朱虹

摘? ? 要：在探究性課堂教學(xué)中，教師可以創(chuàng)新實驗形式，激發(fā)學(xué)生主動參與學(xué)習(xí)的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和思維能力，并在實驗過程中，樹立正確的生命觀念。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新實驗;探究性課堂;思維導(dǎo)圖;魚類特征

《水中的動物》是蘇科版初中生物教材七年級第十章第一節(jié)的內(nèi)容，教材將探究魚類適應(yīng)水中生活的特征的實驗探究過程作為重要內(nèi)容詳細介紹，而魚類的形態(tài)結(jié)構(gòu)以及功能等知識內(nèi)容則作為參考內(nèi)容安排在本章最后的“信息庫”欄目中，可見教材更希望學(xué)生能通過實驗探究自主建立魚類特征的知識體系，這也體現(xiàn)了生物學(xué)核心素養(yǎng)對學(xué)生理性思維和科學(xué)探究的培養(yǎng)。七年級的學(xué)生對實驗探究過程已經(jīng)有所體驗，但是探究能力和實驗技能都存在不足，很難在課堂中獨立完成對魚類所有特征的探究。因此，教師如何合理設(shè)置教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生在有限的課堂時間里既經(jīng)歷實驗探究的一般過程，又能逐步理解并掌握魚類適應(yīng)水中生活的所有特征，是本節(jié)課的教學(xué)重點和難點。根據(jù)《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》[1]的要求，同時針對學(xué)生的學(xué)情，本節(jié)課設(shè)置了以下教學(xué)目標(biāo)：①知識目標(biāo)：闡明魚類適應(yīng)水中生活的主要特征。②能力目標(biāo)：通過對鯽魚的觀察，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力;通過完成“魚類適應(yīng)水中生活的特征”探究活動，培養(yǎng)探究能力、分析能力;在小組活動中培養(yǎng)合作能力和交流能力。③情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：認(rèn)同魚類結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點;關(guān)注水生動物資源，養(yǎng)成保護生態(tài)、熱愛自然的情感態(tài)度?；谀繕?biāo)展開教學(xué)。

一、教學(xué)過程

（一）基于情境? ?大膽猜想

教師引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位觀察游動的鯽魚，并閱讀書本，自主學(xué)習(xí)鯽魚的結(jié)構(gòu)，討論為什么魚類能夠自由地生活在水中。學(xué)生基于觀察和生活經(jīng)驗，以頭腦風(fēng)暴的形式盡可能多地提出鯽魚適應(yīng)水中生活的形態(tài)特征，如魚鰭、鰾等。教師進一步引導(dǎo)：我們的猜想能否作為結(jié)論？如何來驗證猜想是正確的？學(xué)生回憶實驗探究的一般步驟：提出問題—做出假設(shè)—設(shè)計實驗—得出結(jié)論—交流表達。

【設(shè)計思路】猜想和假設(shè)是科學(xué)探究的重要組成部分，也是必不可少的一個環(huán)節(jié)。因此教師需要將所需信息充分地呈現(xiàn)給學(xué)生，讓其基于現(xiàn)實情境和已有知識拓展思維、大膽想象。同時在教師引導(dǎo)下回顧實驗探究的一般步驟，激發(fā)學(xué)生用實驗驗證猜想的學(xué)習(xí)興趣，也讓學(xué)生理解實驗才是建立“猜想”與“事實”之間的橋梁。

（二）巧設(shè)實驗? ?引導(dǎo)探究

在探究魚類適應(yīng)水中生活的特征的過程中，先從魚類的外部形態(tài)進行研究，包括體型、運動結(jié)構(gòu)等;再探究魚類的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括用來呼吸的鰓、用來上浮下潛的鰾。

實驗一? ?模擬鯽魚體型，探究水中阻力

教師在課前帶領(lǐng)興趣小組拍攝魚類體型的模擬實驗：提出問題——魚的體型為何大多呈現(xiàn)流線型？做出假設(shè)——鯽魚的外形呈現(xiàn)流線型可以減少水的阻力;實驗設(shè)計——用等量黏土制作流線型模型和非流線型模型，在水中以相同速度通過染料區(qū)域，如圖1。教師提出問題：①為什么設(shè)置兩組實驗？②實驗變量是什么？③兩組實驗的現(xiàn)象如何？為什么？學(xué)生通過分析該實驗設(shè)計中的實驗組和對照組，以及變量的設(shè)置，復(fù)習(xí)實驗設(shè)計的原理，也通過描述和分析實驗現(xiàn)象得出：流線型體型帶出的染料較少，說明水流平緩，阻力較小，而正方形體型帶出的染料較多，說明阻力較大，進而得出實驗結(jié)論：鯽魚的流線型體型可以減少水的阻力。

