從一節(jié)課例談科學探究精神的培養(yǎng)
——以《探究蚯蚓適應土壤生活的特征》為例

朱慧

（蘇州工業(yè)園區(qū)星港學校 江蘇蘇州 215021）

從一節(jié)課例談科學探究精神的培養(yǎng)
——以《探究蚯蚓適應土壤生活的特征》為例

朱慧

（蘇州工業(yè)園區(qū)星港學校 江蘇蘇州 215021）

生物學科擔負著培養(yǎng)學生科學探究精神的重任，本文以"探究蚯蚓適應土壤生活的特征"一課為例，分析了背景和教材，從實驗準備、實驗目的、實驗設計、實驗實施、實驗結(jié)論等五個方面探討了如何在教學過程中培養(yǎng)學生的科學探究精神，并且取得了一定的成效。

生物學 實驗 科學探究精神

一、分析背景和教材

世界著名數(shù)學家華羅庚曾經(jīng)說過：“科學的靈感，決不是坐等可以等來的。如果說，科學上的發(fā)現(xiàn)有什么偶然的機遇的話，那么這種“偶然的機遇”只能給那些學有素養(yǎng)的人，給那些善于獨立思考的人，給那些具有鍥而不舍精神的人。”這句話說明了科學探究精神及其重要?？茖W探究精神是人類賴于生存和發(fā)展的一種精神，即對科學的探索和創(chuàng)新精神，需要求真務實，開拓創(chuàng)新。這種精神需要有科學的態(tài)度，有積極的進取精神，有對科學負責的精神，同時還應有不畏艱難的精神［1］。

在新課標中，提倡學生的素質(zhì)教育。中學教育擔負著培養(yǎng)學生的科學探究精神，為高一級學校輸送人才做好準備。以實驗為基礎的中學生物學，學科的性質(zhì)決定了這門學科應當擔負起培養(yǎng)學生科學探究精神的重任。大量的觀察、實驗、調(diào)查、測量、收集和分析資料，在這些多樣的生物學習過程中，既學到學科知識，又能培養(yǎng)較好的科學探究精神。但是知識可以教，感悟不可以教，只能去培養(yǎng)，去激發(fā)［2］。依據(jù)美國著名心理學家埃里克森提出的人格發(fā)展理論，青少年時期的基本任務就是發(fā)展自我同一感。初中學生容易接受新鮮事物，也容易為外界所干擾，因此可塑性很大，因此在初中階段，培養(yǎng)學生的科學探究精神是非常合適的。

《探究蚯蚓適應土壤生活的特征》是蘇科版生物學七年級下冊第12章第1節(jié)《土壤里的小動物》第2課時的內(nèi)容，知識內(nèi)容和能力要求通過學生的合作探究活動進行了整合，達成了知識和能力的教學目標。在這一系列的探究活動過程中，鍛煉了學生勇于探索、善于探索的科學探究精神，實事求是、一絲不茍的科學態(tài)度以及集體協(xié)作精神，本節(jié)課不僅完成了知識目標和能力目標，情感態(tài)度價值觀目標也很好的實現(xiàn)了，從而培養(yǎng)了學生的各項科學探究精神。

