基于微項(xiàng)目學(xué)習(xí)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)
——以“探究螞蟻的覓食行為”為例

柏 潔

（無(wú)錫市梅里中學(xué) 江蘇無(wú)錫 214112）

微項(xiàng)目學(xué)習(xí)是指學(xué)生以微項(xiàng)目為基礎(chǔ)進(jìn)行的系統(tǒng)性學(xué)習(xí)，學(xué)生在完成相關(guān)微項(xiàng)目的同時(shí)學(xué)習(xí)新知識(shí)、發(fā)展新思維、習(xí)得新能力，使學(xué)生的學(xué)習(xí)從傳統(tǒng)的學(xué)科性學(xué)習(xí)走向綜合性學(xué)習(xí)，從單純的文本式學(xué)習(xí)走向體驗(yàn)式學(xué)習(xí)，從規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)化學(xué)習(xí)走向個(gè)性化學(xué)習(xí)。因此，微項(xiàng)目學(xué)習(xí)正成為育人方式和教學(xué)變革的重要探索領(lǐng)域之一。

“探究螞蟻的覓食行為”是蘇科版《生物學(xué)》八年級(jí)上冊(cè)第十七章第二節(jié)“動(dòng)物的行為”中的一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)可操作性高，大部分教師選擇讓學(xué)生根據(jù)教材指引按部就班進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于缺乏深層思考，很多學(xué)生雖然親自動(dòng)手操作，但對(duì)實(shí)驗(yàn)仍然陌生。這樣的淺層學(xué)習(xí)，自然無(wú)法提升學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，筆者以“微項(xiàng)目學(xué)習(xí)”的方式，通過(guò)“合理規(guī)劃——明晰流程——自主實(shí)操”的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)思路（表1），讓學(xué)生關(guān)注真實(shí)世界，在強(qiáng)調(diào)掌握概念和深度理解的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生敬畏自然，理解生命。

表1 微項(xiàng)目學(xué)習(xí)思路

1 真實(shí)情境的實(shí)驗(yàn)激發(fā)

在本微項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的“觀察與提問(wèn)”環(huán)節(jié)，教師先播放項(xiàng)羽“烏江自刎”的影視片段，聯(lián)系螞蟻“聚集成字”的典故，給學(xué)生提供一個(gè)真實(shí)的問(wèn)題情境：螞蟻為什么會(huì)聚集起來(lái)，形成“項(xiàng)羽自刎于此”六個(gè)大字呢？《史書(shū)·項(xiàng)羽本紀(jì)》中記載項(xiàng)羽的想法是：天亡我，非戰(zhàn)之錯(cuò)！同學(xué)們，你的想法是什么呢？難道真的是天意嗎？

學(xué)生將其與已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)——螞蟻覓食行為相聯(lián)系，點(diǎn)明螞蟻圍聚在一起只是單純的覓食行為，是生物的本能。教師順勢(shì)導(dǎo)入生物學(xué)實(shí)驗(yàn)“探究螞蟻的覓食行為”。教師利用一個(gè)故事將實(shí)驗(yàn)情境化，以小組為單位模擬解決實(shí)際問(wèn)題：螞蟻為什么會(huì)有這樣的行為呢？它是如何尋找食物的？螞蟻對(duì)不同的食物是否有選擇？教師從而引導(dǎo)學(xué)生確定了一個(gè)以“探究螞蟻的覓食行為”為主題的微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，使學(xué)生立足于學(xué)生的生活，在真實(shí)情境中解決真實(shí)的問(wèn)題。這樣既按照教材內(nèi)容遵循知識(shí)發(fā)展規(guī)律，又對(duì)來(lái)自生活的內(nèi)容進(jìn)行了必要的改造，使學(xué)生將微項(xiàng)目學(xué)習(xí)與實(shí)際生活有機(jī)結(jié)合，使學(xué)生的學(xué)習(xí)和生活真正“立”起來(lái)。

