邰玉韋

探究性學(xué)習(xí)是義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）倡導(dǎo)的核心課程理念，探究是體現(xiàn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的核心，有利于促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改變。

在實(shí)證型探究學(xué)習(xí)中，常常采取觀察、調(diào)查、探究實(shí)驗(yàn)等作為解決問(wèn)題的主要手段，這種方式在生物學(xué)教學(xué)中是常用的、重要的教學(xué)方式。它的價(jià)值取向在于，既可以充分體現(xiàn)生物課程的性質(zhì)和內(nèi)涵，又可以促進(jìn)學(xué)生積極主動(dòng)學(xué)習(xí)。教學(xué)實(shí)踐表明，在課堂教學(xué)中，可以充分利用身邊鮮活的、豐富的課程資源，創(chuàng)新性地開(kāi)展實(shí)證型探究學(xué)習(xí)的實(shí)踐活動(dòng)。本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐案例，從“圍繞新課標(biāo)中重要概念”“教材實(shí)驗(yàn)優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)”“課堂拓展解答生活問(wèn)題”“創(chuàng)設(shè)學(xué)生興趣探究活動(dòng)”等四個(gè)方面，談?wù)剬?shí)證型探究學(xué)習(xí)創(chuàng)新開(kāi)展的主要策略。

一、圍繞新課標(biāo)中的重要概念

義務(wù)教育生物學(xué)課程課標(biāo)（2011年版）中，明確了50個(gè)重要概念，每個(gè)重要概念又由不同的小概念組成。因此，促進(jìn)學(xué)生理解不同概念的內(nèi)涵尤其重要。

（一）案例1：《探究無(wú)機(jī)鹽對(duì)植物青菜生長(zhǎng)的促進(jìn)作用》——理解無(wú)機(jī)鹽的作用

探究設(shè)計(jì)：提供兩個(gè)分別裝有等量無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液和蒸餾水的錐形瓶，分別放入兩棵生長(zhǎng)狀況一樣的青菜植株，在其他環(huán)境條件相同的情況下，培養(yǎng)一段時(shí)間，觀察比較其生長(zhǎng)情況，結(jié)果是裝有蒸餾水的錐形瓶中的青菜植株明顯長(zhǎng)勢(shì)較弱;然后探究其原因，取2片潔凈的載玻片，在其中央分別滴一滴無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液和蒸餾水，用鑷子夾住載玻片，放在酒精燈上加熱烘干，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)在滴加無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液的載玻片上留下白色的斑痕，這主要是無(wú)土營(yíng)養(yǎng)液中的無(wú)機(jī)鹽形成的，而滴加蒸餾水的載玻片上沒(méi)有白色的斑痕。

設(shè)計(jì)意圖：利用生活中學(xué)生熟悉的事物，通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)和觀察現(xiàn)象的方式來(lái)尋找問(wèn)題產(chǎn)生的原因。學(xué)生對(duì)于無(wú)機(jī)鹽及其作用的認(rèn)識(shí)通常是陌生的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生看到了真實(shí)存在的無(wú)機(jī)鹽，獲得了一定的感性認(rèn)識(shí)，對(duì)于學(xué)生再認(rèn)識(shí)和建構(gòu)概念“無(wú)機(jī)鹽具有促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用”，能夠起到很好的促進(jìn)和理解的作用。

（二）案例2：《觀察水綿》——認(rèn)識(shí)藻類植物的一般特征及其在生物圈中的作用

探究設(shè)計(jì)：為了認(rèn)識(shí)藻類植物的特征和作用，可以選取淡水中的水綿作為觀察材料，水綿較容易采集，也便于制作臨時(shí)裝片。通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生觀察水綿并將觀察到的結(jié)構(gòu)畫(huà)下來(lái)，進(jìn)而建構(gòu)相關(guān)概念，如水綿生活在水中;水綿為多細(xì)胞植物，沒(méi)有根、莖、葉等器官;水綿細(xì)胞中有綠色帶形、呈螺旋狀的葉綠體，能夠進(jìn)行光合作用，制造有機(jī)物等。

設(shè)計(jì)意圖：動(dòng)手制作臨時(shí)裝片和利用顯微鏡來(lái)觀察水綿，是學(xué)生應(yīng)該熟悉并掌握的常見(jiàn)生物技術(shù)。同時(shí)，水綿是非常好的生物實(shí)驗(yàn)材料，又是藻類植物的代表，通過(guò)水綿來(lái)認(rèn)識(shí)藻類植物，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，利于開(kāi)展課堂教學(xué)活動(dòng)。