二、實驗過程中培養(yǎng)學生的科學探究精神

1.實驗目的

從經(jīng)驗認識層次上升到理論認識層次是科學活動必須經(jīng)歷的，因此學生的理性認識通過實驗課來加以完善，理性精神也得到相應的培養(yǎng)。在實驗之前，對蚯蚓居住地的挖掘得到了蚯蚓，并且精心飼養(yǎng)，在這過程中學生更加愛惜這種小生命，實驗的開展自然也是不那么困難了。上實驗課的時候，學生從現(xiàn)實經(jīng)驗中提出的問題很有價值。有的學生會說，蚯蚓的身體顏色像土壤的顏色，因此捕獲蚯蚓就不是那么方便；有的學生會說，它身體上肯定存在一些特殊結(jié)構(gòu)，因為他發(fā)現(xiàn)了蚯蚓以后，用鑷子把它從泥土中拖拽出來卻相當困難，反而更促進蚯蚓往深層土壤中運動；還有的學生會產(chǎn)生這樣的疑問，蚯蚓在泥土里面生活，泥土里有充足的氧氣嗎，怎么進行呼吸呢？更有的學生表示希望能知道蚯蚓生活在黑暗的環(huán)境中，怎么感知外面的世界呢？這些問題的提出讓學生對蚯蚓適應土壤生活的特征有了強烈的了解欲望，而這種欲望又會激發(fā)他們不斷的學習，不斷的探索，這就是科學探究精神的直接體現(xiàn)。有了這些問題作為鋪墊，教師進行一定的引導之后，學生自然而然地就可以去探究外形、運動、反應、呼吸等這些方面的特征，這個過程同樣也鍛煉了學生的思維概括能力，培養(yǎng)了學生的理性精神和實踐精神。

2.實驗準備

作為教師，不可能把所有的學科知識都在有限的課堂時間上全部傳授給學生，因此，應該讓學生在課前就主動地去探究和學習，如可以讓學生參與到課前實驗的準備之中，從而培養(yǎng)他們的科學探究精神。生物實驗的選材往往來源于生活，讓學生參與到實驗之前的準備中，更能引起學生學習的興趣，激發(fā)學生強烈的學習動機。在本節(jié)實驗課之前，教師讓學生自己去土壤中挖取蚯蚓并且飼養(yǎng)，一段時間后用于實驗。學生動手獲取實驗材料即蚯蚓的時候，會引發(fā)他們的思考，如：蚯蚓生活在什么樣的環(huán)境？當時學生發(fā)現(xiàn)，在樹林里落葉堆積的陰暗潮濕處比在草坪上捕獲的蚯蚓數(shù)量更多；他們還發(fā)現(xiàn)，在下大雨后捕獲蚯蚓更容易，基本上拿著容器在學校的大路上就能捕獲很多。這些是學生自己的經(jīng)驗之談，在這背后，更能襯托出學生勇于探索并實踐的精神。在飼養(yǎng)過程中學生記錄了每天的觀察日記，觀察是科學探究的一種重要方法，“內(nèi)行看門道，外行看熱鬧”，教師通過引導學生從“看熱鬧”的初級水平中逐漸深入發(fā)現(xiàn)其“門道”，即引發(fā)他們對于“蚯蚓生活習性”的思考。如用什么去飼喂蚯蚓？學生發(fā)現(xiàn)，蚯蚓的食物中含水量較大的不能放太多，反而不利于蚯蚓的生存。適合蚯蚓生存的土壤潮濕程度如何？帶干一些的土壤反而有利于蚯蚓的生存等等。學生通過自己的不斷探索最終解決了問題，學生觀察記錄的完成也培養(yǎng)了他們持之以恒和實事求是的精神。

3.實驗設計

合理的實驗設計是科學實驗中的重要環(huán)節(jié)，實驗設計的嚴密性和可操作性直接影響著實驗結(jié)果。只有正確地設計實驗，結(jié)果才有可信度。對于初中一年級的孩子來說，雖然之前也學習了一部分的實驗設計內(nèi)容，但是讓他們進行整體的設計可能有一定的困難，因此教師可以把框架打好，局部內(nèi)容再讓學生自己來設計。實踐證明，這種方式是可行的。學生在設計實驗的時候，會注意到“同等條件下，選取幾條大小相似的蚯蚓進行實驗”，體現(xiàn)了實驗設計中控制變量原則；學生的書寫中還會出現(xiàn)“重復三次”字樣，體現(xiàn)了平行重復原則；有的學生還會寫到“一組蚯蚓進行處理，一組蚯蚓不進行處理”，實驗設計中的對照原則運用恰到好處。實驗設計的過程也點亮了學生思維的火花，科學探究精神中的可重復和可檢驗性也得到了很大的鍛煉。

