朱慧

（蘇州工業(yè)園區(qū)星港學(xué)校 江蘇蘇州 215021）

從一節(jié)課例談科學(xué)探究精神的培養(yǎng)
——以《探究蚯蚓適應(yīng)土壤生活的特征》為例

朱慧

（蘇州工業(yè)園區(qū)星港學(xué)校 江蘇蘇州 215021）

生物學(xué)科擔負著培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神的重任，本文以"探究蚯蚓適應(yīng)土壤生活的特征"一課為例，分析了背景和教材，從實驗準備、實驗?zāi)康?、實驗設(shè)計、實驗實施、實驗結(jié)論等五個方面探討了如何在教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，并且取得了一定的成效。

生物學(xué) 實驗 科學(xué)探究精神

一、分析背景和教材

世界著名數(shù)學(xué)家華羅庚曾經(jīng)說過：“科學(xué)的靈感，決不是坐等可以等來的。如果說，科學(xué)上的發(fā)現(xiàn)有什么偶然的機遇的話，那么這種“偶然的機遇”只能給那些學(xué)有素養(yǎng)的人，給那些善于獨立思考的人，給那些具有鍥而不舍精神的人?！边@句話說明了科學(xué)探究精神及其重要?？茖W(xué)探究精神是人類賴于生存和發(fā)展的一種精神，即對科學(xué)的探索和創(chuàng)新精神，需要求真務(wù)實，開拓創(chuàng)新。這種精神需要有科學(xué)的態(tài)度，有積極的進取精神，有對科學(xué)負責的精神，同時還應(yīng)有不畏艱難的精神［1］。

在新課標中，提倡學(xué)生的素質(zhì)教育。中學(xué)教育擔負著培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，為高一級學(xué)校輸送人才做好準備。以實驗為基礎(chǔ)的中學(xué)生物學(xué)，學(xué)科的性質(zhì)決定了這門學(xué)科應(yīng)當擔負起培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神的重任。大量的觀察、實驗、調(diào)查、測量、收集和分析資料，在這些多樣的生物學(xué)習(xí)過程中，既學(xué)到學(xué)科知識，又能培養(yǎng)較好的科學(xué)探究精神。但是知識可以教，感悟不可以教，只能去培養(yǎng)，去激發(fā)［2］。依據(jù)美國著名心理學(xué)家埃里克森提出的人格發(fā)展理論，青少年時期的基本任務(wù)就是發(fā)展自我同一感。初中學(xué)生容易接受新鮮事物，也容易為外界所干擾，因此可塑性很大，因此在初中階段，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神是非常合適的。

《探究蚯蚓適應(yīng)土壤生活的特征》是蘇科版生物學(xué)七年級下冊第12章第1節(jié)《土壤里的小動物》第2課時的內(nèi)容，知識內(nèi)容和能力要求通過學(xué)生的合作探究活動進行了整合，達成了知識和能力的教學(xué)目標。在這一系列的探究活動過程中，鍛煉了學(xué)生勇于探索、善于探索的科學(xué)探究精神，實事求是、一絲不茍的科學(xué)態(tài)度以及集體協(xié)作精神，本節(jié)課不僅完成了知識目標和能力目標，情感態(tài)度價值觀目標也很好的實現(xiàn)了，從而培養(yǎng)了學(xué)生的各項科學(xué)探究精神。

二、實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神

1.實驗?zāi)康?/p>

從經(jīng)驗認識層次上升到理論認識層次是科學(xué)活動必須經(jīng)歷的，因此學(xué)生的理性認識通過實驗課來加以完善，理性精神也得到相應(yīng)的培養(yǎng)。在實驗之前，對蚯蚓居住地的挖掘得到了蚯蚓，并且精心飼養(yǎng)，在這過程中學(xué)生更加愛惜這種小生命，實驗的開展自然也是不那么困難了。上實驗課的時候，學(xué)生從現(xiàn)實經(jīng)驗中提出的問題很有價值。有的學(xué)生會說，蚯蚓的身體顏色像土壤的顏色，因此捕獲蚯蚓就不是那么方便；有的學(xué)生會說，它身體上肯定存在一些特殊結(jié)構(gòu)，因為他發(fā)現(xiàn)了蚯蚓以后，用鑷子把它從泥土中拖拽出來卻相當困難，反而更促進蚯蚓往深層土壤中運動；還有的學(xué)生會產(chǎn)生這樣的疑問，蚯蚓在泥土里面生活，泥土里有充足的氧氣嗎，怎么進行呼吸呢？更有的學(xué)生表示希望能知道蚯蚓生活在黑暗的環(huán)境中，怎么感知外面的世界呢？這些問題的提出讓學(xué)生對蚯蚓適應(yīng)土壤生活的特征有了強烈的了解欲望，而這種欲望又會激發(fā)他們不斷的學(xué)習(xí)，不斷的探索，這就是科學(xué)探究精神的直接體現(xiàn)。有了這些問題作為鋪墊，教師進行一定的引導(dǎo)之后，學(xué)生自然而然地就可以去探究外形、運動、反應(yīng)、呼吸等這些方面的特征，這個過程同樣也鍛煉了學(xué)生的思維概括能力，培養(yǎng)了學(xué)生的理性精神和實踐精神。

