“立體探究”教學模式的實踐與思考

曾慶國 （佛山市華英學校 廣東佛山 528000）

生物學實驗教學無論是在獲取知識方面，還是在操作技能、智力發展、人格培養等方面都對學生起著重要的作用，是提高學生的科學素養和培養學生創新精神的平臺。新一輪教學改革后，廣大生物學教師在實驗教學方面普遍比較重視，也花了不少心思。但生物學實驗教學難度比傳統教學難度大，以致于不少教師把探究變成接受學習，實驗課堂上強調聽從教師的指令。學生只得跟著教師的要求操作，缺乏創新，把新奇的體驗變成枯燥無味的重復性勞動。教師如何改變這些現狀來激發學生進行生物學探究實驗的積極性？下面嘗試從創新教學模式的角度來探討這一問題。

1 “立體探究”教學模式的提出

教學模式就是學習模式，是一種幫助學生獲得信息、思想、技能、價值觀、思維方式及表達方式的活動程序，也是教學生如何學習的教學活動。“立體探究”教學模式就是在教學中樹立以學生發展為本的理念，在教師的引導下，以探究實驗為平臺，通過立體的探究環境，即時間立體化、空間立體化、內容立體化，促進學生思維發展，培養學生的創新能力和實踐能力的教學活動。

2 “立體探究”教學模式的特征

2.1 教學時間立體化

傳統的課堂只有40 min，學生在有限的時間內很難對探究實驗的原理進行深入的理解，對實驗中的異常現象往往也來不及分析和思考，甚至有個別學習滯后的學生連實驗的操作步驟都還不清晰。另外，在大班制的背景下，有限的教學時間讓教師的指導很難滿足大部分學生的需要。

教學時間立體化即根據教學內容的需要，對時間實行彈性設置，突破時間的限制，可將課堂時間延伸到課外時間。時間安排有以下幾種參考：1課時；2課時（連續），即在課堂上用兩個連續的課時完成；0.5+0.5課時或1+1課時（分開），由于個別實驗的時間較長，在1節課上無法完成，因此用兩個分開的0.5課時或1課時完成；課外時間。

2.2 教學空間立體化

傳統的實驗教學多數在實驗室或課堂上完成，往往忽略了學校其他功能場室、家庭、社區對教學的輔助作用。如，多媒體教室在增大課堂信息容量方面的作用，生物園給學生帶來的直觀體驗等方面。

教學空間立體化是指探究教學不局限于課堂和實驗室，可將課堂延伸到多媒體室、生物園，甚至延伸到家里、社區等，結合時間的立體化，充分利用各場室的作用，有效開展實驗。

2.3 教學內容立體化

內容立體化是指在教師提出的范圍內，學生可自由選擇實驗內容，可自行設計實驗方案，可自行按方案選擇實驗器材，由學生自己完成探究實驗的整個過程。內容立體化能有效地調動學生的主動性和發揮學生的創造性，解決不同層次的學生在實驗課堂上的學習問題（如“優生”吃不飽，“后進生”吃不了等），使學生更好地參與到探究實驗中來。

3 “立體探究”教學模式的實踐

“立體探究”教學模式的基本流程為：立體導學→互動探究→評價總結→質疑創新。人教版初中生物七年級下冊第四單元第二章“人體的營養”第二節“消化和吸收”（2課時）中有一個探究實驗“饅頭在口腔中的變化”。傳統的教學設計一般為第一課時做實驗，第二課時完成其他知識的學習。實際上，要在一個課時內按教材要求完成這個探究方案的制定和完善，再執行方案得出結論，是較難實現的，也不便于教師在實驗課堂上進行指導。下面，以此探究實驗為例，說明“立體探究”教學模式在初中生物實驗教學中的具體應用。

在課時和上課地點的設置上，做出表1的安排。

表1 “立體探究”課時和上課地點安排

3.1 立體導學

教師通過所設定的教學目標，根據教學內容和教育對象的實際情況，創設立體的教學情境來引導學生積極主動建構自己的知識結構和明確技能要求，具體分為三個步驟。

（1）創設立體的教學情境，即從實驗的現象、多層次的問題及學生的實際體驗來引導教學。教師先在饅頭上滴加碘液使饅頭變藍吸引學生的注意，再用一個演示實驗視頻引導學生思考碎饅頭放進試管溶液后不再變藍的原因，引導學生從多個角度思考問題。然后，從學生的實際體驗出發，提出問題：“細細咀嚼饅頭后有什么感覺？甜味的來源是什么物質？這一物質滴加碘液后會變藍嗎？”再舉例說明模擬實驗的必要性，強調單一變量的設置，鼓勵學生從教師制作的網站中尋找答案，主動建構本節實驗的知識結構，為下一步設計探究方案作鋪墊。

