邰玉韋

(江蘇省常州市北郊初級中學(xué) 213002)

在生物學(xué)教學(xué)中，發(fā)展核心素養(yǎng)要求學(xué)生具有一定的科學(xué)探究能力、實(shí)踐動手能力等。其中，制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃是通過實(shí)驗(yàn)來提升上述能力的基本保證。課程標(biāo)準(zhǔn)對此要求學(xué)生能“列出所需要的材料與用具”“選出控制變量”“設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)”。教師在教學(xué)中需要針對課程要求進(jìn)行有效教學(xué)以及相關(guān)能力的培養(yǎng)和評價。本文聯(lián)系案例，就如何提高學(xué)生制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃能力，列舉幾個培養(yǎng)策略。

1 同伴互動—質(zhì)疑修正—自我提升

學(xué)生的學(xué)習(xí)方式有多種，其中向同伴和榜樣學(xué)習(xí)是比較有效的一種方式，可以選擇身邊的人和事來組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)，激發(fā)學(xué)生的嘗試心理。利用案例教學(xué)重點(diǎn)是吸引學(xué)生主動參與，然后在被質(zhì)疑和被追問的過程中，在饒有興趣的氛圍下，理解制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的過程、方法及其內(nèi)涵，修正和完善原有的相關(guān)概念。進(jìn)而使學(xué)生在新的實(shí)驗(yàn)情境下，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)自我提升。

案例1 (蘇教版七年級上冊)生物學(xué)教材“探索生命的方法”中，通過圖片和視頻展示，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)“小弗萊明”興趣小組的實(shí)驗(yàn)情景，組織學(xué)生一起踏上探究“生蛆”之路。當(dāng)學(xué)生知道“小弗萊明”興趣成員小組就是八年級的學(xué)長時，心情很是激動，感覺到實(shí)驗(yàn)探究就在身邊。學(xué)生認(rèn)真回看“小弗萊明”團(tuán)隊(duì)“探究種子萌發(fā)的外界條件”的實(shí)驗(yàn)過程，意外的“生蛆”現(xiàn)象吸引了他們的注意。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究“生蛆”實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的制定，讓學(xué)生思考興趣小組同時再思考的一系列問題。出示“小弗萊明”準(zhǔn)備的實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)裝置，運(yùn)用設(shè)問和追問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考和質(zhì)疑，逐漸理解設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)、確定變量的方法及其在探究實(shí)驗(yàn)的重要作用。使學(xué)生潛移默化地學(xué)到學(xué)習(xí)科學(xué)必備的探索精神、探究素養(yǎng)和方法。最后，教師再提供新的實(shí)驗(yàn)情境“綠豆種子萌發(fā)需要一定的水分嗎？”，讓學(xué)生獨(dú)立制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，培養(yǎng)“對照實(shí)驗(yàn)和單一變量”等意識，實(shí)現(xiàn)自我提升。

2 自主設(shè)計(jì)—完善修改—共同提升

在學(xué)生對設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案流程有了一定的了解，初步具有一定的對照實(shí)驗(yàn)和單一變量意識，有一定的制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的能力之后，課堂上給予學(xué)生足夠的思考時間，讓學(xué)生先以個體或小組獨(dú)立自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，親自體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃建構(gòu)的全過程，然后再通過展示和評價，循序漸進(jìn)地修正和完善原有的實(shí)驗(yàn)方案，理解設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵和基本原則，實(shí)現(xiàn)全體學(xué)生共同提升的目的。

案例2 在“模擬探究洗潔精污染對水禽的影響”設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案環(huán)節(jié)中，可利用理解工作單的形式讓學(xué)生充分體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃設(shè)計(jì)、展示和修改方案的過程。先讓學(xué)生選擇自己喜歡的方式(文字描述或圖文并茂)，先用黑色水筆初步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，然后在展示評價的基礎(chǔ)上，遵循探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)原則，如建構(gòu)對照實(shí)驗(yàn)、控制單一變量、重復(fù)實(shí)驗(yàn)和選擇羽毛合適數(shù)量等，用藍(lán)色水筆逐步修改實(shí)驗(yàn)方案，最后用紅色水筆完善其他小組的實(shí)驗(yàn)方案。通過三輪設(shè)計(jì)措施，循序漸進(jìn)地建構(gòu)和提升實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案的能力。同時，教師要提供一定的幫助和指導(dǎo)，著力指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法，實(shí)現(xiàn)反饋和共同提升的目的。

