巧用探究性實驗帶動初中生物課堂

宋泉穎

摘要以探究“蚯蚓生活習性”為例，講述在課堂教學中如何巧用實驗帶動生物課堂。教師通過引導學生自主性設計多個實驗從不同角度探究蚯蚓的生活習性，進而完成本堂課教學任務。

關鍵詞實驗 探究 蚯蚓 土壤生活

生命科學是以實驗為基礎的科學，現代生命科學的發展尤其依賴科學實驗。生命科學實驗不僅是學生構建生命科學核心概念的重要手段，更是培養學生動手能力、提升科學素養以及創新能力的重要途徑，因此實驗是初中生物教學的重要組成部分。但是初中生物學實驗教學的現狀是教師在教學過程中往往忽略實驗教學的重要性，直接導致該課程缺少趣味性。長此以往，學生缺少了自己親自動手做實驗的體驗，缺少興趣和好奇心，從而失去了對該門課程的興趣和耐心，漸漸就成為了生物課上的“問題學生”。因此，教師都應該盡量讓學生動起來，通過學生自己做實驗、觀察實驗得到實驗結果，并根據已有知識對實驗結果進行合理解釋及推論。

1實例研究

如何在初中生物教學中真正做到“以實驗帶動生物教學”，筆者以滬版初中生物教材第二冊第四章第二節動物中“環節動物”第一課時“探究蚯蚓的生活習性”為例，進行研究。滬版教材中關于蚯蚓生活習性的介紹僅僅是以知識點形式呈現，并沒有實驗教學部分，而筆者認為該節課用生物實驗來帶領學生在探究活動中總結出蚯蚓的生活習性效果更好。基于以上原因，筆者在教學過程中將該節課分為兩個實驗板塊部分來完成教學。

1.1實驗板塊一：初探蚯蚓——探究蚯蚓的生活環境

許多傳統教案在引導學生探究蚯蚓所適宜的穴居環境時采用追問的策略，聯系學生的生活常識得到結論。筆者首先鼓勵學生自己挖掘蚯蚓并匯報蚯蚓挖掘情況（在陰暗潮濕的地方挖到蚯蚓最多），進而提出“蚯蚓可能喜歡分布在陰暗潮濕的泥土里”的推論，但是該推論是否正確需要學生通過以下探究性實驗（見實驗1、實驗2和實驗3）來驗證。本環節設計意圖在于培養學生利用單因子變量原則設計對照實驗的能力。

1.1.1實驗1：蚯蚓對濕度和鹽度的反應

將幾只活蚯蚓放在盒子的正中央，在蚯蚓正前方放有一堆潮濕的泥土、一堆干燥的泥土和一堆細鹽。經過一段時間后，學生觀察到蚯蚓鉆進了濕潤的泥土，既不愿意靠近干燥泥土，也不愿意靠近細鹽。據此，學生可以得到“蚯蚓喜歡潮濕的環境，不喜鹽”的結論。

1.1.2實驗2：蚯蚓對溫度的反應

將幾只活蚯蚓放在盒子的正中央，在盒子的一方放一杯冰水，另一方放一杯開水。經過一段時間后，學生觀察到蚯蚓爬向開水一方，但并沒有靠近開水，只是在周圍爬走。據此，學生可以得到“蚯蚓喜歡溫暖環境”的結論。

1.1.3實驗3：蚯蚓對亮度的反應

將一個無蓋的小黑紙盒反扣在解剖盤的一頭，把蚯蚓放在另一頭，用一強光燈照射蚯蚓。經過一段時間，學生發現蚯蚓爬到了黑紙盒里，進而得到“蚯蚓喜歡陰暗環境”的結論。

1.2實驗板塊二：再探蚯蚓——探究蚯蚓適宜穴居生活的特征

在確定蚯蚓穴居環境之后，教師進一步指導學生設計實驗觀察蚯蚓的外形（見實驗4）、探究蚯蚓體表黏液與呼吸之間的關系（見實驗5和實驗6）以及蚯蚓剛毛與運動之間的關系（見實驗7）。在探究過程中，教師不斷引導學生思考蚯蚓的這些形態結構特征是否有助于幫助蚯蚓適應非生物環境，進而建立起“生物體的結構和功能相適應”的生物學概念。

為了進一步培養學生設計實驗及完成實驗能力，教師選用探究蚯蚓是否有嗅覺（見實驗8）和探究蚯蚓是否對外界刺激有所反應（見實驗9）作為開放性拓展課題鼓勵學生自主完成。最后，在所有實驗完成之后，教師以思維導圖的形式將課上所有重要知識點整合起來完成課堂教學。

1.2.1實驗4：觀察蚯蚓的外形特征

用放大鏡和解剖盤觀察蚯蚓外形，可觀察到蚯蚓體色與土壤顏色相近，體形細長呈圓筒形，身體分節。結合蚯蚓生活的土壤環境，教師可引導學生思考蚯蚓的結構特征與其生活環境是否存在關聯。

