基于實驗創(chuàng)新與優(yōu)化的“觀察蚯蚓”教學設(shè)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(jié)的內(nèi)容。環(huán)節(jié)動物的身體開始分節(jié)，這是生物體的結(jié)構(gòu)和功能相適應的體現(xiàn)。《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(huán)節(jié)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(huán)境的主要形態(tài)、結(jié)構(gòu)及生理功能特點。本節(jié)課的目的是為學生創(chuàng)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(tài)結(jié)構(gòu)與環(huán)境相適應的觀點，并為學生后面的學習打下基礎(chǔ)，起著至關(guān)重要的作用。

學生在上節(jié)課已經(jīng)學習過環(huán)節(jié)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(guān)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(guān)鍵。

2設(shè)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(huán)境，并消除學生對蚯蚓的恐懼感。接著，根據(jù)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(jié)構(gòu)，探究黏液作用，設(shè)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(huán)境的主要形態(tài)、結(jié)構(gòu)及生理功能特點。最后，送蚯蚓回家，培養(yǎng)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(huán)境相適應的形態(tài)結(jié)構(gòu)特點；

（3）關(guān)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(shè)計實驗、實踐，通過探究式學習進行知識的建構(gòu)。

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(zhì)量分數(shù)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(huán)境下、大小、發(fā)育狀態(tài)大致相同的蚯蚓若干條。學生通過觀察了解蚯蚓生活的環(huán)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(guān)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(yōu)質(zhì)飼料等方面對人類有很大貢獻。這樣引出本節(jié)課學習的知識，進一步消除學生對蚯蚓的恐懼感，激發(fā)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(tài)

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(huán)帶這一結(jié)構(gòu)后，學生按照《實驗報告單》中操作流程進行蚯蚓外部形態(tài)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(jù)觀察到的特征判斷前后端，以確定蚯蚓外部形態(tài)特征，確定其環(huán)帶、前后、左右、背腹等結(jié)構(gòu)。

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(shè)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(tài)是否相同。教師提醒學生觀察到現(xiàn)象后立即取出蚯蚓，除去面粉。實驗結(jié)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(jīng)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(yǎng)？教師根據(jù)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(shè)計實驗，并將蚯蚓放入有水的燒杯中，觀察其狀態(tài)。通過觀察，學生能發(fā)現(xiàn)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(jù)實驗報告單所示步驟，繼續(xù)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(chǎn)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(shè)：蚯蚓在光滑的玻璃片上爬得快。

教師引導學生設(shè)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(guān)改良指導，選出最優(yōu)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(jù)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(diào)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(yǎng)了學生分析和解決問題的能力，發(fā)揮學生的自主性。學生最終選擇較為有效的醋酸刺激，設(shè)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(fā)點，計時30 s，測量爬行距離。比較相同時間內(nèi)，哪條蚯蚓行進得更快。

得出結(jié)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(huán)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(tài)，發(fā)現(xiàn)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(yǎng)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(guān)的相關(guān)結(jié)構(gòu)的作用進行分析，同時培養(yǎng)小組合作能力，激發(fā)了探究思維。

5.4總結(jié)展示及鞏固測試

教師組織總結(jié)，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(huán)節(jié)可培養(yǎng)學生自我評價以及小組評價能力，同時培養(yǎng)團結(jié)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(yǎng)好的實驗習慣以及關(guān)愛生命的情懷。

6教學評價與反思

本節(jié)課的教學設(shè)計主要有以亮點：

（1）對觀察對象的處理方法創(chuàng)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(chuàng)新。選用面粉作為干燥劑，并設(shè)計兩種情境的玻璃板，使探究實驗更科學，結(jié)果更明顯。

（3）實驗方法創(chuàng)新。利用同學分享及醋酸設(shè)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(chuàng)新。按照新課程理念，運用建構(gòu)主義學習理論，對教材內(nèi)容有選擇性的采用，對課堂突發(fā)事件靈活處理。教師以學生為主體，引導他們創(chuàng)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(gòu)，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(xiàn)STSE的教學思想。

（5）學生過程性評價創(chuàng)新。整個教學過程中實現(xiàn)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(fā)展，同時學生互評及自評，也利于學生的成長。