二、教材實(shí)驗(yàn)優(yōu)化創(chuàng)新設(shè)計(jì)

（一）案例3：《探究蚯蚓對(duì)不同液體刺激的反應(yīng)》創(chuàng)新設(shè)計(jì)

創(chuàng)新背景：《探索生命的方法》是蘇教版（七年級(jí)上）的內(nèi)容，介紹了科學(xué)探究的一般方法。為了幫助學(xué)生初步掌握科學(xué)探究的一般方法，教材提供嘗試體驗(yàn)的探究課題《蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快》，讓學(xué)生通過(guò)觀察蚯蚓在硬紙板和玻璃板上的兩種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的對(duì)比，來(lái)理解實(shí)驗(yàn)變量的含義，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。但多年的教學(xué)實(shí)踐表明，此探究效果非常不明顯，實(shí)驗(yàn)結(jié)果極不穩(wěn)定，無(wú)法重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：秉承“用教材教，不是教教材”的理念，筆者對(duì)其進(jìn)行了創(chuàng)新，將之改為《蚯蚓對(duì)不同的液體刺激有怎樣的反應(yīng)》，讓學(xué)生體驗(yàn)一次探究的全過(guò)程。蚯蚓在清水和洗潔精稀釋液刺激下的兩種反應(yīng)狀態(tài)截然不同，效果明顯，操作簡(jiǎn)單，并能使學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)變量的含義，初步學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。同時(shí)再聯(lián)系生活中洗潔精的“安全問(wèn)題”，詮釋了科學(xué)探究可以更好地解決生活問(wèn)題的內(nèi)涵，又培養(yǎng)了愛(ài)護(hù)小動(dòng)物的情感。

探究設(shè)計(jì)方案：實(shí)驗(yàn)儀器：鑷子（小心挑取蚯蚓）;紙巾;標(biāo)簽;膠頭滴管（2個(gè)）;蚯蚓（小燒杯中放4條）;兩個(gè)培養(yǎng)皿（對(duì)照實(shí)驗(yàn)）;空燒杯（倒廢水）;小燒杯A（清水）;小燒杯B（洗潔精稀釋液）（1滴：600毫升水）。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察記錄見(jiàn)表1和表2。

表1

表2

（二）案例4：《探究植物呼吸釋放二氧化碳》優(yōu)化設(shè)計(jì)

教材原實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：（1）取兩只塑料袋A、B，在A袋內(nèi)裝入新鮮菠菜或其他新鮮蔬菜如豆芽，B袋內(nèi)不放任何材料，分別將兩袋的袋口密封;（2）將兩只袋子都放到黑暗處一晝夜后取出;（3）把A、B袋內(nèi)的氣體分別通入裝有澄清石灰水的兩個(gè)燒杯中，觀察現(xiàn)象。

優(yōu)化設(shè)計(jì)：（1）取甲、乙兩個(gè)錐形瓶，每瓶各注入少量等量的澄清石灰水;（2）在甲瓶?jī)?nèi)，用紗布袋裝入新鮮的青菜并用細(xì)線懸掛在瓶中，紗布袋口要扎緊，下方不要接觸到石灰水，再用瓶塞塞緊;（3）乙瓶作同樣的處理，但錐形瓶紗布袋內(nèi)裝有等量的被開(kāi)水煮過(guò)的青菜;（4）將兩只袋子都放到黑暗處一晝夜后取出，觀察澄清石灰水的變化情況。

設(shè)計(jì)意圖：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，操作簡(jiǎn)單;觀察直觀方便，效果更明顯;避免原實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的最后一步，二氧化碳檢驗(yàn)時(shí)氣體泄漏。

三、課堂拓展解答生活問(wèn)題

（一）案例5：《充分體現(xiàn)自主創(chuàng)新與主動(dòng)探究的紙巾降解實(shí)驗(yàn)》拓展探究

探究背景：紙巾或手帕紙是學(xué)生比較熟悉的生活必需品，日常生活中被大量拋棄的紙巾，在土壤中是如何消失的呢？紙巾的主要成分是纖維素，和淀粉一樣都是糖類大分子，分解后都會(huì)有產(chǎn)生葡萄糖這個(gè)過(guò)程。葡萄糖可以用尿糖試紙來(lái)檢驗(yàn)。于是，筆者引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展“紙巾降解”的實(shí)驗(yàn)探究，因?yàn)榻滩纳蠜](méi)有安排這個(gè)實(shí)驗(yàn)，所以要充分體現(xiàn)學(xué)生的自主創(chuàng)新和主動(dòng)探究能力。