3 作品展示—答辯質(zhì)疑—內(nèi)化提升

采用小組或個人探究實(shí)驗(yàn)競賽、個人自主選擇探究競賽等形式。主要流程：先讓學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，然后讓學(xué)生以演講的形式展示出來。演講分“內(nèi)容展示”和“答疑”兩大主題，內(nèi)容展示可以通過PPT、圖片、視頻或?qū)嵨?、口述等多種方式，把實(shí)驗(yàn)計(jì)劃和探究作品呈現(xiàn)出來；答疑部分是針對其他小組的學(xué)生現(xiàn)場提出的2～3個質(zhì)疑問題，面向全體學(xué)生進(jìn)行解答或提出改進(jìn)措施。

這種反思探究過程，是在學(xué)生有了一定的實(shí)踐基礎(chǔ)前提下，又匯聚了全班學(xué)生的智慧和力量，能夠促使學(xué)生個人或小組制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃的能力有所內(nèi)化和提升。

案例3和案例4 “探究種子萌發(fā)的條件”和“探究生活中的吸水與失水現(xiàn)象”，針對這些內(nèi)容開展學(xué)生小組或個人競賽的探究活動，教學(xué)實(shí)踐效果較好，學(xué)生可以多方面受益。許多在常規(guī)課堂教學(xué)中需要多次強(qiáng)調(diào)的探究教學(xué)細(xì)節(jié)和重點(diǎn)內(nèi)容，如設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)、控制單一變量、重復(fù)實(shí)驗(yàn)和材料選擇等，學(xué)生都能關(guān)注到，并能創(chuàng)造性地解決問題。這種學(xué)習(xí)方式既可轉(zhuǎn)變教學(xué)方式，又能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并實(shí)現(xiàn)生生之間、師生之間的有效互動和個性化教學(xué)?；顒咏Y(jié)束后，不同層次的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究能力、動手實(shí)踐能力、質(zhì)疑能力和表達(dá)能力等，都有不同程度的提升。

4 定量設(shè)計(jì)—創(chuàng)新拓展—能力提升

定量實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，提高學(xué)生思維邏輯性、嚴(yán)謹(jǐn)性、全面性和深刻性等具有其重要意義。學(xué)生因缺乏量的概念和意識，常常在制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃時帶有一定的盲目性和隨意性，教師可以有意識將定性實(shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)槎繉?shí)驗(yàn)的教學(xué)設(shè)計(jì)，選擇典型的實(shí)驗(yàn)案例以突出定量實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思維為主線，圍繞設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)、控制單一變量展開創(chuàng)新拓展和實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，提升學(xué)生的思維能力。

案例5 “探究植物的呼吸作用”，利用本實(shí)驗(yàn)教材的資源進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，指導(dǎo)學(xué)生改為定量的探究實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)。實(shí)際教學(xué)中，教師可以先出示幾種不同的實(shí)驗(yàn)方案，讓學(xué)生比較分析，對每種實(shí)驗(yàn)方案的可行性、精確性進(jìn)行判斷，形成較理想的定量實(shí)驗(yàn)方案：①取適量的白蘿卜、土豆、菠菜、花菜、橘子、豆芽等根、莖、葉、花、果實(shí)和種子6大器官作為實(shí)驗(yàn)材料，4人一組，每2組共用一種實(shí)驗(yàn)材料，并設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)(一份用新鮮的實(shí)驗(yàn)材料；一份用煮熟過的同種實(shí)驗(yàn)材料)；②將黑色塑料袋改為用同樣330 mL規(guī)格的白色飲料瓶加蓋密封(放入綠色葉子的塑料瓶要用黑色布包裹)；③放在相同溫度等環(huán)境下24 h；④用兩個50 mL規(guī)格的注射器分別從裝有同種實(shí)驗(yàn)材料(新鮮的和煮熟的)的兩個飲料瓶中，抽出40 mL氣體，分別注入2個裝有10 mL澄清石灰水的瓶中進(jìn)行檢驗(yàn)，設(shè)計(jì)見表1。

表1 “探究植物的呼吸作用”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

表1 “探究植物的呼吸作用”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

對照實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)材料處理相同環(huán)境處理澄清石灰水的量待檢測氣體的量A新鮮的100 g的同種植物器官溫度、時間等10 mL40 mLB煮熟的100 g的同種植物器官溫度、時間等10 mL40 mL