探究式實(shí)驗(yàn)在初中生物教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

□ 西藏自治區(qū)拉薩市第一中學(xué) 湯 英

一、探究式模擬實(shí)驗(yàn)，激活學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

信息技術(shù)教學(xué)方法具有極強(qiáng)的直觀性、兼容性、交互性、操作性等優(yōu)勢(shì)。教師依托信息技術(shù)教學(xué)手段，開(kāi)展探究式模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，能夠提高生物實(shí)驗(yàn)過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的演繹效果，增強(qiáng)學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)直觀學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激活學(xué)生生物課堂實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)興趣。

教師更新生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，依托模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件，或借助信息網(wǎng)絡(luò)搜集更多生物知識(shí)相關(guān)的科普作品、教學(xué)微課等模擬實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，引入更多優(yōu)質(zhì)模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源。受精的過(guò)程和胚胎發(fā)育的大致過(guò)程是“人的生殖”這一節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容，教學(xué)這部分內(nèi)容時(shí)，教師無(wú)法通過(guò)現(xiàn)實(shí)中的實(shí)驗(yàn)過(guò)程將教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)在學(xué)生面前。教師搜集有關(guān)受精和胚胎發(fā)育的科普作品，根據(jù)教學(xué)需求將這些科普作品的內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，制作成精子與卵細(xì)胞結(jié)合、從受精卵到胚胎、胚胎的發(fā)育過(guò)程等一個(gè)個(gè)教學(xué)微課，以探究式模擬實(shí)驗(yàn)的形式，將教學(xué)內(nèi)容直觀地展現(xiàn)給學(xué)生。學(xué)生通過(guò)觀看教學(xué)微課，建立對(duì)人的生殖過(guò)程的初步認(rèn)識(shí)，掌握有關(guān)受精和胚胎發(fā)育等生物知識(shí)。

教師利用信息網(wǎng)絡(luò)搜集與人的生殖相關(guān)的科普作品，設(shè)計(jì)探究式模擬實(shí)驗(yàn)展開(kāi)生物課堂教學(xué)程序，將受精和胚胎發(fā)育的過(guò)程以一種更為直觀的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，增強(qiáng)了學(xué)生的生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)體驗(yàn)，幫助學(xué)生更好地理解、掌握有關(guān)受精和胚胎發(fā)育的生物知識(shí)。教師以探究式模擬實(shí)驗(yàn)的形式開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，解決了學(xué)生探索涉及微觀世界的初中生物知識(shí)時(shí)認(rèn)知上的難題，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激活學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識(shí)的興趣。

二、探究式觀察實(shí)驗(yàn)，調(diào)度學(xué)生學(xué)習(xí)意識(shí)

觀察實(shí)驗(yàn)在初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中占據(jù)著很大比例。教師以探究式實(shí)驗(yàn)形式組織學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)觀察學(xué)習(xí)活動(dòng)，能夠調(diào)度學(xué)生學(xué)習(xí)意識(shí)，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)觀察和自主思考的指向性，促使學(xué)生高質(zhì)量完成生物實(shí)驗(yàn)觀察學(xué)習(xí)任務(wù)。

在教學(xué)“發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換”時(shí)，教師用玻璃罩模擬胸廓，玻璃管模擬氣管、支氣管，氣球模擬肺，橡皮膜模擬膈，進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。教師一手握住模型，另一手向上推橡皮膜，再放松橡皮膜，并示意學(xué)生注意觀察模型里面的氣球體積變化與橡皮膜位置變化的關(guān)系。學(xué)生通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，上推橡皮膜時(shí)氣球體積變小，放松橡皮膜時(shí)氣球體積變大。完成觀察活動(dòng)后，教師拋出實(shí)驗(yàn)觀察問(wèn)題：“氣球在什么情況下脹大？在什么情況下回縮？”學(xué)生在思考、討論問(wèn)題的過(guò)程中，分析、歸納出肺與外界氣體交換的原理和過(guò)程。