探究方案：（1）用盆子取中層土壤加水?dāng)嚢柚辆鶆?（2）用小刀把礦泉水瓶制作成兩個(gè)大小一樣的容器A、B;（3）在容器A中放入150毫升蒸餾水;（4）用燒杯取土壤溶液，用紗布過(guò)濾2～3次;（5）在容器B中放入150毫升土壤溶液過(guò)濾液;（6）在實(shí)驗(yàn)容器A、B各放入一張紙巾，放在實(shí)驗(yàn)室里待觀察;（7）每隔一周用尿糖試紙檢測(cè)一次;（8）觀察記錄現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和提出臨時(shí)解決辦法;（9）得出結(jié)論。endprint

設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用探究實(shí)驗(yàn)的方法，來(lái)解決生活中垃圾如何消失的實(shí)際問(wèn)題，符合新課程的核心理念。同時(shí)，教師提供了自主創(chuàng)新的空間，鼓勵(lì)學(xué)生大膽想象，只有讓學(xué)生多思考，方案才多，才有比較，有了比較就會(huì)發(fā)現(xiàn)不同，自主創(chuàng)新與主動(dòng)探究的活力就體現(xiàn)得越強(qiáng)。如：土壤選用、器具選用、方案設(shè)計(jì)、尿糖試紙使用方法等。

（二）案例6：《探究水溫對(duì)金魚(yú)呼吸的影響》拓展探究

探究背景：許多學(xué)生都有養(yǎng)小金魚(yú)的生活經(jīng)驗(yàn)，有成功的經(jīng)驗(yàn)，也有失敗的教訓(xùn)，利用學(xué)生熟悉的生活開(kāi)展生物探究活動(dòng)，學(xué)生比較感興趣。當(dāng)學(xué)生談到養(yǎng)小金魚(yú)時(shí)，經(jīng)常談到影響小金魚(yú)生活的諸多因素，如影響金魚(yú)生活的非生物因素有水質(zhì)、水溫、空氣、食物種類、食物多少等，針對(duì)生活中的這種情況，可以利用學(xué)生學(xué)過(guò)的科學(xué)探究知識(shí)，開(kāi)展探究拓展活動(dòng)，對(duì)課堂教學(xué)也是一種很好的延伸。小金魚(yú)的呼吸是可以通過(guò)觀察來(lái)測(cè)量的行為，水溫的不同也比較容易控制，因此，學(xué)生可以順利開(kāi)展“探究水溫的變化對(duì)金魚(yú)呼吸次數(shù)的影響”活動(dòng)。

探究設(shè)計(jì)：（1）準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：溫度計(jì)、冰塊、熱水、計(jì)時(shí)器、大小基本相同的多條小金魚(yú)、燒杯若干等;（2）一組先測(cè)試常態(tài)下的水溫，此組為對(duì)照組;待金魚(yú)安靜后，測(cè)試金魚(yú)1分鐘呼吸的次數(shù)，重復(fù)2～3次并計(jì)算平均值;（3）另一組測(cè)試加冰塊或熱水后的水溫，此組為實(shí)驗(yàn)組;待金魚(yú)安靜后，測(cè)試金魚(yú)1分鐘呼吸的次數(shù)，重復(fù)2～3次并計(jì)算平均值;（提示：溫度變化控制在5℃以內(nèi)，逐漸形成一系列的溫度差，小金魚(yú)要不斷更換）（4）得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：水溫的變化對(duì)金魚(yú)的呼吸次數(shù)有影響;一定范圍內(nèi)，溫度升高，金魚(yú)的呼吸次數(shù)增加;溫度降低，金魚(yú)的呼吸次數(shù)減少;還得出一定范圍內(nèi)溫度變化對(duì)金魚(yú)活動(dòng)狀態(tài)的具體影響。

四、創(chuàng)設(shè)學(xué)生興趣探究活動(dòng)

（一）案例7：《探究影響酵母菌發(fā)酵的物質(zhì)條件》自主創(chuàng)新作業(yè)

