指向核心素養的初中生物學課堂構建
——以“土壤里的小動物”為例

陸美琪

(江蘇省蘇州市吳中區城西中學 江蘇蘇州 215128)

《義務教育生物學課程標準(2022 年版)》提出,生物學課程以核心素養培養為課程目標。 初中生物學課堂勢必改變原有的教學模式,在綜合考慮初中學生實際情況的前提下,探索實現生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任四大素養的強化途徑。 本文以“土壤里的小動物”一課為例,從核心素養的視角剖析,探討初中生物學課堂的構建策略。

1 課前調查和小實驗,聚焦生命觀念

在課前,教師組織調查小組在校園中尋找、捕捉蚯蚓:①在松軟、潮濕的泥土中挖;②找到蚯蚓糞便,在其附近掘取;③翻開磚塊,在下方泥地中尋找;④從枯枝爛葉、腐爛植物堆里搜尋。 同時,建議學生在捕捉前先對蚯蚓的棲息環境拍1—2 張照片或一段短視頻,將捕捉獲得的蚯蚓妥善安置、飼養,如考慮容器遮光,放入潮濕的泥土和腐爛的碎葉等。 同時,教師引導學生思考蚯蚓的“生活環境”:蚯蚓怕光嗎? 蚯蚓喜歡潮濕嗎? 進而指導學生開展“探究蚯蚓對環境溫度、光照的選擇”實驗。 實驗設置兩個組,每組取三個容器:①一邊放濕潤土壤,一邊放干燥土壤,中間放5條生長狀態一致的蚯蚓,兩邊都遮光;②一邊遮光,一邊不遮光,中間放5 條生長狀態一致的蚯蚓,兩邊土壤濕度一致。 接著,教師引導學生觀察、探索蚯蚓會向哪邊移動。

上課開始,教師鼓勵各調查小組的學生上臺展示蚯蚓“生活環境”的照片或視頻和活蚯蚓實物,接著讓學生現場展示“探究蚯蚓對環境溫度、光照選擇”的實驗結果。 “蚯蚓會向哪一邊移動呢?”,在學生們的好奇中公布答案,促使學生聚焦對蚯蚓生命現象的思考;“蚯蚓有哪些形態結構特征適應土壤中生活呢?”,引領學生探索蚯蚓的形態結構,運用結構與功能觀對蚯蚓的特征形成合理性認知,并作科學性解釋。

2 層層問題引導觀察,培養科學思維

課堂設置兩個觀察活動,通過層層遞進的設問,引導學生積極思考,發散思維。

2.1 觀察蚯蚓外形

問題1:看一看,蚯蚓的體形是怎樣的? 學生描述“圓柱形”等后,進一步設問:這樣的體形對其在土壤中生活有何意義? 教師指導學生拿筆插入泥土,模擬說明蚯蚓的體形有利于鉆土。

問題2:看一看,蚯蚓是什么顏色? 有部分學生回答具體顏色,如粉紅色、褐色等,而當有學生提及“蚯蚓的體色與土壤顏色相似”“隨棲息的環境變化出現不同”等,進一步設問:蚯蚓的體色特征對其生存有什么意義? 引導學生聯想到“保護色”。

問題3:數一數,蚯蚓有多少體節? 實踐過程中發現大多數學生對蚯蚓體節計數存有畏難情緒,教師及時點撥“有沒有簡便的方法?”,如先用尺測量蚯蚓總長,再量蚯蚓10 環體節,通過長度比較,推測蚯蚓全長應有多少環體節。 在學生利用簡便方法成功計數蚯蚓的體節后,教師進一步提問:蚯蚓體節有何特殊之處? 學生很快發現蚯蚓有一體節無節間溝、狀如指環,教師解釋此為“環帶”,是蚯蚓的生殖帶并介紹蚯蚓繁殖。

問題4:辨一辨,如何區分蚯蚓的前端、中端和后端? 學生動腦筋思考,回答:有環帶的一端為前端,反之為后端。

2.2 觸摸蚯蚓體表

問題1:輕輕撫摸蚯蚓體表,有什么感覺? 學生感受到蚯蚓體表很“黏滑”“濕潤”后,教師進一步追問“黏滑、濕潤這樣的體表對其土壤生活有什么意義?”,多數學生想到“能減少鉆土時阻力”,少數學生認為“不僅能減少鉆土時阻力,還擔任呼吸功能”。 為說明蚯蚓靠“濕潤的體表”呼吸,教師出示人體“呼吸道和肺”、鳥類“肺和氣囊”、蝗蟲“氣管”三張圖片作橫向對比,并出示“蚯蚓內部結構圖”分析:氧氣先溶解在蚯蚓體表的黏液里,接著進入蚯蚓體壁內毛細血管中的血液,血液中的二氧化碳也通過體表排出體外。 最后,教師引導學生用“蚯蚓呼吸的方式”解釋“在對蚯蚓的觀察過程中,要不時地用濕棉球擦拭蚯蚓體表”的原因。