【設(shè)計思路】利用體型模型帶動墨水的痕跡可以真實地呈現(xiàn)流線型體型可以減少水的阻力，化抽象為具體，讓學(xué)生直觀地認(rèn)識到為什么大多數(shù)魚類體型呈流線型。同時采用視頻微課的形式既確保了實驗操作的穩(wěn)定，節(jié)約課堂時間，也作為參考和借鑒支持學(xué)生在微課學(xué)習(xí)的過程中進一步明確實驗探究的原理和過程，保證后續(xù)自主探究的充分進行。

實驗二? ?自主設(shè)計實驗，探究魚鰭作用

學(xué)生識別鯽魚的尾鰭、腹鰭、胸鰭、臀鰭、背鰭，進而引導(dǎo)學(xué)生提出問題——鯽魚不同的鰭在游泳過程中起什么作用？做出假設(shè)——不同魚鰭在游泳過程中起維持魚體前進、控制運動方向、保持魚體穩(wěn)定等作用。在實驗設(shè)計之前，教師引導(dǎo)學(xué)生思考幾個問題：①用一條魚還是兩條進行實驗？②實驗組能不能直接剪掉魚鰭？有什么更好的方法？③不同的魚鰭是分別進行研究還是一起進行研究？④將魚處理后，立即進行觀察嗎？學(xué)生思考并回答后，教師提醒學(xué)生用濕紗布包住鯽魚鰓蓋部位進行操作，保持鯽魚正常呼吸。將學(xué)生分為五個小組，用固定魚鰭的方法分別對不同魚鰭進行自主探究，并用平板錄制實驗視頻。學(xué)生根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論，見表1。

【設(shè)計思路】教師以問題串的形式，逐步引導(dǎo)學(xué)生將復(fù)雜的實驗內(nèi)容加以分解并細化，這些問題基于學(xué)生的認(rèn)知和理解水平，一步步建構(gòu)起學(xué)生的思維階梯，在問題解決的過程中逐步完成實驗的設(shè)計，并且將學(xué)生對實驗的理解引向深入，確保學(xué)生在后面具體的實驗操作、現(xiàn)象觀察、結(jié)果分析的過程中充分發(fā)揮主體作用，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。同時，核心素養(yǎng)理念下生物學(xué)實驗對學(xué)生生命觀念的培養(yǎng)至關(guān)重要，因此，本節(jié)課改變了以往剪去魚鰭的實驗操作，而使用固定魚鰭的方法進行替代，并在實驗過程中關(guān)注鯽魚的生命安全。

實驗三? ?宏觀微觀結(jié)合，解析呼吸器官

教師指導(dǎo)學(xué)生帶著問題觀察鯽魚的呼吸：①鯽魚的口和鰓蓋后緣是同時張或合的嗎？②用滴管慢慢滴幾滴墨水在魚口的前方，觀察墨汁流動的情況，這說明什么？教師繼續(xù)引導(dǎo)：水流經(jīng)鰓部發(fā)生了什么？進而引導(dǎo)學(xué)生通過觀察鰓的顯微結(jié)構(gòu)，思考并回答：鰓為什么是鮮紅色？鰓絲為什么既多又細？最后教師總結(jié)：鰓的結(jié)構(gòu)可以增大與水的接觸面積，當(dāng)水流經(jīng)過鰓絲時，水和鰓絲中的毛細血管發(fā)生了物質(zhì)交換，血液獲得氧氣排除二氧化碳，因此鰓是魚的呼吸器官。

【設(shè)計思路】結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)是生物學(xué)的基本觀點之一。學(xué)生通過觀察鯽魚的呼吸，可以認(rèn)識到鰓是魚的呼吸器官，而通過鰓部結(jié)構(gòu)的顯微觀察，可以使學(xué)生進一步理解鰓特殊的生理結(jié)構(gòu)，決定了其在水下呼吸的功能，學(xué)生在觀察、分析、推理的過程中逐步樹立結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀念。