作業(yè)設(shè)計(jì)：請(qǐng)根據(jù)背景資料和建議的實(shí)驗(yàn)材料，提出一個(gè)值得探究的問(wèn)題，完成一次探究實(shí)驗(yàn)，并準(zhǔn)備分享探究經(jīng)歷。（1）給學(xué)生提供相關(guān)的背景資料。如：做饅頭或面包時(shí)，經(jīng)常要用到酵母菌，酵母菌通過(guò)分解面粉中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)獲得能量，同時(shí)釋放出二氧化碳，我們把這個(gè)過(guò)程稱為發(fā)酵。實(shí)驗(yàn)證明：室溫下，5毫升酵母菌活化溶液和2毫升營(yíng)養(yǎng)液在試管里充分混合均勻，靜置5～10分鐘（室溫25℃左右時(shí)）可以觀察到試管里有氣泡產(chǎn)生。（2）給學(xué)生建議的實(shí)驗(yàn)器材。酵母菌活化溶液（超市購(gòu)買(mǎi)活性干酵母一袋，溫水配置成活化溶液）、蔗糖溶液、淀粉溶液、葡糖糖溶液、食鹽溶液、清水、量筒、滴管、試管、標(biāo)簽紙。

設(shè)計(jì)意圖：（1）作為自主創(chuàng)新作業(yè)來(lái)完成實(shí)驗(yàn)探究，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展;（2）發(fā)揮學(xué)生自身的潛能，學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)有能力提出一個(gè)問(wèn)題，并能順利設(shè)計(jì)和完成對(duì)照實(shí)驗(yàn);（3）多讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)踐，可以產(chǎn)生更多的智慧和創(chuàng)新意識(shí)，并感受到生物學(xué)科探究學(xué)習(xí)特有的魅力。

（二）案例8：《生物攝影比賽活動(dòng)》的開(kāi)展

設(shè)計(jì)背景：隨著實(shí)驗(yàn)室數(shù)碼顯微鏡、數(shù)碼照相機(jī)、智能手機(jī)、iPad的普及，為了更好地培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣、轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式、豐富生物課程資源，可以舉辦一次全校范圍內(nèi)的生物攝影比賽活動(dòng)。

比賽內(nèi)容：（1）《嘗試觀察記錄一種植物生長(zhǎng)發(fā)育的過(guò)程》一組照片;（2）《觀察或探究動(dòng)物的行為》的一組圖片或視頻;（3）《顯微鏡視野下的微觀世界》照片;（4）《生物實(shí)驗(yàn)過(guò)程或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象視頻》等課堂實(shí)驗(yàn)和課外活動(dòng)的觀察記錄。

活動(dòng)意義：（1）開(kāi)發(fā)課程資源，生物攝影作品是課程資源的一部分，可以把生物攝影活動(dòng)列入教研組活動(dòng)計(jì)劃，拍攝圖片和視頻，經(jīng)過(guò)多年的積累，形成相對(duì)完整的體系和豐富的教學(xué)資源;（2）培養(yǎng)學(xué)生的興趣，通過(guò)生物攝影活動(dòng)，培養(yǎng)了學(xué)生對(duì)生物學(xué)科的興趣，學(xué)會(huì)觀察、記錄和展示，轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)和生活品質(zhì);（3）開(kāi)展生物攝影活動(dòng)還需要取得家長(zhǎng)的理解與支持，可以開(kāi)發(fā)家庭資源;（4）對(duì)許多優(yōu)秀攝影作品進(jìn)行展示和后期適當(dāng)加工，突出主題和效果，從而更大范圍內(nèi)提升資源的利用價(jià)值。

總之，要充分體現(xiàn)實(shí)證型探究學(xué)習(xí)方式的價(jià)值取向，從不同途徑創(chuàng)新開(kāi)展探究實(shí)踐，還應(yīng)注意以下基本原則：探究目標(biāo)的針對(duì)性和明晰性;探究?jī)?nèi)容的適切性和必要性;探究過(guò)程的直觀化和體驗(yàn)化;探究情境的豐富性和新穎性;凸顯學(xué)科的內(nèi)涵和學(xué)生思維的提升;滲透情感教育，等。尤其在學(xué)生的探究能力和科學(xué)素養(yǎng)的提升方面，彰顯實(shí)證型探究學(xué)習(xí)方式應(yīng)有的價(jià)值和特色。endprint