問題2:來回撫摸蚯蚓腹面,有什么不同的感覺?學生撫摸發現蚯蚓的腹面觸感有著不同于背部的“粗糙”,于是萌生進一步探究“粗糙腹面”具體形態的想法。 因此,教師引導學生先用肉眼觀察蚯蚓腹面,并提醒學生如果難以用肉眼看清,可以借助放大鏡等工具觀察。 學生借助放大鏡,觀察發現在蚯蚓腹面上有許多突起的“細刺”。 教師進一步提問“‘細刺’內部是什么?”并出示“蚯蚓橫切面圖”引導學生分析,待學生觀察后,教師解釋這些突起的“細刺”會伸入到腹內呈“針狀”,形成“剛毛”。 為了形象地介紹剛毛的作用,教師呈現短跑運動員的“釘鞋”和滑冰運動員的“溜冰鞋”兩張圖片作對比,說明蚯蚓腹面的剛毛相當于“釘鞋”,起增加身體與地面間摩擦力的作用,配合蚯蚓“一伸一縮”的運動。

通過一連串的問題,教師引導學生了解并掌握觀察的順序和方法;設問的層層深入,讓學生對蚯蚓的了解從感性認識上升到理性認識,從而培養觀察與想象、比較與分析、概括與歸納等科學思維。

3 以小組合作實驗為載體,提高科學探究能力

課堂的兩個探究實驗,都以小組為實驗單位,設計實驗方案,完成實驗操作。

3.1 探究蚯蚓在不同表面運動

實驗主要內容:將蚯蚓放在不同表面,如木板的光滑面和粗糙面,比較蚯蚓在哪個表面爬行得更快?

實驗發現各小組的成功率較低,于是教師鼓勵學生自主分析實驗失敗的原因,有學生認為“可能干木板會吸濕,影響蚯蚓的運動”,建議“對干木板進行適度打濕”處理,發現實驗結果有了明顯好轉,最終大多數小組獲得“蚯蚓在潮濕木板的粗糙面爬得快”的預期結果。 教師對實驗進行總結,實驗成功的經驗應推廣,實驗不成功的原因要交流、分析。

3.2 探究蚯蚓刺激——反應

實驗主要內容:對不同的刺激,蚯蚓會有什么反應? 蚯蚓身體的不同部位對刺激的反應有差異嗎?

教師在實驗臺上準備好鑷子、解剖針、聚光小電筒、紙盒、棉球、酒精、醋等實驗器材,指令學生分組設計“刺激”方案,如:①用鑷子或解剖針輕輕地碰一碰蚯蚓的前、中、后端;②用浸過酒精或醋的棉球涂一涂蚯蚓的前、中、后端;③把蚯蚓放在陰暗的紙盒里,用聚光小電筒照一照蚯蚓的前、中、后端。 各小組按設計的方案實施操作,觀察蚯蚓分別有什么反應? 實驗結果均表明:蚯蚓對各種刺激反應都比較靈敏,且前端最為靈敏。 為了探尋前端最靈敏的原因,教師引導學生從“蚯蚓內部結構示意圖”中找尋答案,有學生分析圖中蚯蚓的神經結構后,作出合理性解釋:蚯蚓前端有腦,而腦后的腹神經索上有許多神經節。

采取“小組合作實驗”探究,有利于打開實驗思路,發揮小組集體智慧。 全組共同參與實驗方案的設計,組內分工合作完成實驗。 如果在實驗過程中發現不夠完善的地方,視情況改進實驗。 學生在完善實驗的過程中,提高科學探究能力。

4 課堂交流、課后延伸,肩負社會責任

課堂最后階段,教師組織全班學生就“蚯蚓與人類的關系”議一議、說一說蚯蚓的作用,同學們給出了不同的回答,如可改良土壤,增加土壤肥力;處理生活垃圾;作飼料;作中藥,如地龍;作保健食品,如藥膳等……通過分享交流,學生對蚯蚓的認知由模糊、零碎變得清晰、多方位,愛護動物、保護生命的態度責任獲得提升。

教師布置課后拓展作業:將捕捉獲得的活蚯蚓帶回家,再做一個小實驗。 實驗主要內容如下:將蚯蚓放置在裝有潮濕泥土的透明玻璃缸中,觀察蚯蚓在土壤中的運動及對土壤的作用。 通過親身體驗,引導學生理解蚯蚓對土壤環境的作用,并向學生提問:如果農田中的蚯蚓全部消失,可能是什么原因? 將會發生什么后果? 以此,學生能深刻認識以蚯蚓為代表的土壤小動物與土壤環境、人類健康等密切相關,從而形成與生物和睦相處的意識和行為習慣,增強社會責任感。