基于KWL模式的分層遞進式實驗教學(xué)初探

殷歌

摘要 以實驗“觀察溶液濃度的大小對植物吸水的影響”為例，運用KWL模式，引導(dǎo)學(xué)生進行分層實驗，達成對教材知識的深入理解，發(fā)展科學(xué)思維能力。

關(guān)鍵詞 實驗 KWL模式 遞進式教學(xué)

中圖分類號 G633：91 文獻標(biāo)志碼 B

1 KWL模式及在生物實驗教學(xué)中的運用

KWL模式是美國唐娜·奧格爾于1986年提出的基于圖式理論指導(dǎo)閱讀的一種教學(xué)策略，后被普遍運用于歐美語言教學(xué)中。該模式包括：What weknow，即己知;What we what to know，即想知;Whatwelearned，即新知。KWL教學(xué)模式將學(xué)生己有的知識經(jīng)驗、預(yù)計學(xué)到的知識構(gòu)建成圖表，指導(dǎo)學(xué)生獲取新知識。

實驗教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)的主旋律，也是生物學(xué)科核心素養(yǎng)中“科學(xué)思維”培養(yǎng)的重要抓手。科學(xué)思維指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴謹和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學(xué)的思維方法認識事物，解決實際問題的思維習(xí)慣和能力。在初中生物實驗教學(xué)中，教師運用KWL模式的三層遞進關(guān)系，在實驗中挖掘?qū)W生己有的知識，在此基礎(chǔ)上設(shè)計實驗，激發(fā)學(xué)生想要探究的知識，最后設(shè)計實踐運用，鞏固新學(xué)的知識。這種分層遞進式的實驗教學(xué)模式邏輯性強，目標(biāo)達成度高，有利于學(xué)生科學(xué)思維的形成。

2 運用KWL模式設(shè)計遞進式實驗教學(xué)流程

蘇科版初中生物學(xué)教材七年級上冊第三單元第四章第二節(jié)“綠色植物的生長需要水和無機鹽”在學(xué)習(xí)植物吸收水和無機鹽的原理時，教材安排了學(xué)生實驗——“觀察溶液濃度大小對植物吸水的影響”。大部分教師教學(xué)時，都是將課前準(zhǔn)備的浸在濃鹽水和清水中的蘿卜條帶到教室讓學(xué)生直接觀察、觸摸，對比蘿卜條的變化，再分析。這樣直接將實驗現(xiàn)象呈現(xiàn)給學(xué)生，因缺少對實驗原理和設(shè)計實施等過程性體驗，學(xué)生無法體會到科學(xué)實驗的意義。

這個實驗看似簡單，但是想要讓學(xué)生完全理解，又能說出其中的原理，進而做到舉一反三進行知識遷移，需要教師對實驗過程進行精心設(shè)計。在本堂課的教學(xué)中，筆者充分運用KWL模式設(shè)計了如下的遞進式實驗教學(xué)流程：首先，從生活現(xiàn)象的觀察實踐中，讓學(xué)生充分表達他們己有的知識：其次，利用學(xué)生“想知”巧妙地將實驗教學(xué)目標(biāo)分解，分步實施，層層遞進;最后，讓學(xué)生運用課堂所學(xué)去解決問題，進行應(yīng)用實踐。這樣的分層遞進式教學(xué)符合學(xué)生的認知規(guī)律，可達成實驗教學(xué)初衷——發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。

3 運用KWL模式開展遞進式實驗教學(xué)實踐

3.1 從生活中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“已知”

溶液濃度會對植物細胞吸水產(chǎn)生影響，這個知識對學(xué)生來說是抽象又陌生的。但是，如果換成具體的事例，如糖拌西紅柿后西紅柿的變化，學(xué)生就會很熟悉。因此，筆者從生活中的現(xiàn)象入手，讓學(xué)生回家先做糖拌西紅柿，觀察剛切好的西紅柿的狀態(tài)，對比觀察拌糖后0.5、1h后的西紅柿，記錄現(xiàn)象，同時觀察碗底液體的量的變化。

課堂上，學(xué)生向描述實驗現(xiàn)象，嘗試解釋西紅柿變化的原因以及碗底液體的來源。學(xué)生基本都能說出，西紅柿細胞內(nèi)水分流失，西紅柿變蔫，碗底的水就是西紅柿細胞里流出來的。這是學(xué)生己經(jīng)有的知識，只需要教師幫他們整理思路。學(xué)生描述現(xiàn)象，表達交流，這就是“what we know”。在此基礎(chǔ)上，教師提出問題：如果把蘿卜條放在濃鹽水中，細胞又會發(fā)生什么變化呢？

3.2 教學(xué)中激發(fā)學(xué)生的“想知”