教師在進(jìn)行“發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換”的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)提示學(xué)生注意觀察模型里面的氣球體積變化與橡皮膜位置變化的關(guān)系，思考、討論氣球在什么情況下脹大、在什么情況下回縮來(lái)引導(dǎo)學(xué)生更加高質(zhì)、高效地完成探究式觀察實(shí)驗(yàn)，建立對(duì)肺與外界的氣體交換的認(rèn)識(shí)。教師在探究式觀察實(shí)驗(yàn)中投放實(shí)驗(yàn)觀察問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)觀察任務(wù)，能夠幫助學(xué)生快速把握住觀察實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容要點(diǎn)，充分調(diào)度學(xué)生的生物學(xué)習(xí)意識(shí)。

三、探究式分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)協(xié)作

分組實(shí)驗(yàn)是歷練學(xué)生動(dòng)手操作能力、培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)協(xié)作精神的重要實(shí)驗(yàn)活動(dòng)載體。教師做好探究式分組實(shí)驗(yàn)教學(xué)布設(shè)，遵循分層教學(xué)原則組建實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)小組，組織各小組在實(shí)驗(yàn)組長(zhǎng)的帶領(lǐng)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分工，有序參與到實(shí)驗(yàn)探究的各個(gè)環(huán)節(jié)。

探究式分組實(shí)驗(yàn)中，教師要注重調(diào)度學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，減少不必要的實(shí)驗(yàn)思維干預(yù)，賦予學(xué)生充分的自主學(xué)習(xí)思維空間。實(shí)驗(yàn)“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖翘骄吭谑裁礃拥沫h(huán)境條件下種子才能萌發(fā)，而實(shí)際上，適宜的溫度、一定的水分和充足的空氣等都是種子萌發(fā)所需要的環(huán)境條件，學(xué)生需要運(yùn)用對(duì)照實(shí)驗(yàn)法，設(shè)計(jì)多個(gè)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組才能得出正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師為學(xué)生準(zhǔn)備好器材，并將學(xué)生分組，根據(jù)教材的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，細(xì)分多個(gè)對(duì)照組為單一對(duì)照組，多個(gè)變量為單一變量，將全班學(xué)生分為三個(gè)大組，每個(gè)大組再分為四個(gè)小組，使每個(gè)大組探究一種條件，各個(gè)小組則根據(jù)所屬大組并按照要求探究的條件，以小組為單位自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究某一環(huán)境條件對(duì)種子萌發(fā)的影響。

“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容較多，學(xué)生很難一個(gè)人短時(shí)間內(nèi)獨(dú)立完成全部實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，不利于學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)行。這就需要學(xué)生以分組協(xié)作的形式開(kāi)展探究式實(shí)驗(yàn)，在小組合作中探索影響種子萌發(fā)的環(huán)境條件，在實(shí)驗(yàn)中及時(shí)反思總結(jié)實(shí)驗(yàn)成果，達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)。教師在開(kāi)展探究式分組實(shí)驗(yàn)，有助于更好地鞏固學(xué)生的學(xué)習(xí)成效，培養(yǎng)學(xué)生協(xié)作學(xué)習(xí)的意識(shí)。

四、探究式隨堂實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)互動(dòng)

探究式隨堂實(shí)驗(yàn)是教師根據(jù)課堂教學(xué)進(jìn)度，運(yùn)用簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)道具，靈活開(kāi)展的一些知識(shí)驗(yàn)證、知識(shí)探究的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)具有很強(qiáng)的不可預(yù)知性和動(dòng)態(tài)性，學(xué)生思維方式、認(rèn)知能力、實(shí)驗(yàn)水平等方面的個(gè)體差異性，會(huì)讓學(xué)生在課堂教學(xué)活動(dòng)中形成很多個(gè)性化學(xué)習(xí)理解。

教師密切關(guān)注學(xué)生課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)，抓住學(xué)生個(gè)性理解、學(xué)習(xí)錯(cuò)誤、主動(dòng)質(zhì)疑等教學(xué)契機(jī)，創(chuàng)意設(shè)計(jì)隨堂實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，為學(xué)生生物知識(shí)的理解應(yīng)用帶來(lái)更多思維啟迪。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)“饅頭在口腔中的變化”時(shí)，有學(xué)生提出唾液淀粉酶的活性可能與溫度也有關(guān)系，環(huán)境的溫度越高，酶的活性越強(qiáng)。教師增設(shè)0℃、20℃、60℃、90℃的水浴試管，帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，0℃、20℃、60℃、90℃的水浴試管中淀粉的分解效果均不如37℃的水浴試管，且水溫越接近37℃，淀粉的分解效果越好。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以得出結(jié)論，唾液淀粉酶的最適溫度為37℃，溫度高于或低于最適溫度，酶的活性都會(huì)降低。

