“四元學習循環圈”模式下的實驗探究

肖迪

【摘 要】在當今中學科學教育過程中，關于課本實驗，專家們都大力建議提升學生的實驗操作能力。當前美國中小學課程改革的重要模式“四元學習循環圈”，指出，提出所有成功的學習都要經歷“為什么”、“是什么”、“應怎樣”和“該是否”這樣一個循環圈。在“顯微鏡的使用”這堂課中，我嘗試將該模式應用于實驗探究中，探究兩者之間的有機結合。

【關鍵詞】四元學習循環圈;顯微鏡;教學模式;創新

【中圖分類號】G443 ??????【文獻標識碼】A

【文章編號】2095-3089（2019）11-0249-02

一、實驗探究遭遇瓶頸，尋求前沿理論指導

顯微鏡的使用和洋蔥表皮細胞臨時裝片的制作是初中階段十分重要的內容。但傳統實驗課中存在著一些問題。首先，學生初次接觸顯微鏡，會比較興奮，學生很容易精力分散。其次，許多學生對實驗課的印象停留在好奇，好玩的層面，難以將實驗中出現的現象與理論知識相結合。

鑒于實驗課的開展效果不能令人滿意，我設法尋求合適的教學模式來改良。之所以選擇“四元學習循環圈”這種教學模式，是因為該教學模式經過了30余年的不斷完善，已經形成了一定的影響和規模。不過，在國內的教育實踐中，還未有大規模的實踐檢驗，所以我想嘗試兩者的結合。

二、“四元學習循環圈”教學模式簡介

一次成功的學習需要經歷幾種內部和外部的共同表現，分別是觀察與精準體驗、抽象思維概念的形成、通過主動實踐達到解決實際問題的目的、對所學知識進行整合運用這四個部分。“四元學習循環圈”的核心觀點為：學習都是由“為什么→是什么→應怎樣→該是否”組成的循環圈，簡單來說，分為：明確學習的意義、理解學習的內容、為運用而學、為創新而學。

三、四個模塊融入探究，教學相長共同促進

1.明確學習的意義。

（1）明確知識的價值，強化學習動力。

在教材的編排中，“顯微鏡的使用”之前安排了“細胞的發現和細胞學說”的內容。其中的內容包括了細胞的發現過程的歷史和顯微鏡的發展歷史。細胞學說的不斷完善是建立在顯微鏡不斷發展的基礎之上的，了解并掌握顯微鏡的使用操作對觀察學習細胞有重要的意義。

（2）提供體驗情境，增強學習興趣。

在實驗部分，我將實驗分組設置為兩人一組，一人操作，另一人記錄操作者操作不規范及錯誤的地方，并及時指出，最終要體現在實驗報告中。在誤差分析和實驗反思過程中，結合實際的操作過程，對實驗進行反思和總結。分組實驗不但能夠給學生提供操作體驗的平臺，也能夠養成學習過程中非常重要的批判精神。這樣的分組和分工能夠有效激發學生在實驗過程中對細節的探究和批判精神的養成，進而大大激發學生的學習興趣。

2.理解學習的內容。

（1）構建知識網絡，形成思維導圖。

在這一部分，需要教師將所要學習的知識進行歸納整理，通過一定的組織和提煉，對知識進行抽象地處理和總結。各類知識之間的有效聯系和邏輯順序都要有比較清晰的展示，這樣才能讓學習條理清晰。

（2）利用多元途徑，傳遞知識信息。

在構建好知識網絡主體之后，接下來教師必須要在課堂呈現和知識傳遞過程中運用各種方式提高知識的傳播效率。在課堂之中，我采用圖片、視頻、實驗操作等方式共同完成對知識的傳播和鞏固。對于一些記憶為主的知識點，我主要采用圖片結合文字的形式;對于操作及分析能力要求較高的知識點，我采用視頻結合動手實踐的方式加深學生的印象，鞏固所學。

3.為運用而學。

（1）明確實驗步驟，理清邏輯順序。

在實驗課的進行過程中，我嚴格貫徹“一令一動”的規定。即我下了操作指令之后，才能夠進行實驗步驟，并且在執行過程中，只能執行該步驟，不能擅自進行下一步。在一個步驟完成之后，下一步驟由原來的觀察員操作，原先的操作者則轉換為觀察員。

（2）分組動手操作，鍛煉實驗技能。

在課堂中，每個實驗步驟結束之后，我都會讓部分小組的觀察員說出剛才操作者在操作過程中不規范的地方，并記錄下來，為實驗報告的誤差分析留下第一手資料。

在觀察員指出操作者的不足之處時，尤其要強調陳述過程中的語言規范。如取鏡不規范的方面，很多觀察員第一句話就是：“手錯了。”從能力的角度來說，科學的核心素養的形成并不完善。在這時要明確指出“應該左手平托鏡座，右手握鏡臂，不能顛倒”這種科學描述的必要性。

4.為創新而學，為創新而教。

（1）診斷實驗報告，探索學生盲區。

為了進一步使實驗課的效果最大化，我要求班級每一位學生寫實驗報告。學生在書寫中，有不同的問題出現。

A生對于實驗步驟的設計比較詳細，但是還是有些細節部分沒有注意，如：

顯微鏡取鏡和安放時沒有說明左手平托鏡座，右手握鏡臂。

在實驗反思中，A生提到了在制作洋蔥表皮細胞臨時裝片時，產生了氣泡。但A生并沒有說明在出現氣泡的時候的解決步驟。

B生從實驗步驟的設計上更為完善，特別是有“注意事項”這一部分，說明了目鏡和物鏡的長短與放大倍數之間的關系。在這一部分體現了B生在設計實驗步驟的時候，有意識地先分析了比較容易出錯的部分。

實驗分析與討論部分：B生實驗分析的部分實實在在將自己在實驗中存在的問題和困惑寫出來，并且也做了一定的分析。

舉例如下：

在用鑷子取下洋蔥表皮標本的時候，標本容易黏在鑷子上，并且展平的時候也較難展平。這個是大多數同學在實驗中都碰到的，但是又很少寫進實驗報告里的事件。

（2）分析差異摸索學生的合適培養模式。

生A在作業和上課的態度上都較為認真，但是對科學本質的思考并不深入。從實驗報告中也不難看出，生A對很多問題并未做深入的探究和系統的分析，所以生A在學習科學時會有些力不從心。

生B在作業的視覺效果上并沒有A生規整，但是在實驗分析及反思的部分相當精彩。實驗中碰到的實際問題如實反映，并有自己的思考。該生在平時的上課過程中，不放過任何一個細節，具有較好的探究精神，生B也是班級中科學學科的領軍人物。

綜合對幾個學生以及班里其他優秀學生的調查，我認為培養學生的科學探究素養是學好科學的重要途徑。而培養學生的研究素養的重要部分，我可以從實驗課中的誤差分析做起。誤差分析的前提是對實驗方案的牢固掌握以及對實驗現象的準確記錄。在這個前提之下，將預期實驗效果和實際實驗結果進行多個維度不同層次的比較，分析實驗過程中由于操作不當或者某些客觀因素導致的實驗結果和預期之間存在的差異，在誤差分析中提升探究素養。

參考文獻

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