王陽 孫文方

生物學(xué)科的特點決定了它非常適合使用自主合作探究的教學(xué)方法去培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力。那么，如何在探究式的教學(xué)過程中，提升探究的充分性？下面筆者以人教版初中《生物》八年級上冊《魚》一課為例加以具體說明。

本文總體設(shè)計

本節(jié)課通過對“魚”的外形、運動及呼吸特點的觀察與探究，使學(xué)生對魚的外觀、結(jié)構(gòu)及與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的能力進(jìn)行深入的了解。

本課在混合式教學(xué)環(huán)境下進(jìn)行，通過課前問卷調(diào)查、課上深層次探究、課后延伸探究三個主要環(huán)節(jié)展開。在學(xué)法與教法上采用自主合作探究法和以學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案為引導(dǎo)的任務(wù)型教學(xué)法，通過調(diào)查—提問—猜想—探究—驗證—交流六個環(huán)節(jié)，在探索實際問題解決的過程中，提升學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。

本文技術(shù)支撐

1.信息技術(shù)助課前——問卷調(diào)查知學(xué)情，為探究做準(zhǔn)備

教師通過在網(wǎng)絡(luò)平臺發(fā)布調(diào)查問卷，可以快速、精準(zhǔn)地掌握學(xué)情，梳理出學(xué)生的疑問點以及共性問題。在課堂上，教師能夠有針對性地進(jìn)行教學(xué)，同時也為知識廣度與深度的挖掘爭取了更多的時間，提高了課堂效率。

課前，筆者在UMU上設(shè)計了“魚類知多少”的調(diào)查問卷，通過調(diào)查問卷筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在判斷鯨魚是否屬于魚類這一問題上存在較大問題，在課堂教學(xué)時，筆者以此為切入點展開課堂教學(xué)。

2.信息技術(shù)助課中——虛擬結(jié)合，搭建探究橋梁

信息技術(shù)的應(yīng)用為重難點的突破提供了更多可能。在本節(jié)課中，在探究魚的外部形態(tài)時，教師利用NoBook生物虛擬實驗室中魚的3D立體結(jié)構(gòu)圖，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)圖由平面到3D立體的轉(zhuǎn)變，提升直觀性，更增加了科技感與趣味性。學(xué)生不僅可以通過手中的平板電腦全方位且細(xì)致地對魚的外形特點進(jìn)行觀察與探究，而且還可以結(jié)合實物魚進(jìn)行進(jìn)一步觀察。通過虛與實的觀察，學(xué)生對魚的外部形態(tài)有了更加充分的認(rèn)識。

3.信息技術(shù)助測試——反饋及時，掌控探究效果

信息技術(shù)的應(yīng)用使教師在課上能及時掌握每一名學(xué)生對知識的掌握情況，在提高課堂效率的同時也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

4.信息技術(shù)助課后——線上協(xié)作，拓展探究空間

利用信息技術(shù)可以將教師篩選的資料分享給學(xué)生，學(xué)生利用課余時間自學(xué)，縮減了學(xué)生查找資料的時間，同時也達(dá)到了拓展知識的目的。

案例設(shè)計

《魚》教學(xué)設(shè)計

1.教學(xué)目標(biāo)與重難點

知識與技能目標(biāo)：說出無脊椎動物和脊椎動物的主要區(qū)別;概述魚的主要特征;說出魚適應(yīng)水中生活的主要特征;舉例說明魚與人類的關(guān)系。

過程與方法目標(biāo)：通過對魚的外形、運動及呼吸特點的觀察與分析，提高觀察與分析能力;通過對魚能夠在水中進(jìn)行呼吸的實驗驗證，提高實驗探究能力;通過小組合作探究，提高合作學(xué)習(xí)能力。

情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：通過掌握魚的形態(tài)結(jié)構(gòu)等知識，進(jìn)一步確立生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、生物體與環(huán)境相適應(yīng)的觀點。

重點：說出魚適應(yīng)水中生活的主要特征。

難點：認(rèn)識魚的呼吸。

2.教學(xué)過程

（1）在參與調(diào)查過程中感知魚的奧秘

在UMU互動平臺上建立課程《魚》，并上傳“魚類知多少”調(diào)查問卷、“魚的呼吸——鰓”視頻、測試題等教學(xué)資源。總結(jié)課前學(xué)生在UMU互動平臺上完成的“魚類知多少”的問卷調(diào)查，提出共性問題：鯨魚是否屬于魚類？