2 互動(dòng)開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在微項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的“猜想與假設(shè)”環(huán)節(jié)，教科書(shū)的實(shí)驗(yàn)步驟“提出問(wèn)題”中，雖然寫(xiě)明：提出一個(gè)與螞蟻覓食有關(guān)的需要探究的問(wèn)題。但隨即舉出例子：螞蟻的覓食與食物的氣味、顏色有關(guān)嗎？這樣的描述容易限制學(xué)生的思維，僅圍繞這兩個(gè)相關(guān)問(wèn)題選取實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行探究。因此，上課之初，教師在PPT中展示“項(xiàng)目超市”（表2），請(qǐng)學(xué)生根據(jù)自己感興趣的問(wèn)題，選取適合的微項(xiàng)目進(jìn)行探究。如此，學(xué)生的思維被打開(kāi)，提出很多自己感興趣的問(wèn)題，如螞蟻的覓食與食物的味道有關(guān)嗎。教師及時(shí)追問(wèn)：什么叫做味道呢？一般意義上的味道指味覺(jué)，包括甜味、苦味、酸味、咸味等。并補(bǔ)充：人們雖然常說(shuō)酸甜苦辣，但“辣”不屬于味覺(jué)，其實(shí)是一種痛覺(jué)。這樣一個(gè)小小的討論雖基于書(shū)本，卻又高于書(shū)本，便于學(xué)生初步感知深度學(xué)習(xí)。

表2 項(xiàng)目超市表

在“計(jì)劃與組織”環(huán)節(jié)，八年級(jí)的學(xué)生早已有成熟的套路，邊討論邊在探究活動(dòng)單上寫(xiě)下小組的初步方案，這樣的設(shè)計(jì)似乎毫無(wú)難度。此時(shí)，教師觀察各個(gè)微項(xiàng)目小組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)情況，列舉觀察到的各組不同操作方法，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比、分析，并及時(shí)糾正各組一些不科學(xué)、不可行的做法。學(xué)生以微項(xiàng)目小組為單位交流，共同完善、修改計(jì)劃（表3）。學(xué)生在親身體驗(yàn)中理解了“實(shí)驗(yàn)思路”與“實(shí)驗(yàn)方案”有何不同，實(shí)現(xiàn)了深度學(xué)習(xí)。

表3 部分微項(xiàng)目小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生會(huì)有更強(qiáng)的參與感和成就感，能很好地發(fā)揮主觀能動(dòng)性，往往會(huì)涌現(xiàn)出許多奇思妙想。當(dāng)然，也存在個(gè)別微項(xiàng)目小組是完全照搬書(shū)本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的。但即使如此，對(duì)學(xué)生而言也是有意義的，畢竟重復(fù)實(shí)驗(yàn)本身也是很重要的科研環(huán)節(jié)。

3 自主規(guī)劃的實(shí)驗(yàn)實(shí)施

在微項(xiàng)目的“事實(shí)與證據(jù)”環(huán)節(jié)，考慮到該實(shí)驗(yàn)思路基本理順、實(shí)驗(yàn)操作難度不高，且需要一定的觀察時(shí)間，因此，教師在課堂上并不準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料，而是鼓勵(lì)學(xué)生利用課余時(shí)間，走出教室、走進(jìn)自然，在自己居住的小區(qū)內(nèi)或者附近的公園等地實(shí)施計(jì)劃，進(jìn)行課后延伸實(shí)驗(yàn)。這樣不僅使課堂時(shí)間更加充裕，師生交流更加充分，同時(shí)也能保證課后的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)更加自由，實(shí)驗(yàn)條件更加開(kāi)放。

課上，教師可以引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展深度交流：為什么不在教室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)?？學(xué)生可能會(huì)有各種合理的解答：自然環(huán)境中，螞蟻不受其他因素影響，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性（避免無(wú)關(guān)因素干擾）。學(xué)生在交流時(shí)就能真正理解：為什么寫(xiě)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)非要加一句“其他無(wú)關(guān)變量相同且適宜”的套話，明白控制無(wú)關(guān)變量的重要性與必要性。也有部分學(xué)生從人與自然和諧相處、愛(ài)護(hù)小動(dòng)物等角度分享交流……開(kāi)放性的問(wèn)題、引導(dǎo)式的教學(xué)給了學(xué)生更多的思維空間和自我表現(xiàn)的機(jī)會(huì)，使學(xué)生充分發(fā)揮主動(dòng)性和創(chuàng)造性，激發(fā)學(xué)生自主的深度學(xué)習(xí)。

