張璇

文件編號： 1003 - 7586（2016）06 - 0054 - 03

1 教學(xué)目標(biāo)及重難點的確立

“草履蟲對外界刺激的反應(yīng)”是蘇教版初中生物學(xué)七年級上冊第二單元“生物體的結(jié)構(gòu)層次”第四章“生物體的組成”第一節(jié)“單細胞生物”中一個重要概念，也是一個重要的探究活動。作為七年級上冊生物課本中學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)探究的一般方法后正式遇到的第二個探究實驗，該實驗的實踐不僅可以激發(fā)學(xué)生的探究興趣，還可以鞏固與提升學(xué)生的探究能力?！疤骄坎萋南x對外界刺激的反應(yīng)”以學(xué)生認(rèn)識單細胞生物可以獨立完成生命活動為基礎(chǔ)，是學(xué)生解釋生物體生命活動現(xiàn)象和舉例說出生物體生命活動特征的實例，為學(xué)生建構(gòu)“細胞是生命活動的基本單位”這一重要概念提供了依據(jù)。在分析《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》和《生物學(xué)》教材后，筆者將本探究實驗的教學(xué)目標(biāo)以及重、難點確立如下。

1.1 教學(xué)目標(biāo)

知識目標(biāo)：舉例說出單細胞生物對外界刺激能產(chǎn)生的反應(yīng)。

能力目標(biāo)：運用科學(xué)探究的一般方法，探究草履蟲對外界刺激的反應(yīng)；使用顯微鏡觀察草履蟲對外界刺激的反應(yīng)。

情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)：參與觀察、探究、討論，體驗探究的樂趣，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

1.2 教學(xué)重點

① 舉例說出單細胞生物對外界刺激能產(chǎn)生的反應(yīng)；② 運用科學(xué)探究的一般方法，探究草履蟲對外界刺激的反應(yīng)。

1.3 教學(xué)難點

運用科學(xué)探究的一般方法，探究草履蟲對外界刺激的反應(yīng)。

2 學(xué)情分析及設(shè)計理念

由于單細胞生物個體微小，用肉眼不易觀察。在探究草履蟲對外界刺激的反應(yīng)活動中，需要學(xué)生制定探究計劃，由于學(xué)生已有了科學(xué)探究的基礎(chǔ)，但是仍然處于初步掌握階段，因此，教師在進行教學(xué)過程中要善于一步步設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生制定出草履蟲對外界刺激可能產(chǎn)生反應(yīng)的實驗方案，幫助學(xué)生實施方案并分析實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論。實驗中教師讓學(xué)生直觀感受草履蟲對外界刺激的反應(yīng)，幫助學(xué)生理解單細胞生物對環(huán)境變化的反應(yīng)。探究時要借助顯微鏡觀察，由于學(xué)生使用顯微鏡不夠熟練，所以需要教師適時指導(dǎo)，并提倡加強學(xué)生之間的合作。

本實驗是依據(jù)《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》中“倡導(dǎo)學(xué)生主動地獲取生物學(xué)科學(xué)知識，體驗科學(xué)過程，形成一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價值觀”的理念而設(shè)計，由于理解科學(xué)探究和科學(xué)探究能力的形成需要學(xué)生親歷探究性學(xué)習(xí)過程，因此采用問題解決法和探究實驗法，通過教師的引導(dǎo)，讓學(xué)生進行合作學(xué)習(xí)、自主探究、完成實驗，學(xué)生通過質(zhì)疑、嘗試、摸索、探究、實踐、分析等一系列的思維與活動過程，體驗科學(xué)探究的過程。

3 教學(xué)過程與策略

3.1 準(zhǔn)備教學(xué)，親自實踐

本實驗是一個探究性實驗。在備課過程中，教師應(yīng)進行預(yù)實驗，實踐在前，杜絕紙上談兵，親自嘗試與體驗探究草履蟲對外界刺激的反應(yīng)的實驗。在預(yù)實驗過程中，首先要采集和培養(yǎng)好草履蟲，牛肉汁或稻草培養(yǎng)液可作為培養(yǎng)草履蟲的材料。溫度較低時，可將裝有草履蟲培養(yǎng)液的容器放入恒溫箱培養(yǎng)。在嘗試探究草履蟲對外界刺激的反應(yīng)過程中，選擇了食鹽、糖、牛肉汁三種刺激物。經(jīng)過實驗，筆者發(fā)現(xiàn)草履蟲對糖、牛肉汁的趨向性不是很明顯，而食鹽一旦放入載玻片上培養(yǎng)液的一側(cè)，兩滴培養(yǎng)液中的草履蟲會因濃度過高而死亡。經(jīng)過多次嘗試后，筆者發(fā)現(xiàn)選擇生理鹽水代替食鹽作為刺激物，既能刺激草履蟲，又不會傷害到草履蟲，而且對生理鹽水的刺激，草履蟲會避開，實驗效果較明顯。

