基于實驗創新與優化的“觀察蚯蚓”教學設計

沈雨萌

1教學分析

“觀察蚯蚓”是人教版《生物》八年級上冊第五單元第一章第二節的內容。環節動物的身體開始分節，這是生物體的結構和功能相適應的體現。《義務教育生物學課程標準（2011年版）》要求學生通過對蚯蚓活體進行觀察，了解蚯蚓是環節動物的典型代表，并通過視頻等資料學習外，得出動物適應陸地環境的主要形態、結構及生理功能特點。本節課的目的是為學生創建開放式的學習平臺，通過對蚯蚓進行觀察進一步深化理解動物形態結構與環境相適應的觀點，并為學生后面的學習打下基礎，起著至關重要的作用。

學生在上節課已經學習過環節動物的主要特征。并且八年級的學生對周圍的世界具有強烈的好奇心和積極的探究欲，且具備主動參與探究以及小組合作能力。通過前面的學習，學生開始能提出關于動物的問題，觀察研究的興趣濃厚。

但是城市的孩子往往對蚯蚓有恐懼心理。在觀察蚯蚓的實驗中，如果學生不敢動手，那么實驗就無法進行下去。因此，消除或減輕學生對蚯蚓的恐懼感是本實驗成敗的一個關鍵。

2設計思路

課前，教師先組織學生集體在校園挖蚯蚓，使學生了解蚯蚓的生活環境，并消除學生對蚯蚓的恐懼感。接著，根據科學研究從簡單到復雜的原則，教師引導學生通過觀察蚯蚓的外部結構，探究黏液作用，設計實驗探究影響蚯蚓的運動的因素，進而讓學生得出蚯蚓適應陸地環境的主要形態、結構及生理功能特點。最后，送蚯蚓回家，培養學生珍愛生命的情感。

3教學目標

（1）概述蚯蚓的主要特征；

（2）嘗試探究蚯蚓與其生活環境相適應的形態結構特點；

（3）關注蚯蚓在生物圈中的作用，形成珍愛生命的情感。

4教學策略

探究式教學策略，學生自主設計實驗、實踐，通過探究式學習進行知識的建構。

實驗準備：蚯蚓、燒杯、清水、小噴壺、面粉、兩種情景玻璃板（一半光滑，一半磨砂）、質量分數為1%的醋酸溶液、計時器、刻度尺。

5教學過程

5.1課前準備

課前，教師組織學生集體在校園挖蚯蚓。每個學習小組采集同一環境下、大小、發育狀態大致相同的蚯蚓若干條。學生通過觀察了解蚯蚓生活的環境，消除對蚯蚓的恐懼感，便于后期課堂實驗的進行。

5.2新課引入

教師展示蚯蚓與人類生活的相關視頻及圖片。學生觀看視頻，了解蚯蚓在疏松土壤、處理垃圾、做優質飼料等方面對人類有很大貢獻。這樣引出本節課學習的知識，進一步消除學生對蚯蚓的恐懼感，激發學生對蚯蚓進一步觀察的愿望。

5.3觀察實驗及探究

5.3.1活動一：觀察蚯蚓的外部形態

教師展示標有蚯蚓前后端的圖片，并提問：如何判斷蚯蚓的前后端？待找到環帶這一結構后，學生按照《實驗報告單》中操作流程進行蚯蚓外部形態觀察。同時，教師提醒學生觀察時動作要輕，勿大力按壓。學生將一條蚯蚓放在光滑的玻璃板上，分析如何根據觀察到的特征判斷前后端，以確定蚯蚓外部形態特征，確定其環帶、前后、左右、背腹等結構。

5.3.2活動二：探究蚯蚓黏液的作用

教師引導學生觸摸蚯蚓體表，感覺黏液。學習小組討論設計對照實驗，向活動旺盛的蚯蚓撒上適量面粉，觀察與濕潤蚯蚓狀態是否相同。教師提醒學生觀察到現象后立即取出蚯蚓，除去面粉。實驗結果見表1。

通過實驗觀察，學生認識到蚯蚓體表黏液對其生命活動的重要性，并意識到后期實驗需經常濕潤蚯蚓。

學生提出問題：蚯蚓喜歡濕潤，是否可以將蚯蚓泡在水中飼養？教師根據學生提出的問題，提供燒杯、清水等實驗器材和試劑。在教師的適當引導下，學生完成觀察實驗。學生通過討論，設計實驗，并將蚯蚓放入有水的燒杯中，觀察其狀態。通過觀察，學生能發現在裝有水的燒杯中，蚯蚓會掙扎向上爬。教師鼓勵學生分享自己的感受，進而幫助學生理解水中蚯蚓無法通過黏液攝取氧氣，進行呼吸。最后，引導學生分析：為什么雨后蚯蚓會爬出地面？