2.實驗準備

作為教師，不可能把所有的學(xué)科知識都在有限的課堂時間上全部傳授給學(xué)生，因此，應(yīng)該讓學(xué)生在課前就主動地去探究和學(xué)習(xí)，如可以讓學(xué)生參與到課前實驗的準備之中，從而培養(yǎng)他們的科學(xué)探究精神。生物實驗的選材往往來源于生活，讓學(xué)生參與到實驗之前的準備中，更能引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，激發(fā)學(xué)生強烈的學(xué)習(xí)動機。在本節(jié)實驗課之前，教師讓學(xué)生自己去土壤中挖取蚯蚓并且飼養(yǎng)，一段時間后用于實驗。學(xué)生動手獲取實驗材料即蚯蚓的時候，會引發(fā)他們的思考，如：蚯蚓生活在什么樣的環(huán)境？當時學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在樹林里落葉堆積的陰暗潮濕處比在草坪上捕獲的蚯蚓數(shù)量更多；他們還發(fā)現(xiàn)，在下大雨后捕獲蚯蚓更容易，基本上拿著容器在學(xué)校的大路上就能捕獲很多。這些是學(xué)生自己的經(jīng)驗之談，在這背后，更能襯托出學(xué)生勇于探索并實踐的精神。在飼養(yǎng)過程中學(xué)生記錄了每天的觀察日記，觀察是科學(xué)探究的一種重要方法，“內(nèi)行看門道，外行看熱鬧”，教師通過引導(dǎo)學(xué)生從“看熱鬧”的初級水平中逐漸深入發(fā)現(xiàn)其“門道”，即引發(fā)他們對于“蚯蚓生活習(xí)性”的思考。如用什么去飼喂蚯蚓？學(xué)生發(fā)現(xiàn)，蚯蚓的食物中含水量較大的不能放太多，反而不利于蚯蚓的生存。適合蚯蚓生存的土壤潮濕程度如何？帶干一些的土壤反而有利于蚯蚓的生存等等。學(xué)生通過自己的不斷探索最終解決了問題，學(xué)生觀察記錄的完成也培養(yǎng)了他們持之以恒和實事求是的精神。

3.實驗設(shè)計

合理的實驗設(shè)計是科學(xué)實驗中的重要環(huán)節(jié)，實驗設(shè)計的嚴密性和可操作性直接影響著實驗結(jié)果。只有正確地設(shè)計實驗，結(jié)果才有可信度。對于初中一年級的孩子來說，雖然之前也學(xué)習(xí)了一部分的實驗設(shè)計內(nèi)容，但是讓他們進行整體的設(shè)計可能有一定的困難，因此教師可以把框架打好，局部內(nèi)容再讓學(xué)生自己來設(shè)計。實踐證明，這種方式是可行的。學(xué)生在設(shè)計實驗的時候，會注意到“同等條件下，選取幾條大小相似的蚯蚓進行實驗”，體現(xiàn)了實驗設(shè)計中控制變量原則；學(xué)生的書寫中還會出現(xiàn)“重復(fù)三次”字樣，體現(xiàn)了平行重復(fù)原則；有的學(xué)生還會寫到“一組蚯蚓進行處理，一組蚯蚓不進行處理”，實驗設(shè)計中的對照原則運用恰到好處。實驗設(shè)計的過程也點亮了學(xué)生思維的火花，科學(xué)探究精神中的可重復(fù)和可檢驗性也得到了很大的鍛煉。

