问题式教学在初中探究性实验生物课堂的应用

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  【摘要】所谓“问题式教学”指的是教师以问题为主线贯穿教学过程,学生在教师引导下不断发现问题、分析问题和解决问题进而获得重要概念及科学原理。初中生物是一门实验性较强的学科,如何在初中生物课堂实验探究过程中灵活使用问题式教学方法并达到更佳学习效果是该篇文章探讨的核心,笔者以探究“蚯蚓生活习性”为例更为系统的阐述问题式教学在初中探究性实验生物课堂中的应用。
  【关键词】问题式教学 初中生物 蚯蚓
  【keyword】Problem-based learning(PBL)method;Biology in Junior High School;Earthworm
  【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2018) 11-0116-02
  沪版初中生物教材内容主要以阐述科学知识、解释科学原理为主,因此课本内容往往缺乏趣味性而过分强调科学性,这直接导致教师易采取“满堂灌”教学模式。鉴于传统教学存在过多弊端,传统教学方式一再被质疑和改进,新的教学方式从理论层面逐渐走向日常教学。课堂不再是教师一个人的演讲,而是一场学生和教师之间思想的交流和碰撞,更像是一场精彩的“教学对话”。
  如何充分调动学生积极性,使得学生愿意主动参与这场“教学对话”就是在考察教师个人教学能力和业务水平。根据笔者近年的教学经验,问题式教学正是一种极容易调动学生课堂兴趣度和参与度,激发学生好奇心和探索欲望的教学模式。问题式教学往往是以“问题”为中心,一切活动都是围绕问题而展开,大多数初中生生物常识较为薄弱,因此教师以问题来展开课程极易调动学生学习的积极性,如“人需要吃饭,那植物需要吃饭吗?”引入光合作用、“没有鼻子的动物如何呼吸”引入动物的身体器官等等。
  仅仅是以问题式教学处理生物课程往往形式过于单一,且初中生命科学是一门以实验为基础的科学课程,因此笔者建议将探究性实验教学与问题式教学进行“强强联合”,不仅可以让学生手动起来,更能促进学生“心动”和“脑动”,真正让学生成为了课堂的主人。接下来笔者将以探究“蚯蚓生活习性”为例更为具体阐述问题式教学在初中探究性实验生物课堂的应用。
  该节课探究性实验有9个子项目,但是探究结果和本节课要掌握的“蚯蚓适应土壤中生活的特征”这一重要概念存在着一定距离。笔者以问题为主线将9个探究性实验彼此联系为一个整体,且在教学时需要不断通过提问及追问引导学生对实验现象进行分析总结并得到相应的探究结果,挖掘隐藏在探究结果中的本质概念,最终实现教育目标[1]。
  一、实例分析
  1.以谜语导入新课-构设问题情境
  教师提问:“没眼也没脚,走路爱扭腰。雨天出门逛,晴天地下猫,生来湿漉漉,就怕太阳照。”这是哪种生物(A鲫鱼、B蛇、C蚯蚓、D黄鳝)
  追问①:从刚才的谜面中,你能得到关于蚯蚓的哪些信息?
  分析:以猜谜语的形式导入新课充满童趣,且最直接最有效直奔主题-探究蚯蚓,该谜语最妙之处在于每句话中都蕴藏了蚯蚓的一些生理特性,为之后的探究实验做好铺垫。学生们在看到该谜语时很难想到蚯蚓,因此教师为了降低难度,给出四个选择项供学生思考进而根据学生生活经验较容易选出正确选项。
  2.探究蚯蚓生活环境(表1)
  教师提问:结合刚才我们猜的谜语,大家大胆推测下蚯蚓喜欢生活在什么环境中?(干燥/潮湿、阴暗/阳光充足)
  追问①:大家上节课都出去挖蚯蚓了,有没有同学可以告诉我你在哪里挖到的蚯蚓最多?为什么?