設(shè)計意圖：通過課前的問卷調(diào)查，教師可知學(xué)生對魚類的了解情況。通過課上的總結(jié)，幫助學(xué)生進(jìn)一步體會魚的種類的多樣性，并提出學(xué)生的共性問題。

（2）在虛實結(jié)合的實驗中逐步探究魚的奧秘

①探究魚的骨骼。

學(xué)生觀察手中的鯽魚骨骼標(biāo)本實物，通過比較已經(jīng)學(xué)習(xí)過的無脊椎動物的特點，歸納脊椎動物與無脊椎動物的概念。

設(shè)計意圖：學(xué)生通過將脊椎動物與已經(jīng)學(xué)習(xí)的無脊椎動物的特點進(jìn)行比較，能夠較為容易地理解本節(jié)課的核心概念——脊椎動物與無脊椎動物，進(jìn)而理解兩者之間的區(qū)別。

②探究魚適合水中生活的主要特征——外部形態(tài)（虛實結(jié)合）。

學(xué)生利用平板電腦打開NoBook生物虛擬實驗室的網(wǎng)頁，觀察虛擬3D魚，同時與實物魚對比。結(jié)合教材內(nèi)容，小組討論魚的外形以及結(jié)構(gòu)特點，并依據(jù)生活經(jīng)驗或已經(jīng)了解到的魚類相關(guān)知識分析其形態(tài)以及各部分結(jié)構(gòu)的功能與意義，完成學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案相關(guān)內(nèi)容并進(jìn)行匯報。

設(shè)計意圖：利用虛擬的3D資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，能使其對魚類外部形態(tài)特點有進(jìn)一步的認(rèn)識。

③探究魚適合水中生活的主要特征——魚的運動。

課前各小組成員將查找的關(guān)于魚鰭作用的資料上傳至UMU互動平臺，與其他小組共享，并進(jìn)行自主探究與合作探究，以了解每一種魚鰭的作用。課上匯報小組研究成果。通過再一次觀察實物魚，學(xué)生充分認(rèn)識到魚是依靠尾部和軀干部的擺動以及鰭的協(xié)調(diào)作用游泳的。

教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考魚在水中游泳的意義是什么。學(xué)生能較為容易地分析出其運動的主要意義在于尋找食物以及躲避敵害。

設(shè)計意圖：使用UMU互動平臺，為學(xué)生提供自主探究和合作探究的平臺。與此同時，通過再一次的深入觀察，提升學(xué)生的觀察能力。通過分析魚在水中運動的意義，幫助學(xué)生理解生物與環(huán)境相適應(yīng)的生物學(xué)觀點。

④探究魚適合水中生活的主要特征——魚的呼吸。

教師播放魚呼吸過程的視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察魚的口與鰓蓋的后緣是交替張合的，流入口中的水從鰓蓋后緣流出，并引導(dǎo)學(xué)生思考：這一過程是魚在進(jìn)行哪一項生命活動？

首先，依據(jù)化學(xué)知識，小組討論實驗設(shè)計，動手操作，觀察實驗現(xiàn)象，驗證魚可以在水中進(jìn)行呼吸的結(jié)論。

其次，探究鰓的結(jié)構(gòu)與功能。以學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案中的三個問題為引導(dǎo)，學(xué)生通過手中的平板電腦，反復(fù)觀看UMU互動平臺中“魚的呼吸——鰓”的視頻，并進(jìn)行合作探究，在探究的同時通過截屏的方式提取關(guān)鍵信息回傳至UMU互動平臺，再利用提取的關(guān)鍵信息講解學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案中的三個問題（如圖1）。

再次，模擬鰓絲。教師利用毛筆的筆毛模擬鰓絲，同時利用希沃投屏讓學(xué)生觀察毛筆的筆毛在水中和離開水時的變化，體會魚在水中鰓絲完全打開，擴(kuò)大了鰓和水的接觸面積，便于氣體交換的特點。