4.實驗實施

實驗的藍圖畫好了，接下去學(xué)生的具體實踐也因為“心中有底”而會顯得有條不紊。首先，教師引導(dǎo)學(xué)生進行分組實驗的方式。分組的時候，還要注意男生和女生的合理搭配，因為男生膽大好動，女生膽小細心。這種小團體的方式分工明確，責任到位，小組的每個成員都有任務(wù)，更能培養(yǎng)學(xué)生的協(xié)作精神與寬容精神，這也是科學(xué)探究精神的體現(xiàn)。

在每個小組的實驗實施過程中，更是體現(xiàn)了不同內(nèi)涵的科學(xué)探究精神。探究蚯蚓運動特征時，有的小組的蚯蚓不太配合，他們就會去想辦法，用更加符合蚯蚓土壤中運動的方式來進行，如運動路徑整體遮光，從而得出了結(jié)論；探究蚯蚓外形特征時，有的小組發(fā)現(xiàn)書本上用放大鏡觀察蚯蚓體表剛毛的方式不太管用，就想到了讓蚯蚓在自己手背進行運動的方式，親身感受到了剛毛扎入人體皮膚那種癢癢的感覺；探究蚯蚓呼吸特征時，有的小組發(fā)現(xiàn)，用吸水紙吸掉蚯蚓體表的部分黏液時，它會掙扎難受，馬上給予一定的水分后又恢復(fù)正常；探究蚯蚓對外界反應(yīng)特征時，有的小組自制了一個盒子，用一層黑布隔斷成兩間，一組給予光照，一組沒有光照，得出了蚯蚓是避光的結(jié)論。這些具體的實驗實施都不在教材范圍內(nèi)，都是學(xué)生自己思考并進行實踐的，不迷信書本的權(quán)威，敢于自身的創(chuàng)新，這正體現(xiàn)了科學(xué)探究精神的目的也就是創(chuàng)新改革。

5.實驗結(jié)論

在最終的實驗結(jié)果匯報中，每個小組都尊重實驗事實進行匯報。有一組得出了蚯蚓在玻璃板上比硬紙板上運動快的結(jié)論，另外一個小組的同學(xué)就表示自己小組一開始也碰到了相同的問題，但是對這個結(jié)果產(chǎn)生了質(zhì)疑，認為硬紙板太干了，把蚯蚓表面的黏液吸掉了，因此在硬紙板上蚯蚓反而沒有玻璃板上運動快。他們是采用在玻璃板和硬紙板上各呈現(xiàn)一條淡淡的水路，讓蚯蚓沿著水漬運動，這種情況下，既保證了蚯蚓的身體正常狀態(tài)，又能有效解決問題。這個過程中充分體現(xiàn)了學(xué)生的求真和懷疑精神，并且用創(chuàng)新的方法解決了相應(yīng)的問題，這就是教育最終期待的結(jié)果。

實驗結(jié)果還需要科學(xué)真理的支撐，把獲得的生物學(xué)知識的感性認識上升到理性認識。學(xué)生通過實驗揭示了蚯蚓適應(yīng)土壤生活需要很多特殊的身體結(jié)構(gòu)，這些身體結(jié)構(gòu)有其特殊的功能，這體現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學(xué)基本觀點，這也是辯證唯物主義的觀點。學(xué)生掌握了這一觀點，有助于形成科學(xué)的思維方式，提高思考分析能力，即能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

三、教后反思

本節(jié)課以學(xué)生為本，開放性的活動為學(xué)生提供了自由空間，學(xué)生在實踐中體驗了學(xué)習(xí)的過程、學(xué)習(xí)的價值，并從中提高了解決問題的能力，充分培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究精神。

對中學(xué)生進行科學(xué)探究精神教育任重而道遠，中學(xué)生物學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究精神的重要陣地，但是僅靠一門學(xué)科的教學(xué)是不可能完成學(xué)生科學(xué)探究精神的培養(yǎng)，必需把各門課程有機地結(jié)合起來。作為教育工作者，應(yīng)該注意在平時教學(xué)的潛移默化之中不斷提高中學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和科學(xué)探究精神，相信一定能為國家培養(yǎng)一大批適應(yīng)時代發(fā)展的棟梁之材。

［1］黎文.論中學(xué)物理教學(xué)中學(xué)生科學(xué)精神的培養(yǎng).柳州師專學(xué)報，2006，21（4）:131-132.

［2］陳愛平.會“動”的生物課.科教論壇.2012，6:186.