實驗四? ?巧用生活素材，體驗上浮下潛

教師講解：魚鰾可以調(diào)節(jié)魚的身體密度，使其停留在不同的深度，增強活動范圍。那么魚鰾是如何控制魚的上浮和下潛呢？如圖2，教師提供氣球、鐵夾、針管、塑料管等材料，引導(dǎo)學(xué)生用氣球模擬鰾，鐵夾模擬魚的身體，在課堂中體驗鰾在魚上浮和下潛過程中的作用，并自主總結(jié)出鰾的功能：當(dāng)鰾（氣球）中氣體排出時，魚體下潛，當(dāng)鰾（氣球）中充入氣體時，魚體上浮。

【設(shè)計思路】將生活中的一些材料帶入生物實驗教學(xué)中，不僅可以加深學(xué)生對知識的感性認(rèn)識，還能激發(fā)學(xué)生動手實驗的學(xué)習(xí)興趣，學(xué)生在親身體驗的過程中，更加深刻地理解魚鰾的作用。

（三）思維導(dǎo)圖? ?建構(gòu)知識

教師指導(dǎo)學(xué)生對板書中魚類特征的思維導(dǎo)圖（見圖3）進行歸納和總結(jié)，將本節(jié)課的重要概念串聯(lián)起來，構(gòu)建知識體系，加強鞏固記憶。教師描述：魚類在數(shù)百萬年的進化過程中，具備了這些適應(yīng)水中生活的特征，而這些特征也不斷被我們?nèi)祟悓W(xué)習(xí)借鑒，在我們身邊有哪些魚類仿生學(xué)的發(fā)明？這些發(fā)明又是模仿了魚類的哪些特點呢？學(xué)生發(fā)散思維，積極回答，從潛艇、潛水的腳蹼、水下呼吸器等多個方面提出魚類特征在仿生學(xué)中的應(yīng)用。教師總結(jié)：因此，魚類是地球賜予我們的寶貴財富，我們在保護魚類資源，不濫捕亂殺魚類的同時，更應(yīng)該保護其賴以生存的生態(tài)環(huán)境，營造我們共同的碧水藍天。

【設(shè)計意圖】引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會利用思維導(dǎo)圖總結(jié)記憶，同時將課堂知識引申至實際生活，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，增強學(xué)習(xí)興趣;同時引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成關(guān)愛水生動物、保護生態(tài)環(huán)境的情感態(tài)度價值觀。

二、教學(xué)反思

（一）構(gòu)建支架? ?支持探究

本節(jié)課以“魚類為何能適應(yīng)水中生活”為主線進行設(shè)計，引導(dǎo)學(xué)生基于情景觀察和書本閱讀做出假設(shè)，進而以實驗微課視頻為支架，支持學(xué)生在實驗分析的過程中掌握知識方法，也為后續(xù)的自主探究提供有力的支撐。因此，在探究性學(xué)習(xí)的過程中，教師應(yīng)該充分考慮到學(xué)生的探究能力和實驗?zāi)芰?，適當(dāng)提供支持，引導(dǎo)學(xué)生逐步攀登。

（二）多種呈現(xiàn)? ?適當(dāng)取舍

在魚類多種特征的實驗探究過程中，教師根據(jù)學(xué)生學(xué)情和知識內(nèi)容，進行適當(dāng)取舍，有詳有略，以微課視頻、課堂探究、資料分析、模擬演示等不同呈現(xiàn)形式，旨在能夠在有限的課堂時間內(nèi)一步步引導(dǎo)學(xué)生分析問題，構(gòu)建新知，并最終解決問題。探究性課堂中也未必都是探究性實驗，教師可以通過問題串的設(shè)置讓傳統(tǒng)的演示實驗發(fā)揮探究性實驗的功能，既豐富學(xué)生的課堂體驗，也減少學(xué)生探究過程中的盲目性。

（三）既重過程? ?兼顧結(jié)果

探究性課堂注重學(xué)生的學(xué)習(xí)過程與親身經(jīng)歷，但是學(xué)習(xí)結(jié)果也具有重要的意義，因此本節(jié)課的最后讓學(xué)生以思維導(dǎo)圖的形式對本節(jié)課自主進行歸納，并將課堂知識延伸至生活，引導(dǎo)學(xué)生樹立健康的生命觀念，既培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，也增強教學(xué)中重要概念之間的聯(lián)系，有利于學(xué)生記憶。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：16.