了怎樣的想法？

生1：我看到酒精對水蚤心率的影響這么大，對人類心臟的影響應(yīng)該也不小，所以人喝酒的話，應(yīng)該會傷身的。

生2：喝了酒以后，酒精會被小腸吸收，然后進(jìn)入血液，跑到全身上下的內(nèi)環(huán)境去。然后全身的細(xì)胞都會“喝”到酒了。所以我們要少喝酒，減少對人體內(nèi)環(huán)境的破壞。

師：大家都說得很好，有理有據(jù)。那么維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定需要我們每個人自己關(guān)注。但是除了酒精以外，還有對我們生命有影響的環(huán)境因素嗎？

生3：肯定有的，比如不能吸煙，吸煙有害健康啊！

生4：還有就是要低碳出行，減少二氧化碳的排放。

生5：所以我們既要維持自己身體環(huán)境的健康，更要保護(hù)我們的大自然……

師：大家的發(fā)現(xiàn)和想法都能夠從人體微觀（內(nèi)環(huán)境）或宏觀環(huán)境（自然生態(tài)）兩個角度來重新認(rèn)識自己和環(huán)境之間的關(guān)系，形成健康觀念和可持續(xù)生態(tài)觀念。

可見，將生活實際相關(guān)的情境融入實驗教學(xué)并設(shè)問引導(dǎo)，不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能夠促進(jìn)學(xué)生更有效地利用實驗數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行深入思考，在解決現(xiàn)實情境問題的過程中激發(fā)初步的健康觀。

三、發(fā)展生命觀念，反思育人價值

（一）整體把握生命觀念，統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)設(shè)計

初中生命科學(xué)的實驗共有17個，這些實驗大多都是觀察類實驗，不僅在實驗?zāi)繕?biāo)、實驗方法、實驗用具的使用等方面有著共同特點，在育人目標(biāo)、內(nèi)容等方面也可以協(xié)同共進(jìn)。梳理初中實驗教學(xué)的整體特點，整體把握初中階段生命科學(xué)學(xué)科的生命觀念，有助于以目標(biāo)為驅(qū)動設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)、精準(zhǔn)地落實初中實驗教學(xué)。

生命科學(xué)的知識涉及的學(xué)習(xí)內(nèi)容因物質(zhì)的多樣性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜而豐富多彩，同時給學(xué)習(xí)帶來了知識點多而分散、專業(yè)術(shù)語聚集等問題。以生命觀念統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)設(shè)計，可以幫助學(xué)生從統(tǒng)一的視角理解分散的知識，也有利于他們運用整體和辯證的觀點去認(rèn)識生命的物質(zhì)性以及生物界的普遍聯(lián)系、發(fā)展變化、對立統(tǒng)一和質(zhì)量互變的規(guī)律，發(fā)展生命觀念。

（二）注重情境創(chuàng)設(shè)與應(yīng)用，利用自主學(xué)習(xí)模式進(jìn)行積極主導(dǎo)

生命觀念需要在真實情境中構(gòu)建，真實、復(fù)雜的問題情境為學(xué)生學(xué)習(xí)抽象的觀念提供了直觀生動的形象。本次實驗基于教材進(jìn)行了情境化的改進(jìn)，把學(xué)生帶入一種興趣激發(fā)的狀態(tài)，促進(jìn)在真實情境中的積極探索，體現(xiàn)生命觀念的實踐價值。

只有在自主動手實踐的活動中，學(xué)生才能對生命以及生命活動有更全面、更科學(xué)的認(rèn)識和理解。自主探究模式需要利用多種方法來實現(xiàn)，如問題導(dǎo)向的學(xué)習(xí)單、教師助產(chǎn)師式的提問，要充分調(diào)動、挖掘?qū)W生自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的能動性，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主角，積極探索生命物體的本質(zhì)和內(nèi)涵，這也是學(xué)科育人價值走向全面育人的重要貢獻(xiàn)。

（三）重視學(xué)生的反思深化，適當(dāng)進(jìn)行顯化處理

基于生命觀念的教學(xué)更需要以問題任務(wù)作為驅(qū)動，促進(jìn)學(xué)生反思深化。通過教師精心設(shè)計的問題鏈或?qū)蚰_手架，逐步引導(dǎo)學(xué)生不斷地深入反思，達(dá)成學(xué)生個人知識的意義建構(gòu)，形成生命觀念。此外，教師還要不斷進(jìn)行旁敲側(cè)擊，明確生命科學(xué)觀念的要點與表現(xiàn)，真正實現(xiàn)課堂教學(xué)育人價值。