教師展示相關(guān)的視頻和圖片，先激發(fā)學(xué)生的好奇心，提出：用鹽代替糖，用蘿卜代替西紅柿，以及放入的鹽的量會不會影響細胞的狀態(tài)呢？教師借問題點燃學(xué)生探究的熱情。接著，將食鹽、量勺、西紅柿、黃瓜等材料提供給學(xué)生，讓學(xué)生仿照糖拌西紅柿或是腌漬蔬菜的方法自己動手實驗，觀察實驗現(xiàn)象。在等待實驗結(jié)果的過程中，學(xué)生討論預(yù)測觀察到的變化。同時，教師引入濃度的概念，引導(dǎo)學(xué)生比較濃鹽水濃度和植物細胞內(nèi)溶液濃度以及清水的濃度，最后讓學(xué)生畫出思維圖。這個實驗中，教師重點要提醒學(xué)生記錄自己使用鹽的量，與之后的實驗結(jié)果相聯(lián)系，找出規(guī)律，激發(fā)“what wewant to know”。

在等待實驗結(jié)果時，教師請學(xué)生觀察課前準(zhǔn)備好的浸在濃鹽水中的蘿卜條，學(xué)生脫口而出蘿卜條變軟了。但是，教師提醒學(xué)生，單看實驗組的結(jié)果，不足以說明蘿卜條的變化，一定要有對照組，才能科學(xué)準(zhǔn)確地判斷。因此，教師給學(xué)生分發(fā)新鮮的蘿卜條，讓學(xué)生進行對比后，再次說出濃鹽水中的蘿卜條的變化。增設(shè)未做處理的新鮮的蘿卜條作為對照，能夠幫助學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的實驗方法，使學(xué)生形成嚴謹?shù)目茖W(xué)思維。有了對照組這個概念后，學(xué)生馬上在自己的實驗設(shè)計中補充對照組，用以跟實驗組對照。學(xué)生觀察了教師準(zhǔn)備的實驗材料，又觀察了自己的實驗現(xiàn)象。然后，教師在黑板上顯示思維過程。在觀察對比新鮮的實驗材料和浸在濃鹽水中實驗材料后，教師引導(dǎo)學(xué)生先找出每組分別是哪個濃度大，再描述加了鹽的番茄細胞、黃瓜細胞、蘿卜細胞的變化。學(xué)生通過分析活動，由果索因，自己找出規(guī)律：周圍溶液濃度大時，細胞都失去了水分。另外，學(xué)生還畫出水分流動的方向。

教師提出問題：將植物細胞放入清水中，細胞中的水分會往哪個方向流動？植物細胞又會有什么變化？進一步激發(fā)學(xué)生“What we want to know”。隨后，學(xué)生圍繞思維圖，作出假設(shè)、設(shè)計實驗，進行實驗結(jié)果預(yù)測。最后，教師拿出清水中的蘿卜條，讓學(xué)生觀察，驗證水分流動的方向。師生完善如下思維圖（圖1）。

3.3 知識應(yīng)用中讓學(xué)生檢驗“新知”

在學(xué)生從實驗中發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象、總結(jié)規(guī)律后，教師可設(shè)置新的問題情境，驅(qū)動學(xué)生開展實踐應(yīng)用，利用“新知”，解決問題。筆者提供三種濃度未知的溶液，要求學(xué)生利用新鮮黃瓜設(shè)計實驗，初步判斷它們濃度的高低。本實驗利用的原理就是水分流動的規(guī)律，學(xué)生可以通過逆向思維，根據(jù)黃瓜細胞的形變來推斷外界溶液的濃度高低。通過前面活動的鋪墊，很多學(xué)生都能設(shè)置對照組，確保實驗的科學(xué)性。因此，本活動設(shè)置不僅強化了學(xué)生對水分流動概念的理解，也很好地鍛煉了學(xué)生科學(xué)思維能力。

4 KWL教學(xué)模式的反思

七年級學(xué)生的科學(xué)探究能力還有限，獨立地對現(xiàn)象提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計實驗具有一定難度。科學(xué)思維能力的培養(yǎng)要落實在日常的實驗等探究性學(xué)習(xí)活動中，要讓學(xué)生明白科學(xué)是嚴謹而講究實證的。據(jù)此，教師在每次實驗教學(xué)中“先謀后動”實施基于KWL模式的遞進式實驗教學(xué)，以生活現(xiàn)象和驅(qū)動型問題為學(xué)生認知思維的支架，促進學(xué)生主動檢索己知的知識，通過合作探究，探求想知的知識，檢驗新學(xué)的知識，全方位實現(xiàn)知識的意義建構(gòu)。同時，教師通過引導(dǎo)學(xué)生對教材實驗的改進完善，能夠培養(yǎng)學(xué)生嚴謹、求實的科學(xué)精神，初步養(yǎng)成科學(xué)的思維方法和習(xí)慣。