3.2 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

為了能激發(fā)學(xué)生的探究興趣，教師需創(chuàng)設(shè)一個能引發(fā)學(xué)生主動思考、質(zhì)疑、探索的教學(xué)情境。以學(xué)生曾經(jīng)做過的探究實驗的對象——“鼠婦”受到光或者觸碰的刺激蜷縮成球的圖片引出生物能對刺激作出一定的反應(yīng)的生命現(xiàn)象，設(shè)置由一個細胞構(gòu)成的單細胞生物能否對刺激作出反應(yīng)的疑問，激發(fā)學(xué)生的求知欲。

3.3 回憶方法，作出假設(shè)

想要知道單細胞生物能否對外界刺激作出反應(yīng)，需要借助科學(xué)探究的一般方法，教師引導(dǎo)學(xué)生回顧科學(xué)探究一般方法的步驟：提出問題、作出假設(shè)、制定計劃、實施計劃、得出結(jié)論、表達和交流。在提出“單細胞生物能對外界刺激作出反應(yīng)嗎”的探究問題后，進一步引導(dǎo)學(xué)生作出合理的假設(shè)。假設(shè)并不是無端的猜測，而是對問題合理的解釋，所以在引導(dǎo)學(xué)生作出假設(shè)的過程中，要充分了解學(xué)生的想法。教師通過提問“草履蟲可能對哪些外界刺激作出反應(yīng)呢？”或者“你想給草履蟲提供什么外界刺激呢”，讓學(xué)生主動、大膽地說出自己的猜想。學(xué)生在學(xué)習(xí)過“生態(tài)因素”概念的基礎(chǔ)上，可以提出很多的猜想，比如有的學(xué)生可能會提出“光”，有的學(xué)生可能會提出“溫度”，有的甚至?xí)岢觥熬凭?、醋”……教師要及時肯定并鼓勵學(xué)生大膽地將自己的猜想應(yīng)用于課外探究。

教師出示課堂上給學(xué)生準(zhǔn)備的刺激物——生理鹽水，解釋使用生理鹽水作為刺激物的原因，引導(dǎo)學(xué)生就生理鹽水作為刺激物作出假設(shè)。由于有了具體的刺激物，學(xué)生作出假設(shè)的難度也降低了，可以作出“草履蟲會趨向生理鹽水”或者“草履蟲會避開生理鹽水”的假設(shè)，為下一步制定實驗計劃提供了具體的材料，也讓實驗設(shè)計更有針對性。

3.4 依據(jù)原則，制定計劃

科學(xué)探究過程中，設(shè)計實驗應(yīng)依據(jù)三個原則：對照實驗原則、單一變量原則和科學(xué)性原則。這三個原則是學(xué)生設(shè)計實驗的前提。教師友情提醒學(xué)生明確該對照實驗的實驗變量——生理鹽水，變量不同，其他條件都要相同。教師將探究實驗推薦器材呈現(xiàn)給學(xué)生：草履蟲培養(yǎng)液、載玻片、蓋玻片、滴管、顯微鏡等，這些是課本中原本提供的實驗器材，教師根據(jù)實驗需要，增加兩個器材：生理鹽水、牙簽。然后學(xué)生以4人一小組的合作探究形式，借助于課本中草履蟲對外界刺激反應(yīng)的實驗設(shè)計參考圖（圖1），制定出小組的實驗計劃，并將實驗方案寫在學(xué)案上。

在小組討論過程中，由于課本中并沒有詳細地用文字的方式提出實驗設(shè)計建議，只有一幅實驗參考圖，所以學(xué)生對于材料的選擇和使用、對照實驗的設(shè)置以及圖示理解的能力欠缺，可能會有“丈二和尚摸不著頭腦”的瓶頸期，比如為什么要滴兩滴草履蟲培養(yǎng)液？生理鹽水到底滴一側(cè)還是兩側(cè)都要滴？牙簽用來干什么的？中間的通道有什么作用？小組進行思考交流的過程中，教師可以巡視了解各個小組的合作情況和商討結(jié)果，有針對性地并適時地提出指導(dǎo)建議。小組討論結(jié)束后，教師選取一些代表性小組在全班匯報制定的實驗計劃，依據(jù)他們匯報的結(jié)果及時進行點評，并可鼓勵其他小組針對匯報組提出疑問，讓匯報組進行解答。最終，各小組在小組討論、全班交流的基礎(chǔ)上完善各自的實驗方案，并為實施計劃做準(zhǔn)備。

3.5 實施計劃，得出結(jié)論

實驗方案是實施計劃的依據(jù)，在制定好實驗方案的基礎(chǔ)上，小組的合作探究有了重要的依據(jù)。以2人一小組的形式，按照計劃，實施實驗，教師要求學(xué)生細心操作，細致觀察，秉持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，實事求是地記錄結(jié)果，并建議多次重復(fù)實驗，比較觀察得到的現(xiàn)象和結(jié)果是否一致。教師在學(xué)生實驗的過程中，巡視、指導(dǎo)，善于發(fā)現(xiàn)各組學(xué)生實驗中的優(yōu)點與不足，在學(xué)生完成實驗后，由“觀察到什么現(xiàn)象”的問題，以“看誰描述地最清楚”激發(fā)競爭的意識，開始組織學(xué)生交流、分享小組的探究成果。

