生物課堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)的嘗試

浙江省紹興市高級中學(xué) 陳衛(wèi)良

生物課堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)的嘗試

浙江省紹興市高級中學(xué) 陳衛(wèi)良

生物學(xué)概念是生物學(xué)知識的主要組成部分，也是生物學(xué)知識運(yùn)用于實(shí)踐的基礎(chǔ)。概念教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)過程的核心問題，它概念教學(xué)離不開事實(shí)，而事實(shí)性知識主要依靠實(shí)驗(yàn)手段獲得。所以，我們在課堂教學(xué)中要重視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，讓學(xué)生在動手做的過程中獲得直接經(jīng)驗(yàn)。本文進(jìn)行了生物課堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)的嘗試，以改變現(xiàn)今生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的不能面向全體學(xué)生、課時(shí)多、不能動手做、難普及等問題。

生物學(xué)概念 核心概念 概念教學(xué) DIY實(shí)驗(yàn) 反射弧

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象及其活動規(guī)律的一門自然科學(xué)，它通過一系列概念作為分析、判斷、綜合和推理等邏輯思維的依據(jù)揭示學(xué)科的基本規(guī)律。因此，生物學(xué)概念就是通過抽象、概括而形成的對生物學(xué)現(xiàn)象、本質(zhì)特征或共同屬性的反映。例如，“酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化能力的有機(jī)物，大部分是蛋白質(zhì)，少數(shù)是RNA”這個(gè)生物學(xué)概念，概括了所有酶在來源、生理功能和化學(xué)本質(zhì)上的共同屬性。生物學(xué)概念是生物學(xué)的基礎(chǔ)，是思維的載體，是生物學(xué)科最基本的表達(dá)單位。

泰米爾Tamir（1989）曾經(jīng)提出：科學(xué)課程最獨(dú)特之處在于實(shí)驗(yàn)課程。美國著名教育家杜威（J.Dewey）1992提出“做中學(xué)learning by doing”的學(xué)習(xí)理念。教育家陶行知在《教育的新生》中寫到“行動是老子，知識是兒子，創(chuàng)造是孫子。有行動之勇敢，才有真知的收獲?！边@就是他的“行——知——行”理論。陶行知反對教育理論與生活實(shí)際相脫離，他強(qiáng)調(diào)要通過行動實(shí)現(xiàn)知行合一。

現(xiàn)實(shí)中，由于受學(xué)校辦學(xué)條件、課時(shí)安排、師資、現(xiàn)行高考制度和教師等多種因素的制約，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)出現(xiàn)了非常尷尬的實(shí)驗(yàn)“打折”現(xiàn)象，能夠用來建構(gòu)概念的事實(shí)性知識更多采取講授告知的策略進(jìn)行教學(xué)。雖然大家都在積極開展生物實(shí)驗(yàn)有效教學(xué)的實(shí)踐研究，但在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)不常態(tài)化的情況下，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)占用大量課時(shí)，上述實(shí)踐研究仍舊是紙上談兵，仍舊不能面向全體學(xué)生，仍舊會出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果打折的尷尬現(xiàn)象。例如，很多學(xué)校的生物實(shí)驗(yàn)室建設(shè)得比較好，但由于教師觀念、課時(shí)、實(shí)驗(yàn)人員等多種因素，仍然會被荒棄。再如“興趣小組”“家庭小實(shí)驗(yàn)”等活動，只有感興趣的學(xué)生或?qū)W有余力的學(xué)生會去做，不能面向全體學(xué)生，無法保證實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，無法進(jìn)行有效評價(jià)。“課堂探究活動”“融入科學(xué)史”等活動也只是在公開課、優(yōu)質(zhì)課、示范課中運(yùn)用，在常態(tài)課中很難普及，而且以講解、實(shí)驗(yàn)背景、例題為主，學(xué)生真正動手體驗(yàn)很少。由此，筆者有了在生物課堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)的想法。

什么是DIY？Do It Yourself！這不是一句簡單的英文，他代表的是一種精神。什么精神？自己去做，自己體驗(yàn)，挑戰(zhàn)自我，享受其中的快樂，這就是DIY。簡而言之，就是“親歷親為”。DIY實(shí)驗(yàn)就是依據(jù)教材內(nèi)容、教材實(shí)驗(yàn)及科學(xué)史，以取材方便、制作容易、思路簡潔明了、時(shí)間短、操作簡單、容易成功為原則，人人都會做，人人都可以做的課堂實(shí)驗(yàn)。