本節實驗的知識結構：

①淀粉是饅頭的主要成分，淀粉沒有甜味，淀粉遇碘變藍；

②淀粉分解后形成的麥芽糖有甜味，麥芽糖遇碘不變藍。

本節的技能要求：

①模擬實驗的操作；

②控制變量法設計對照實驗；

③水浴加熱的操作。

（2）確定多層次的探究主題（內容立體化）。對于饅頭變甜的原因，教師應鼓勵學生大膽質疑，充分發散思維，明確自己要求解決或必須解決的問題：

①饅頭變甜與牙齒的咀嚼有關嗎？

②饅頭變甜與舌頭的攪拌有關嗎？

③饅頭變甜與牙齒的咀嚼和舌頭的攪拌有關嗎？

④饅頭變甜與唾液的分泌有關嗎？

⑤饅頭變甜與牙齒的咀嚼、舌頭的攪拌和唾液的分泌有關嗎？

（3）設計和完善探究方案。學生利用教師制作的網站，進入虛擬實驗室，模擬操作，自主學習，以小組為單位完成探究方案。教師在此期間巡堂指導，借助網絡交互性強的特點，讓學生把完成的方案上交，并點評其中一至兩份典型的方案，尤其要重點明確一些關鍵的步驟如唾液的收集方法、恒溫水浴的方法等，以解決實際操作中可能會存在的障礙。

3.2 互動探究

互動探究以小組為單位進行，每4人一組。小組成員根據學生不同的層次在課前安排好。互動探究包括以教師為主導，以學生為主體的教學互動探究以及學生與學生之間的學習互動探究，包括：

①教師充分利用兩個0.5課時之間的時間，收集并審閱學生的探究方案，對其中不足的地方給予指導；如果實驗難度較大，教師可通過這段時間培訓“小老師”，加強學生與學生之間的互動；學生也可利用這個時間收集資料，討論分析，預想可能會遇到的問題，進一步完善自己的探究方案。

②課前5 min，教師要求學生根據自己的探究方案到實驗準備室領取相應的器材，并準備好實驗所需的唾液。上課后，學生即可按照小組的分工自主進行探究實驗，如切碎饅頭、往試管加入溶液、準備37℃的恒溫水浴、計時、觀察等。教師根據課前對小組方案的分析和課堂上的觀察對各小組進行必要的指導或啟動“小老師”來給學生指導。另外，也可設定一個競爭機制，對遵守實驗室紀律、注重操作規范的小組給予加分獎勵，鼓勵小組間的良性競爭。

3.3 評價總結

對于前面兩個流程的教學，教師要“放”，要將問題發散；而評價總結這一流程則要“收”，教師要有意識地引導學生總結規律性的知識。教師需要結合課前對各小組方案的分析和課堂上的觀察來進行，注重評價的立體化、多元化，注重過程性評價，注重培養學生以創新為本的價值理念，讓學生從評價中體驗到成功，增強其自信心。

教師安排各小組的發言人上臺交流小組的結論，引導學生得出饅頭變甜的關鍵因素是唾液，輔助因素是牙齒的咀嚼和舌頭的攪拌，并由此體會到吃飯時要細嚼慢咽。然后，教師和全體學生一起比較了酒精燈加熱保溫和不斷加熱水保溫兩種恒溫水浴方法的優缺點，并表揚想到這些方法的小組。

3.4 質疑創新

探究提供給學生的是初次體驗，學生從中獲得感性的認識。質疑創新就是在探究的基礎上發現自己認知上的偏差或產生新的問題，通過再次努力解決這個偏差或問題，達到知識的深入理解。

教師先讓學生對自己實驗中存在的問題仔細分析，然后在學生質疑時，引導失敗的小組總結出水浴時間可能不夠長、水浴溫度有偏差、唾液與碎屑可能混合不夠充分等原因。在這個過程中，學生產生了很多新的想法，體現出一定的創新性，如有學生提到水浴溫度過高或過低會有什么不同的結果，唾液的濃度對實驗會不會有影響等。對于提出這些問題的學生，教師應及時肯定，并提醒學生可上網查找相關資料，利用課外時間預約實驗室來完成新問題的探究。

本課教學體現出“立體探究”教學模式時間立體化、空間立體化和內容立體化的特征。學生主動參與，積極探究，體現了主體地位，有效激發了興趣。

4 實施“立體探究”教學模式的思考

（1）“立體探究”教學模式的構建要求教師創建一個有效地支持學生進行自主學習的環境，創設一個有利于意義建構的情境，激發學生通過立體的探究環境提高對信息的查詢、收集、篩選、抽取、重組、表達與交流的能力，培養學生思維的批判性、靈活性和深刻性，使之有利于小組成員之間相互協作和問題的解決，有利于學生學習的自我調控。

（2）“立體探究”教學模式為實驗教學提供了更多選擇，但仍要注意不同教學模式的優勢互補。針對不同的學生、不同的教學內容，教師需要選擇最合適的教學模式，以達到最好的教學效果。

（3）“立體探究”教學模式受多種因素的影響，教師需要花費更多的時間設計和組織教學。由于部分教師已經習慣了傳統的教學模式，所以必須對教師進行充分的教學策略訓練，使教師從心理上接受并使用這種新的模式。另外，以后還應從課型、學科、教學內容的選擇方面等進一步完善這種教學模式，提高課堂的有效性。