通過小組競相交流，大部分小組的實驗結(jié)果與預(yù)期相吻合或接近。學(xué)生觀察到“草履蟲會避開生理鹽水”的現(xiàn)象，由此可得出“單細胞生物能對外界刺激作出反應(yīng)”的結(jié)論。

3.6 分析個案，倡導(dǎo)拓展

全班以2人一小組為單位的探究實驗小組，進行探究后未必都能成功，教師要鼓勵學(xué)生實事求是，勇于交流，大膽說出自己所觀察到的實驗現(xiàn)象。教師通過巡視，發(fā)現(xiàn)個別小組實驗的不足，“某些小組探究的結(jié)果與我們預(yù)期的有差距，請該小組的同學(xué)來說說他們?nèi)绾芜M行操作的吧，看一看我們其他小組的同學(xué)能不能幫助他們分析一下，是什么原因?qū)е率∧?？”教師以這樣的表述，鼓勵學(xué)生交流互助，不要因為失敗而喪失信心，及時發(fā)現(xiàn)問題，揚長避短，為今后的探究活動積累經(jīng)驗的同時也提升自己的探究能力。

其實草履蟲不僅可以避開有害刺激，也能趨向有利刺激。由于課堂探究的時間和場地是有限的，而課外探究的平臺是教師通過努力可以為學(xué)生搭建的。學(xué)生可以以個人或者小組的形式嘗試課外探究，不僅可以嘗試不同的刺激物對草履蟲的刺激，也可以觀察到有利的刺激會使草履蟲趨向。生物教師可以與實驗員做好溝通，約定時間和場地，提供實驗器具和材料，鼓勵學(xué)生積極參與，倡導(dǎo)學(xué)生課外拓展。

4 教學(xué)設(shè)計優(yōu)點與創(chuàng)新

4.1 設(shè)計優(yōu)點

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）》明確提出科學(xué)探究是學(xué)生積極主動地獲取生物科學(xué)知識、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法而進行的探究活動。教師應(yīng)積極提供機會讓學(xué)生親自嘗試與實踐，并將科學(xué)探究的內(nèi)容盡可能滲透到各主題內(nèi)容的教學(xué)活動中。教師在引導(dǎo)學(xué)生參與科學(xué)探究活動時，不僅應(yīng)讓學(xué)生參加科學(xué)探究的某些方面的活動，也應(yīng)該注意讓學(xué)生有機會參與若干完整的探究活動。在本實驗設(shè)計中，在引導(dǎo)學(xué)生探究前，教師親自實踐，認(rèn)真進行預(yù)實驗，通過預(yù)實驗，將探究實驗中所可能出現(xiàn)的問題及時發(fā)現(xiàn)并采取措施解決，從而選取合理的實驗材料，節(jié)約課堂時間，有效地引導(dǎo)、組織學(xué)生進行探究活動；在引導(dǎo)學(xué)生制定探究方案過程中，教師步步設(shè)疑，及時引導(dǎo)，點到為止；在教學(xué)中教師不包辦代替，激發(fā)學(xué)生思考，發(fā)揮其主體性，鼓勵學(xué)生大膽想、大膽說；以小組合作形式，以全班交流形式，進行師生互動的同時，進行生生互動；并倡導(dǎo)學(xué)生進行課外探究，以課堂的探究方法為例，舉一反三，將探究草履蟲對外界刺激作出反應(yīng)的探究活動進行地更加完整。

4.2 設(shè)計創(chuàng)新

本次實驗教學(xué)設(shè)計來源于教學(xué)實踐的不斷嘗試、不斷摸索。在培養(yǎng)草履蟲時，因為氣溫低，往往培養(yǎng)時間不長，草履蟲就死亡了，而提供給學(xué)生觀察的草履蟲培養(yǎng)液，如果所含草履蟲數(shù)量不多，勢必會影響到實驗效果，所以可將草履蟲培養(yǎng)液放入恒溫箱進行培養(yǎng)，從而確保本實驗草履蟲培養(yǎng)液中有足夠的草履蟲。在進行實驗的過程中，選擇刺激物非常重要。對于實驗刺激物，在經(jīng)過多次反復(fù)嘗試后，筆者創(chuàng)新地選擇了生理鹽水代替食鹽。生理鹽水不僅能刺激對草履蟲，而且濃度不至于使草履蟲在短時間內(nèi)死亡而影響實驗觀察。在此基礎(chǔ)上，筆者又增加一個實驗器材——牙簽，方便學(xué)生連接兩滴草履蟲培養(yǎng)液，這樣在連接的同時，不僅不會沾上草履蟲，而且兩滴培養(yǎng)液中的通道不至于過寬，讓草履蟲有游動的時間，可以方便學(xué)生觀察草履蟲能否對生理鹽水這種刺激物作出反應(yīng)。