5.3.3活動三：探究蚯蚓的運動

學習小組成員根據實驗報告單所示步驟，繼續完成觀察活動：

（1）用手摸蚯蚓的剛毛，觀察其在糙紙上運動時身體粗細及長短的變化，思考這些變化產生的原因。并請同學分享蚯蚓在涂有清水的手臂上爬行時的感覺。

（2）進行探究實驗：蚯蚓在不同粗糙程度的平面上爬行快慢是否相同。

按照科學探究的步驟，學生進行探究活動。

提出問題：蚯蚓在光滑的平面爬得快還是在粗糙的平面上爬得快？

建立假設：蚯蚓在光滑的玻璃片上爬得快。

教師引導學生設計探究實驗，解決比較快慢時，實驗中蚯蚓不動或不按照直線爬行的問題，進行相關改良指導，選出最優方案，提供改良實驗材料。實驗所用玻璃板進行特殊處理，一半光滑，另一半磨砂處理使其粗糙，教師要提醒學生選擇大小相近、活躍程度相近的蚯蚓。

學生根據自己的實驗方案進行討論，解決。

學生方案一：用筆捅蚯蚓讓其前行……

學生方案二：用筷子夾著蚯蚓前行……

學生方案三：手工改造家中月餅盒，罩著蚯蚓前行……

學生方案四：調查資料了解蚯蚓怕酸，用家里的醋刺激蚯蚓前行……

學生方案五：……

通過討論方案，引導學生主動參與課堂，培養了學生分析和解決問題的能力，發揮學生的自主性。學生最終選擇較為有效的醋酸刺激，設計跑道（圖1），以保證實驗效果。教師提供稀釋好的醋酸溶液，濃度約為1%，既能對蚯蚓造成一定刺激，又不會對蚯蚓有過大傷害；同時，再次提醒學生實驗時要用小噴壺濕潤蚯蚓。

實驗操作：將兩條大小基本相同的蚯蚓分別放在光滑及磨砂的玻璃板上，讓蚯蚓處在玻璃出發點，計時30 s，測量爬行距離。比較相同時間內，哪條蚯蚓行進得更快。

得出結論：蚯蚓在粗糙平面上爬得快。

教師提問：為什么在阻力大的平面上蚯蚓爬得快？

學生體會剛毛可增大與爬行面的附著力，從而配合肌肉完成運動。學生親身體驗和觀察，理解蚯蚓運動需要肌肉和剛毛配合完成。

5.3.4活動四：拓展交流

教師提問：除了觀察環帶，還有什么辦法可以判斷蚯蚓的前后端？

學習小組討論，通過實驗驗證并選擇小組代表上臺說明判斷方法進行加分獎勵。

學生1：通過觀察外部形態，發現前段有口狀物。

學生2：水淹蚯蚓時，蚯蚓始終向上掙扎的一端來確定蚯蚓前端。

學生3：觀察蚯蚓運動的方向，總是前端先伸長，后端再跟上。

學生4：……

即使學生的方法不完全正確，教師也要鼓勵學生，培養學生的觀察探究能力。通過這樣拓展交流，學生對與蚯蚓運動有關的相關結構的作用進行分析，同時培養小組合作能力，激發了探究思維。

5.4總結展示及鞏固測試

教師組織總結，學生完成蚯蚓觀察及實驗后，填寫《實驗報告單》，小組代表回答問題。學生完成自我評價及小組評價，上交實驗報告單。這一環節可培養學生自我評價以及小組評價能力，同時培養團結及小組合作精神。課件展示檢測題。小組搶答，答對者小組加一分，答錯者不加分。

5.5課后整理

教師指導學生整理實驗儀器。學生分工清洗整理儀器，帶走蚯蚓，放回采集點，從而培養好的實驗習慣以及關愛生命的情懷。

6教學評價與反思

本節課的教學設計主要有以亮點：

（1）對觀察對象的處理方法創新。教科書中提出用沾水的棉花球濕潤蚯蚓，學生下手重，容易壓傷蚯蚓，改用小噴壺，能均勻濕潤蚯蚓，還不會造成刺激。

（2）實驗用具創新。選用面粉作為干燥劑，并設計兩種情境的玻璃板，使探究實驗更科學，結果更明顯。

（3）實驗方法創新。利用同學分享及醋酸設計跑道，讓蚯蚓直行，幫助學生突破重難點，提高課堂效率。

（4）教學理念創新。按照新課程理念，運用建構主義學習理論，對教材內容有選擇性的采用，對課堂突發事件靈活處理。教師以學生為主體，引導他們創新，使他們能通過觀察、討論、探究等形式將知識進行重新建構，達到一定高度，在有效提高學生學習興趣和動手能力的同時，也在課堂中時刻體現STSE的教學思想。

（5）學生過程性評價創新。整個教學過程中實現對學生的過程性評價，如學生是否參與實驗操作的過程等，探究過程尊重學生想法，推動學生個性化、多元化的發展，同時學生互評及自評，也利于學生的成長。