教師在“饅頭在口腔中的變化”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，抓住學(xué)生對(duì)溫度與唾液淀粉酶的活性的個(gè)性理解，在原有實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，增設(shè)0℃、20℃、60℃、90℃的水浴試管進(jìn)行探究式隨堂實(shí)驗(yàn)。這有助于增強(qiáng)師生間的教學(xué)互動(dòng)，幫助學(xué)生提高生物實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)品質(zhì)，深化學(xué)生的生物知識(shí)認(rèn)知。

五、探究式課外實(shí)驗(yàn)，拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)視野

教師立足生物學(xué)科教學(xué)這一獨(dú)特屬性，做好生物實(shí)驗(yàn)延伸教學(xué)，緊密圍繞生物課堂教學(xué)的重難點(diǎn)知識(shí)內(nèi)容，布設(shè)探究式課外實(shí)驗(yàn)，搭建生物知識(shí)與學(xué)生日常生活的聯(lián)系橋梁，拓寬學(xué)生生物學(xué)習(xí)視野，推動(dòng)學(xué)生生物知識(shí)內(nèi)化，培養(yǎng)學(xué)生善于利用生物知識(shí)分析生活現(xiàn)象、解決生活問(wèn)題的學(xué)習(xí)能力，鍛煉學(xué)生生物學(xué)科應(yīng)用思維的綜合性和靈活性。

教師設(shè)計(jì)取材方便、操作簡(jiǎn)單的生物課外實(shí)驗(yàn)，降低實(shí)驗(yàn)操作成本和學(xué)習(xí)難度，將學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)思維集中于生物知識(shí)的理解應(yīng)用之上，指導(dǎo)學(xué)生健康生活。教師在教學(xué)“被子植物的一生”時(shí)，以“酸雨對(duì)生物的危害”為實(shí)驗(yàn)主題，給學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)探究式課外實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)與“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的設(shè)計(jì)思路和實(shí)驗(yàn)過(guò)程基本一致，只不過(guò)變量由水、溫度等變成了“酸雨”，也就是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，在清水中加入適量的醋模擬酸雨，來(lái)研究酸雨對(duì)種子萌發(fā)的影響。學(xué)生經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，遭受酸雨后的種子的生長(zhǎng)速度明顯低于正常種子的生長(zhǎng)速度，從而形成了對(duì)酸雨危害的認(rèn)識(shí)。

教師以“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”為藍(lán)本設(shè)計(jì)“酸雨對(duì)生物的危害”的探究式課外實(shí)驗(yàn)，不但可以使學(xué)生更加熟悉教材中的實(shí)驗(yàn)，深化學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)實(shí)驗(yàn)的理解和應(yīng)用，而且可以讓學(xué)生的生物學(xué)習(xí)與其日常生活的聯(lián)系更加緊密，鍛煉學(xué)生的生物知識(shí)應(yīng)用思維和實(shí)踐能力。

加強(qiáng)探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式在初中生物課堂的實(shí)踐滲透，能夠打造富有生命力的生物實(shí)驗(yàn)課堂，為學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、生物知識(shí)探索塑造嶄新學(xué)習(xí)動(dòng)力，有利于學(xué)生生物學(xué)科學(xué)習(xí)情感培養(yǎng)及學(xué)習(xí)能力提升。探究式模擬實(shí)驗(yàn)、探究式觀察實(shí)驗(yàn)、探究式分組實(shí)驗(yàn)、探究式隨堂實(shí)驗(yàn)、探究式課外實(shí)驗(yàn)，都是初中生物課堂開(kāi)展探究式實(shí)驗(yàn)的有效途徑，教師立足教學(xué)知識(shí)特點(diǎn)創(chuàng)意設(shè)計(jì)探究式實(shí)驗(yàn)類型和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，最大限度發(fā)揮探究式實(shí)驗(yàn)的獨(dú)特教學(xué)價(jià)值，彰顯生物學(xué)科學(xué)習(xí)魅力。