1.2.2實驗5：觀察蚯蚓在干燥狀態的反應

將蚯蚓放在吸水紙上，吸干蚯蚓皮膚上的水分，觀察蚯蚓的反應，后又用蘸有清水的棉球涂抹蚯蚓體表，再次觀察蚯蚓的反應。經過幾分鐘后，學生用放大鏡可觀察到吸干水分后的蚯蚓由體表向外噴黏液，噴出幾次后全身痙攣，進而學生可得到“蚯蚓不適宜長期生活在干燥環境中”的結論。

1.2.3實驗6：觀察蚯蚓在水中的反應

將蚯蚓放在培養皿上，向培養皿里慢慢加入水直至浸沒蚯蚓，一段時間后蚯蚓欲從培養皿中爬出水外，結合實驗5結果，學生可得到“蚯蚓既不喜歡干燥環境，也不能長期生活在水中”的結論。

1.2.4實驗7：探究蚯蚓在什么物體表面爬的最快

準備兩只大小形態接近的蚯蚓，分別置于兩個大小相同的光滑塑料板和粗糙塑料板上（塑料板上灑上少許清水保證蚯蚓處于潮濕環境中），用玻璃棒固定蚯蚓行走的軌跡接近直線，記錄蚯蚓在兩塊塑料板上運動方式的差別。經過一段時間蚯蚓爬過相同路程后，分別用秒表計錄時間。結果顯示，蚯蚓在粗糙的表面爬得快，在光滑的表面蚯蚓體壁肌肉雖然也能收縮和舒張，但是還是難以爬動。學生進而可推測出蚯蚓在粗糙的表面爬得更快。

1.2.5實驗8：探究蚯蚓有沒有嗅覺

將幾只活蚯蚓放在盒子的正中央，在盒子的四角分別放有一堆拌有爛菜葉的潮濕泥土、一堆拌有檸檬水的潮濕泥土、一堆噴有濃重香水的爛菜葉潮濕泥土、一堆噴有濃重香水的檸檬水潮濕泥土。結果發現蚯蚓避開了有強烈氣味的土堆，也避開了伴有檸檬水無香水味的潮濕泥土，只選擇了不噴撒香水的無香味爛菜葉土壤。本實驗不僅證實蚯蚓有嗅覺，且不喜歡酸性物質和強烈氣味物質。

1.2.6實驗9：探究蚯蚓對外界刺激的反應

用玻璃棒輕輕觸動蚯蚓的前端、中端和后端，結果顯示蚯蚓前端對刺激更為靈敏。

2歸納延伸

2.1深究根源，發現問題

本堂課以實驗為主線，通過學生自主性探索及教師適時引導完成教學任務。其實，任何生物學概念及原理都是成千上萬的科學家通過反復做實驗得到的結論，因此教師在日常教學過程中絕不能忽略實驗教學的重要性。然而，實驗教學在初中生物教學過程中并未得到足夠的重視，原因有：①實驗教學準備過程非常繁瑣，且實驗操作過程中學生紀律難以把握，會增加教師教學壓力。②實驗教學缺乏相應考核機制，目前上海初中生物考核主要以學業考試為主，忽略了對學生實驗操作能力等方面的考核機制，因此教師更傾向于進行“書本知識”的直接輸送，而不是采用“通過學生自己動手做實驗來得到結論”的方式。③實驗課占課時量較多且易發生突發情況，而初中生物課時量較為緊張。基于以上三方面因素，教師在初中生物教學過程中容易忽略實驗教學，沒有充分發揮“實驗帶動生物教學”的積極作用。

2.2知難而上，解決問題

長時間灌輸知識點的生物課堂是乏味的，教師需要采用合適的教學策略，既合理安排實驗時間，又很好完成教學任務。

筆者認為教師可以通過以下細節來優化課堂時間安排：①合理安排實驗小組組員，做到男女搭配、動靜結合，每個組安排一名班干部作為組長，具體負責實驗過程中的適當秩序維護，避免產生實驗混亂及嘈雜的場景。②以小組為單位合理分配不同實驗組別，所有小組共享實驗結果，進而節省課堂時間、提高實驗效率。③善用微課，一些用時較長的實驗可以在課前準備好部分程序，或者制作成視頻供學生們在上課時候觀看。

2.3科學教學，眼光長遠

初中生物課堂中善用實驗教學，不僅可以培養學生自主實驗能力，加深單因子變量的原則使用，更可以引導學生帶著“思辨”眼光看待問題。通過實驗教學，教師可以將“實踐出真知”的理念以“潤物細無聲”的方式傳遞給初中生，幫助其在潛移默化中熟練掌握通過合理實驗解疑答惑、辨別信息真偽的技巧，并將其應用于日常生活和學習之中。

綜上所述，無論是從理論角度還是實踐角度，教師都應該在生物教學過程中主動引導學生通過自己動手做實驗、觀察實驗得出實驗結果，并根據其已有知識對實驗結果進行合理解釋及推論，進而更科學合理地完成堂課教學任務。