  教师总结:那么到底蚯蚓是否如同学们所推测的喜欢生活在阴暗潮湿的地方呢?我们可以通过三个“迷你”实验进行验证。
  表1 探究外界部分环境因子对蚯蚓的影响
  探究项目 实验1蚯蚓对湿度和盐度的反應 实验2蚯蚓对温度的反应 实验3蚯蚓对亮度的反应
  探究结论 蚯蚓喜欢潮湿的环境,不喜爱盐。 蚯蚓喜欢温暖的环境。 蚯蚓喜欢阴暗的环境。
  探究项目 实验1蚯蚓对湿度和盐度的反应 实验2蚯蚓对温度的反应 实验3蚯蚓对亮度的反应
  分析:为了培养学生动手能力以及增强学生亲近大自然、爱护大自然的环保意识,教师鼓励学生以小组形式在校园内多个角落动手挖蚯蚓并汇报挖掘情况,教师通过一系列追问引导学生大胆推测蚯蚓喜欢的穴居环境,并通过三个“迷你”实验进行验证。
  3.探究蚯蚓其他生理特性-外形篇(表2)
  教师提问:“走路爱扭腰”说明蚯蚓体形是怎样的呢?
  追问①:身体分节对于运动有什么意义呢(大家可以联想一下毛毛虫)?
  追问②:通过观察我们发现当我们来回抚摸蚯蚓体表时并不光滑而是粗糙,为什么呢?(建议:用放大镜观察蚯蚓腹面且阅读信息卡)
  追问③:那么刚毛对蚯蚓的生存有什么帮助呢?(表2实验4)
  追问④:通过刚才实验,蚯蚓在光滑的表面爬得快还是在粗糙表面爬得快?
  追问⑤:蚯蚓在光滑表面爬的时候运动方式有什么不同?
  追问⑥:那说明在光滑表面爬的慢和蚯蚓体壁肌肉无关,那和什么有关系呢?(查阅信息卡并联想刚毛)
  分析:仅仅观察蚯蚓外形仅仅是培养学生观察能力和动手能力,实验后的进一步思考更是提高学生思维能力以及生命科学素养的途径之一通。通过教师的提问及引导,学生不难想到蚯蚓的体色可以作为保护色保护蚯蚓难以被天敌发现,体形呈现分节更有助于蚯蚓灵活运动。值得注意的是,在该部分探究内容中学生很难将刚毛与蚯蚓的运动联系起来,教师可以通过从易到难的追问循序渐进引导学生逐渐建立起刚毛与蚯蚓运动之间的联系,并最终得到蚯蚓可以辅助蚯蚓运动的结论,而这些都是蚯蚓适应土壤生活的表现。
  4.探究蚯蚓其他生理特性-呼吸篇(表2)   教师提问:“生来湿漉漉”是什么意思?
  追问①:在实验过程中为什么要使蚯蚓体表保持湿润,如果蚯蚓体表干燥,蚯蚓又会有怎样的反应呢?(表2实验2)
  追问②:从刚刚大家所做的这个实验,你们可以得到什么样的结论?蚯蚓体表可不可以处于干燥状态?
  追问③:那么是不是蚯蚓也可以长期生活在水中呢?(表2实验3)
  追问④:为什么蚯蚓既不可以生活在水中,又不可以体表干燥?(在教师下发的信息卡中寻找答案)
  分析:通过实验,学生发现蚯蚓必须保持体表潮湿但并不能长期生活在水中,这自然引起学生的思考,教材对该部分内容并没有详细介绍,因此要求教师在课前准备一些拓展资料制作成信息卡供学生自主学习并解答疑惑。通过信息卡上信息搜索,学生能较容易锁定答案:蚯蚓体表需要保持湿润是因为蚯蚓需要靠体表进行呼吸,它没有专门的呼吸器官,蚯蚓体壁密布毛细血管,氧气可溶于体表的黏液里,然后进入体壁的血管中,体内的二氧化碳也经体壁的毛细血管由体表排出,所以蚯蚓体表不可以处于干燥状态。当然如果蚯蚓长期生活在水中,水中含氧量很低,蚯蚓呼吸依然受到很大影响,所以蚯蚓也不可以生活在水中。
  5.探究蚯蚓其他生理特性-反应篇(表2)
  教师提问:“就怕太阳照”说明蚯蚓哪方面的生理特性?