4.實驗實施

實驗的藍圖畫好了，接下去學生的具體實踐也因為“心中有底”而會顯得有條不紊。首先，教師引導學生進行分組實驗的方式。分組的時候，還要注意男生和女生的合理搭配，因為男生膽大好動，女生膽小細心。這種小團體的方式分工明確，責任到位，小組的每個成員都有任務，更能培養(yǎng)學生的協(xié)作精神與寬容精神，這也是科學探究精神的體現(xiàn)。

在每個小組的實驗實施過程中，更是體現(xiàn)了不同內(nèi)涵的科學探究精神。探究蚯蚓運動特征時，有的小組的蚯蚓不太配合，他們就會去想辦法，用更加符合蚯蚓土壤中運動的方式來進行，如運動路徑整體遮光，從而得出了結(jié)論；探究蚯蚓外形特征時，有的小組發(fā)現(xiàn)書本上用放大鏡觀察蚯蚓體表剛毛的方式不太管用，就想到了讓蚯蚓在自己手背進行運動的方式，親身感受到了剛毛扎入人體皮膚那種癢癢的感覺；探究蚯蚓呼吸特征時，有的小組發(fā)現(xiàn)，用吸水紙吸掉蚯蚓體表的部分黏液時，它會掙扎難受，馬上給予一定的水分后又恢復正常；探究蚯蚓對外界反應特征時，有的小組自制了一個盒子，用一層黑布隔斷成兩間，一組給予光照，一組沒有光照，得出了蚯蚓是避光的結(jié)論。這些具體的實驗實施都不在教材范圍內(nèi)，都是學生自己思考并進行實踐的，不迷信書本的權(quán)威，敢于自身的創(chuàng)新，這正體現(xiàn)了科學探究精神的目的也就是創(chuàng)新改革。

5.實驗結(jié)論

在最終的實驗結(jié)果匯報中，每個小組都尊重實驗事實進行匯報。有一組得出了蚯蚓在玻璃板上比硬紙板上運動快的結(jié)論，另外一個小組的同學就表示自己小組一開始也碰到了相同的問題，但是對這個結(jié)果產(chǎn)生了質(zhì)疑，認為硬紙板太干了，把蚯蚓表面的黏液吸掉了，因此在硬紙板上蚯蚓反而沒有玻璃板上運動快。他們是采用在玻璃板和硬紙板上各呈現(xiàn)一條淡淡的水路，讓蚯蚓沿著水漬運動，這種情況下，既保證了蚯蚓的身體正常狀態(tài)，又能有效解決問題。這個過程中充分體現(xiàn)了學生的求真和懷疑精神，并且用創(chuàng)新的方法解決了相應的問題，這就是教育最終期待的結(jié)果。

實驗結(jié)果還需要科學真理的支撐，把獲得的生物學知識的感性認識上升到理性認識。學生通過實驗揭示了蚯蚓適應土壤生活需要很多特殊的身體結(jié)構(gòu)，這些身體結(jié)構(gòu)有其特殊的功能，這體現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)與功能相適應”的生物學基本觀點，這也是辯證唯物主義的觀點。學生掌握了這一觀點，有助于形成科學的思維方式，提高思考分析能力，即能夠培養(yǎng)學生的科學探究精神。

三、教后反思

本節(jié)課以學生為本，開放性的活動為學生提供了自由空間，學生在實踐中體驗了學習的過程、學習的價值，并從中提高了解決問題的能力，充分培養(yǎng)了學生的科學探究精神。

對中學生進行科學探究精神教育任重而道遠，中學生物學是培養(yǎng)學生科學探究精神的重要陣地，但是僅靠一門學科的教學是不可能完成學生科學探究精神的培養(yǎng)，必需把各門課程有機地結(jié)合起來。作為教育工作者，應該注意在平時教學的潛移默化之中不斷提高中學生的科學素養(yǎng)和科學探究精神，相信一定能為國家培養(yǎng)一大批適應時代發(fā)展的棟梁之材。

［1］黎文.論中學物理教學中學生科學精神的培養(yǎng).柳州師專學報，2006，21（4）:131-132.

［2］陳愛平.會“動”的生物課.科教論壇.2012，6:186.