通過(guò)自主規(guī)劃開(kāi)放性的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)業(yè)要求的理解較以前更加深刻了。例如，針對(duì)探究技能中的“定量觀察：在實(shí)驗(yàn)探究中，為了探究螞蟻喜歡的食物，學(xué)生需要統(tǒng)計(jì)螞蟻的數(shù)量”與“定性觀察；為了證明螞蟻是如何發(fā)現(xiàn)喜歡的食物的，還需要確定食物的氣味、顏色等特征”。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，對(duì)自身實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)操作步驟的“可行性”“合理性”有了深刻的理解，對(duì)“控制無(wú)關(guān)變量”這類(lèi)空洞的套話有了直觀的認(rèn)識(shí)。

4 同伴合作的實(shí)驗(yàn)反思

第二課時(shí)，教師邀請(qǐng)學(xué)生將自己課后觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象拍照投屏，通過(guò)最后環(huán)節(jié)“建模與解釋”“表達(dá)與交流”來(lái)驗(yàn)證微項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的猜想與假設(shè)（圖1）。教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：根據(jù)圖片推測(cè)一下，他們探究的是什么問(wèn)題？并分析討論，實(shí)驗(yàn)材料的選取是否合理？實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否與自己小組的一致？如果不一致，應(yīng)該如何改進(jìn)？……

圖1 驗(yàn)證微項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)的猜想與假設(shè)的流程圖

以實(shí)驗(yàn)材料為例，有學(xué)生選擇“紅糖”與“白糖”，以探究螞蟻的覓食行為與食物顏色的關(guān)系；有學(xué)生選擇“白糖”與“白米”，以探究螞蟻的覓食行為與食物氣味的關(guān)系。學(xué)生頭腦風(fēng)暴后，一致覺(jué)得實(shí)驗(yàn)選材還有待斟酌，因?yàn)榧t糖、白糖的氣味有差異；白糖、白米的形態(tài)不同。深層次的思考與交流讓學(xué)生意識(shí)到，為保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性與客觀性，需要制定更為周密細(xì)致的實(shí)驗(yàn)方案。

以實(shí)驗(yàn)步驟為例，有小組隨機(jī)捏取白糖與食鹽，放在螞蟻的洞穴附近。這種描述其實(shí)是不科學(xué)的。其他小組的學(xué)生補(bǔ)充，自己小組使用托盤(pán)天平稱取等量的白糖與食鹽，保證實(shí)驗(yàn)材料用量的一致性。也有小組點(diǎn)明需要放置在距離螞蟻洞穴相等距離的位置，保證實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)達(dá)成距離的一致性。這樣可幫助學(xué)生理解“等量且適量”“單因子變量”這種描述在實(shí)際操作中需要注意的問(wèn)題。

最后，教師組織小組討論、反思從最初的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)到最終的實(shí)驗(yàn)操作之間所做出的調(diào)整措施及原因，將“根據(jù)小組最終實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作過(guò)程，寫(xiě)出優(yōu)化、可行的實(shí)驗(yàn)方案”作為課后作業(yè)。反復(fù)的修改與完善讓學(xué)生理解生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)不只是看是否掌握了實(shí)驗(yàn)的基本步驟和相關(guān)操作技術(shù)，還要看是否形成了合作的意識(shí)、分享的意識(shí)、獨(dú)立思考的意識(shí)和綜合分析運(yùn)用的意識(shí)。

通過(guò)此次微項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)，學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到了培養(yǎng)和提高：通過(guò)猜想與假設(shè)，學(xué)生以小組合作探究的方式共同解決實(shí)際問(wèn)題，培養(yǎng)了批判思維與合作能力；在計(jì)劃與組織中，通過(guò)尋找螞蟻洞穴、觀察螞蟻覓食行為等實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)了生命觀念與社會(huì)責(zé)任；表達(dá)與交流環(huán)節(jié)中的深度討論，通過(guò)頭腦風(fēng)暴將已有的知識(shí)遷移到新的情境中，規(guī)劃新方案、解決新問(wèn)題，培養(yǎng)了在真實(shí)情境下對(duì)知識(shí)進(jìn)行理解和運(yùn)用能力……教師要鼓勵(lì)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作、動(dòng)手實(shí)踐，為解決未來(lái)復(fù)雜問(wèn)題做好準(zhǔn)備。