最后，探究鯽魚鰓的數(shù)量。利用手中的平板電腦，打開Nobook生物虛擬實驗室的網(wǎng)頁，觀察魚的呼吸系統(tǒng)虛擬內(nèi)部解剖圖，并進(jìn)行合作探究，確定鯽魚鰓的數(shù)量。

設(shè)計意圖：對魚呼吸的探究是本節(jié)課的難點內(nèi)容，以學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案為引導(dǎo)，為學(xué)生指出探究方向。在問題引導(dǎo)和學(xué)法指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行自主合作探究，有利于學(xué)生全面掌握鰓的結(jié)構(gòu)與功能，突破難點。解剖實驗對于七年級的學(xué)生來說難度非常大，利用虛擬內(nèi)部解剖資源對鯽魚鰓的數(shù)量進(jìn)行探究可解決這一難題，學(xué)生通過探究，很容易就能確定鯽魚鰓的數(shù)量。

（3）總結(jié)魚適應(yīng)水中生活的主要特征

學(xué)生先自主梳理與總結(jié)魚類的主要特征，并利用思維導(dǎo)圖的形式進(jìn)行呈現(xiàn)（如圖2）。

設(shè)計意圖：通過思維導(dǎo)圖梳理知識點也是給予學(xué)生一定的學(xué)法指導(dǎo)。

（4）課內(nèi)延伸，拓展探究廣度

教師展示魚類的食性與消化系統(tǒng)的關(guān)系以及魚的生殖方式的資料，學(xué)生進(jìn)行閱讀與分析。教師播放鯨魚特征的視頻，學(xué)生對魚類特征與鯨魚特征進(jìn)行對比，解決課前的問題。

設(shè)計意圖：擴(kuò)充學(xué)生的知識廣度;能夠與鯨魚的特征做更好的對比，使學(xué)生充分認(rèn)識鯨魚不屬于魚類，而屬于哺乳動物。

（5）課堂小測，檢查學(xué)習(xí)成果

學(xué)生利用手中的平板電腦進(jìn)入UMU互動平臺中的考試板塊，進(jìn)行答題并提交，限時3分鐘。

設(shè)計意圖：教師在課上就能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識漏洞，并進(jìn)行個性化輔導(dǎo)，能切實提高課堂效率。

（6）課后延學(xué)，拓展探究空間

①教師將課外拓展內(nèi)容上傳至UMU互動平臺，學(xué)生利用課余時間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。②學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖總結(jié)魚類相關(guān)知識，并上傳至UMU互動平臺，與其他同學(xué)進(jìn)行溝通交流。

設(shè)計意圖：幫助學(xué)生擴(kuò)充知識廣度，同時為學(xué)生提供溝通和交流的平臺。

4.課后反思

《魚》一課通過信息技術(shù)的融入解決了傳統(tǒng)教學(xué)中的探究難題，讓學(xué)生能在虛擬與現(xiàn)實的環(huán)境中開展探究。學(xué)生通過全方位、多層次、多角度的探究學(xué)習(xí)，加深了對探究對象的理解，真正成為課堂學(xué)習(xí)的主人，也更好地提升了自身核心素養(yǎng)。但本節(jié)課也有需要改進(jìn)的地方。

①本節(jié)課中應(yīng)用的UMU互動平臺為探究式教學(xué)提供了有利條件，但探究的廣度與深度可以再擴(kuò)大一些，如側(cè)線如何幫助魚類感知水流方向、水壓大小、水流速度、水中物體位置，是否有魚類完全依靠鰭進(jìn)行運動等。

②本節(jié)課驗證魚可以在水中進(jìn)行呼吸環(huán)節(jié)與化學(xué)學(xué)科融合，在探究深度與廣度擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，在融合方面可以更充分些，如在探究魚類的運動主要是通過幾種作用產(chǎn)生動力時，可以與物理學(xué)科相融合。

信息技術(shù)的不斷發(fā)展為優(yōu)化教學(xué)模式提供了更多的可能性。同時，它也對教師提出了更高的要求，教師應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容、學(xué)情、教學(xué)環(huán)境為基礎(chǔ)，選擇合適的信息技術(shù)和合理的教學(xué)模式，使其能更好地與內(nèi)容結(jié)合，更好地與學(xué)情以及教學(xué)實際結(jié)合。