  追问①:蚯蚓除了对外界亮度有所反应,蚯蚓还对其他哪些刺激也能产生反应呢?(表2实验5和实验6)
  追问②:那么为什么蚯蚓没有眼睛却能对周围信息有所反应?(查阅信息卡)
  追问③:为什么前端对刺激更灵敏呢?(查阅信息卡)
  分析:通过信息卡学习,学生不难发现蚯蚓虽然没有眼睛和鼻子,但是它体表有感受细胞,因此蚯蚓能对外界信息有所反应。除此之外,蚯蚓虽然是较低等的环节动物,但是它的前端有脑,脑后有腹索神经和神经节。因此,它对外界环境的刺激比较敏感、准确,尤其是身体前端。
  表2 探究蚯蚓的部分生理特性
  探究项目 实验结论
  实验1:
  观察蚯蚓的外形特征 蚯蚓的外形结构特征,有助于更好生活在泥土中。
  实验2:
  观察蚯蚓在干燥状态的反应 蚯蚓不适宜长期生活在干燥环境下。
  实验3:
  观察蚯蚓在水中的反应 蚯蚓不能长期生活在水中。
  实验4:
  探究蚯蚓在什么物体表面爬的最快 蚯蚓在粗糙的表面爬得更快。
  实验5:
  探究蚯蚓有没有嗅觉 蚯蚓有嗅觉,且蚯蚓喜欢腐殖质不喜欢酸性物质。
  实验6:
  探究蚯蚓对外界触摸的反应 蚯蚓可以对外界触摸产生反应。
  二、拓展延伸
  1.学会提问没那么简单
  随着国家教育改革的深入,越来越多的一线教师意识到“满堂灌”教学的各种弊端,问题式教学逐渐成为教学的常态之一。然而笔者经过调研发现课堂中问题并非越多越好,问题可划分为两种类型,仅仅是对书上知识点简单的重复或者以加强学生记忆为目的,这些问题被称为“低水平问题”,相反,以考察学生应用、分析、综合和评价能力的教师提问被称为“高水平问题”。两种类型问题各有利弊,“低水平问题”可以帮助学生加强基本知识点的记忆,提高学生成绩,但不利于培养学生思维能力。“高水平问题”可以有效提高学习者的理解能力以及拓展性思维,却易忽略对知识点的巩固记忆。如何设计问题难度以及合理安排问题出现时机就是教师在课后需要不断思量和反复斟酌的,因此进行有效提问是一门需要教师不断研究的学问,并没有那么简单。
  2.给学生留下充足思考时间很有必要
  并非所有“高水平问题”都能得到学生的“高水平回答”,教师在设计问题之前应结合学生自身状况调整问题难易度,以学生能接受理解的方式呈现出来。无论是何种类型的问题,教师都希望学生的回答是得到充分思考及讨论的。一旦学生开始回答问题,就必须给他们充足的考虑时间,让他们觉得回答问题也是一种责任。有研究表明,在问题提出后投入较长的等待时间能显著提高学生回答问题的频率及质量。
  3.为理解而提问,让学生开动脑筋
  初中生物是一门实验性较强的学科,因此为了让学生在探究性实验课堂中多思考、有目的理解重要概念,问题式教学是一个极其重要的途径。学习是一个过程,对于学生来说,为了牢固掌握概念理解所必须的思维操作,他们要学会不断发现问题、分析问题、解答问题、不断与周围同学及老师交流分享彼此的观点。作为教师,我们需要学习如何设计、陈述及评估问题,提高问题的有效性,带动学生思考,引导学生开动脑筋。
  總之,问题式教学与探究性实验教学的有效结合,不仅培养学生实验操作技能并发现重要概念,更学会理解、应用和推广概念。在不断实验探究过程中,学生发现和解决问题的能力、逻辑推理能力、交流总结表达能力和探究学习能力得到了提高,这既符合新课程标准的理念,也培养了学生的终身学习能力[2]。
  参考文献:
  [1]赵林娥.“蚯蚓适应土壤中生活的特征”探究实验中的追问策略[J].生物学教学,2016,41(11):62-63
  [2]李娇.问题式课堂模式在生物课堂中的应用探究[J].课程教育研究,2016,(09):122
  作者简介:
  宋泉颖(1989-)女,汉族,上海市嘉定区方泰中学;中学二级研究方向:初中生物教学
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