下面就以反射的概念為例，談?wù)勆镎n堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助教學(xué)的一些嘗試。反射教學(xué)過程（案例）：

多媒體呈現(xiàn)DIY實(shí)驗(yàn)1：比比誰反應(yīng)快？

師：請大家把事先做好的尺子拿出來，兩人一組，請你的朋友用一只手拿住尺子，使尺子的紅色一端的邊緣處位于你的大拇指和食指之間。在不告訴你的情況下，你的朋友放開尺子。請你迅速抓住它，你抓住的顏色顯示你的反應(yīng)速度。為什么有的學(xué)生捏在黃色部位？有些學(xué)生捏在紅色部位？

生：這跟一個(gè)人的反應(yīng)快慢有關(guān)。

師：這種反應(yīng)快慢是建立在怎樣的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的呢？

生：反射弧。

師：對，就因?yàn)槲覀兩眢w里有反射弧，我們才能做出剛才的反應(yīng)。那么對于反射弧，你們想要知道些什么呢？

學(xué)生興趣高漲，議論紛紛。筆者要求學(xué)生舉手回答并歸納學(xué)生的語句，把學(xué)生想要知道的內(nèi)容寫在黑板上。

生1：什么是反射？

生2：什么是反射??？它包括哪些結(jié)構(gòu)？

生3：反射弧某個(gè)部位斷掉了會怎樣？

DIY實(shí)驗(yàn)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，通過自己想要知道什么的思考，學(xué)生明確了本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)，存疑學(xué)習(xí)，有了學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。學(xué)生的提問中包含的核心概念有反射、反射弧、反射弧中斷，這也是教材的核心概念。

師：那什么是反射呢？其實(shí)剛才你們抓尺子的反應(yīng)過程就是反射。這個(gè)過程是你看到尺子下落后大腦發(fā)布命令，你才做出反應(yīng)抓住尺子，包含刺激、中樞神經(jīng)處理、做出反應(yīng)的過程，請大家歸納反射的概念。

生：反射是指機(jī)體接受刺激，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的參與下做出一定反應(yīng)的過程。

師：我們的生活離不開反射。一問一答就是反射，聽到廣播就上課或下課就是反射，吃東西分泌唾液就是反射，膝跳反射等。這些反射有共同的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，那就是反射弧。什么是反射弧？它包括哪些結(jié)構(gòu)？

有些學(xué)生記得初中的知識，有些學(xué)生忘了，教師要引導(dǎo)學(xué)生回憶初中知識。

師：反射的過程是一個(gè)接受刺激產(chǎn)生興奮→傳入興奮→處理信息→傳出信息→作出反應(yīng)的連續(xù)過程。每一個(gè)過程都是有相應(yīng)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)來完成。請大家結(jié)合反射弧示意圖說出反射弧的組成部分。

多媒體呈現(xiàn)反射弧示意圖。

生：產(chǎn)生興奮——感受器；傳入興奮——傳入神經(jīng)元；處理信息——反射中樞；傳出興奮——傳出神經(jīng)元；作出反應(yīng)——效應(yīng)器。

師：請歸納反射弧概念。

生：反射弧是進(jìn)行反射的神經(jīng)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，包括感受器、傳入神經(jīng)元、反射中樞、傳出神經(jīng)元和效應(yīng)器。

師：那么其他反射弧的結(jié)構(gòu)是否都像反射弧示意圖中所示的那樣嗎？

多媒體呈現(xiàn)教材第25頁膝反射示意圖。

師：請學(xué)生描述膝反射（伸肌反射）和屈肌反射過程。

生1：膝反射：感受器（伸肌肌梭）接受刺激，產(chǎn)生興奮→神經(jīng)沖動沿傳入神經(jīng)元傳導(dǎo)→反射中樞（傳入神經(jīng)元與傳出神經(jīng)元之間的突觸）處理信息→神經(jīng)沖動沿傳出神經(jīng)元傳導(dǎo)→效應(yīng)器（伸?。┦湛s。

生2：屈肌反射：感受器（伸肌肌梭）接受刺激，產(chǎn)生興奮→神經(jīng)沖動沿傳入神經(jīng)元傳導(dǎo)→反射中樞（抑制性中間神經(jīng)元）處理信息，釋放抑制性遞質(zhì)→傳出神經(jīng)元沒有產(chǎn)生神經(jīng)沖動→效應(yīng)器（屈?。┦鎻垺?/p>

