借力實驗搭建探究學習平臺，助力學生科學素養發展

許林燕

摘要：文章以“探究魚類適應水中生活的特征”為例，將學生原有認知為生長點，搭建實驗探究學習支架，促使學生在經歷從感性認識到理性思維的過程中，建構重要概念、發展思維能力、增強生命意識，為他們的終身發展打下良好的基礎。

關鍵詞：探究性學習理性思維科學素養

“探究魚類適應水中生活的特征”隸屬于蘇科版七年級下冊生物第5單元第10章第1節“水中的動物”的內容。這節內容是從生物與環境的關系出發，選擇學生生活中常見代表動物進行實驗，探究水中生物適應環境的主要特征，理解生物形態結構與生活環境相適應的觀點。在代表動物的選擇上，教材中選擇了學生比較熟悉的鯽魚作為代表動物進行探究，因為學生在生活中對鯽魚已經具有一定的認知基礎，如已知鯽魚體表有鱗片、有鰓、有鰭等結構，但對這些結構如何適應水中生活并不是很了解，對如何設計實驗方案來驗證自己的猜想或假設具有一定的困難。因此，在教學中，可以將學生原有的知識作為新知識的生長點，搭建合作探究學習平臺，引導學生獲得事實性資料，構建生物學重要概念，樹立“生物形態結構與生活環境相適應”的科學觀點，促使學生形成學會探究、學會質疑、學會反思、學會評價等技能，提升其生物科學素養。

一、教學過程

1、創設教學情境，明晰探究思路

展示一段千姿百態水生動物的視頻，設疑：水中的動物雖然形態各異，但它們都能夠適應水中生活。如魚為什么能在水中自由自在地生活呢？接下來，讓我們以鯽魚為代表（每張桌上放一個透明魚缸，一條鯽魚在魚缸中游動。），來探究魚類適應水中生活的特征。首先，讓我們一起來仔細觀察鯽魚，請你說出鯽魚外部結構名稱（圖1）。

依據鯽魚的外部形態特征，我們可以從哪些方面進行探究鯽魚具有可能與適應水中生活相適應的特征？學生各抒己見，教師適當歸類，得出從外部形態（體形、體色、體表）、運動、呼吸和感覺等方面進行探究，如圖2所示。

【設計意圖】此環節從學生熟悉的魚類代表鯽魚入手，以問誘思，以問誘探，搭建“鯽魚適應水中生活的主要特征”的探究思路，推進重要概念的生成。

2、搭建實驗支架，促進多元合作

活動1、探究鯽魚的外形適應特征

①看一看，鯽魚的體形呈什么形態？想一想，這種體形與水中游泳有什么關系？

②看一看，鯽魚的體色有什么特點？想一想，這種體色與水生環境有什么關系？

③摸一摸，鯽魚的體表有什么感覺？想一想，這與水中游泳有什么關系？

師生共同歸納出鯽魚的外形適應特征（表1）。

①用鑷子輕輕掀起鰓蓋，觀察鰓的形態和顏色，想一想，鰓為什么是鮮紅色的，鰓絲為什么既多又細？想一想，鯽魚在水中生活依靠什么呼吸？

②學生分析和思考，作出假設，設計實驗方法，全班交流完善，形成可行性方案。

方案1.用棉花堵在鰓蓋下，觀察魚的生存情況。

方案2.用凡士林涂抹鰓絲使之與水隔離，觀察魚的生存情況。

方案3.將墨水慢慢滴在魚的口前方，觀察墨水是怎樣流動的？

③分組選擇一種實驗方案，實施實驗，觀察實驗現象，交流表達，得出結論（表2）。

活動3、探究鯽魚的運動適應特征

①教師引導學生進行猜想提出問題，假設各種魚鰭的作用，設計實驗進行驗證，給予學生線索：第1，采用什么方法分別研究不同魚鰭的作用？第2，如何設置對照實驗？第3，如何避免外界因素對實驗的影響？

②全班集思廣益，設計實驗方案。從保護動物的角度，選擇捆綁魚鰭的方式：胸鰭、腹鰭、背鰭和臀鰭用濕的紗布包好，然后用橡皮筋箍牢；尾鰭用硬紙板、小夾子夾住來研究不同魚鰭的作用。

③分組認領一種處理方法，實施實驗，觀察實驗現象，分析實驗現象，共同得出實驗結論（表3）。

活動4、探究鯽魚對外界刺激的適應特征

①教師輕輕敲擊裝有鯽魚的魚缸，學生觀察魚類會有什么反應？引導學生提出問題：鯽魚是靠哪個器官感受到外界的這種刺激？由此提示：第1、如何得知側線能夠感知水流？ 第2、如何處理側線？第3、如何制造水流？

②學生作出假設，自主設計方案，交流與分析，完善實驗方法。

方案1.選擇用眼罩蒙住魚的眼睛，用玻璃棒順時針攪拌水流，看它能否躲避障礙物？

方案2.用凡士林涂抹側線，用玻璃棒順時針攪拌水流，看它能否躲避障礙物？

③分組選擇任意一種處理方法，實施實驗，觀察現象，交流表達，得出結論（表4）。

【設計意圖】此環節通過一系列的探究活動，學生經歷從感性認識到理性思維的過程，獲得與概念相關的事實性知識。在探究活動中，學生一個個像科學家一樣進行科學探究，通過親自設計實驗、動手操作，提高了動手和動腦的能力；通過討論、表達、交流和反思，激發了學生問題意識，提高了分析問題、解決問題和語言表達的能力；通過組內和組間的合作和評價，增強了團結協作和互助競爭的意識。同時，在教學中，學生愛護動物，珍愛生命的情感得到了提高。

3、建構概念模型，樹立科學觀點

①建構模型，體味概念生成：繪制概念圖歸納出魚類適應水中生活的主要特征。

②完善認識，樹立科學觀點：水中生活的動物多種多樣，千奇百怪，但無論怎樣，他們在形態上或生理上都能夠適應水中的生活。任何一種生物都要適應周圍的環境而生存，否則就會被淘汰。

【設計意圖】此環節學生繪制概念圖將零碎的概念性知識系統化，形成對重要概念的全面把握，正確理解“生物的形態結構”與“生活環境”相適應的辯證關系。

二、教學感悟

建構主義學習理論認為，學生的學習不是教師簡單將知識由外到內的轉移和傳遞過程，而是學生主動地建構知識經驗的過程。因此，本節課一開始就圍繞學生的學習目標創設問題情境，誘思學生的思維活動，搭建清晰的探究框架，使學生的思維積極地朝著預定的方向進行。接著，依據預設的探究思路，把學習過程分解成一個個融入問題的具體實驗探究活動，驅動學生經歷“合作探究—互動解疑—反饋完善—歸納總結”等過程，從感性到理性抽象出與重要概念相關的知識，重在發展學生發現問題、分析問題和解決問題等探究技能，培養學生等科學素養。至此，學生通過一系列探究活動形成的概念性知識是零碎的、片段的。這時，要求學生自主繪制概念圖梳理相關概念，建構概念模型，最終實現對重要概念的整體把握，樹立“生物的形態結構與生活環境相適應”的科學觀點，并為后續的學習打下基礎。endprint