師：膝反射的反射弧中包含了幾個(gè)神經(jīng)元？屈肌反射的反射弧中包含了幾個(gè)神經(jīng)元？

生：膝反射的反射弧中包含了傳入神經(jīng)元和傳出神經(jīng)元2個(gè)神經(jīng)元。屈肌反射的反射弧中包含了傳入神經(jīng)元、中間神經(jīng)元和傳出神經(jīng)元3個(gè)神經(jīng)元。

師：有的運(yùn)動只涉及最簡單的反射弧，該反射弧只含有兩個(gè)神經(jīng)元，我們稱它為二元反射弧。膝反射只經(jīng)過由一個(gè)感覺神經(jīng)元和一個(gè)運(yùn)動神經(jīng)元所組成的二元反射弧，可引起股四頭肌收縮。有的運(yùn)動涉及三個(gè)神經(jīng)元所組成的反射弧，我們稱它為三元反射弧，如同側(cè)屈反射，由傳入神經(jīng)元、中間神經(jīng)元、傳出神經(jīng)元組成。有的運(yùn)動涉及三個(gè)以上神經(jīng)元所組成的反射弧，我們稱它為多元反射弧。中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和脊髓，反射中樞位于腦和脊髓中。那么膝反射中的反射中樞到底在脊髓還是在大腦？

學(xué)生有的說在脊髓，有的說在大腦，眾說紛紜。

多媒體呈現(xiàn)膝跳反射DIY實(shí)驗(yàn)2：你能控制膝跳反射嗎？

師：坐在椅子上，使你的小腿能自由地?fù)u擺，腿不能碰到地面上。讓你的同學(xué)用手的側(cè)面輕輕敲打膝蓋骨下面的地方。觀察你的腿有什么反應(yīng)，注意你是否能控制你的反應(yīng)？你有感覺嗎？和你的同學(xué)交換位置，然后重復(fù)以上步驟。

生：我想控制小腿不踢起來，但做不到。我還感覺到朋友的手在敲打我的膝蓋。

師：根據(jù)大家的感受說明膝反射中的反射中樞在脊髓，并且與大腦發(fā)生聯(lián)系。確實(shí)，很多反射的反射中樞在脊髓，并且通過脊髓白質(zhì)中的上下行傳導(dǎo)束與大腦聯(lián)系。

這堂課通過簡短的DIY實(shí)驗(yàn)激起了學(xué)生極大的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，用鮮明和深刻的物質(zhì)形式再現(xiàn)了生物學(xué)概念的某種本質(zhì)特征，豐富了學(xué)生的感性認(rèn)識，使學(xué)生有了直接認(rèn)知，獲得了相關(guān)的事實(shí)性知識，變抽象為具體。更重要的是讓學(xué)生通過事實(shí)抽提出生物學(xué)本質(zhì)的東西，經(jīng)過歸納、推理和邏輯加工，構(gòu)建生物學(xué)概念，讓生物學(xué)概念“活起來”。

本堂課注重DIY實(shí)驗(yàn)，銜接自然流暢，在前一個(gè)生物學(xué)概念形成的基礎(chǔ)上再進(jìn)行下一個(gè)生物學(xué)概念的建構(gòu)，生物學(xué)概念逐一突破，符合認(rèn)知規(guī)律。

根據(jù)生物課堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)的實(shí)踐嘗試，筆者認(rèn)為要做好以下幾點(diǎn)：

1.在概念教學(xué)中堅(jiān)持“做中學(xué)”理念。生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，生物學(xué)概念的獲得常常建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，是對生物學(xué)事實(shí)的總結(jié)與提升。因此，我們要改變以往講授式的教學(xué)模式，生物學(xué)概念的引入一定要建立在學(xué)生做的基礎(chǔ)上。

2.確定一節(jié)課的核心概念。有很多因素都會影響我們對核心概念的確定，如教師本身的生物學(xué)科專業(yè)素養(yǎng)、教師對生物學(xué)科知識框架的理解與認(rèn)識、教師的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)、教師對科學(xué)本質(zhì)的理解等。要確定生物學(xué)核心概念，僅靠個(gè)人是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，要利用備課組教研組甚至整個(gè)地區(qū)、整個(gè)市的教研力量來做。這是一個(gè)持之以恒的工作，教師們一定要堅(jiān)持下去。

3.分析生物學(xué)概念，獲得事實(shí)性知識，創(chuàng)設(shè)DIY實(shí)驗(yàn)。創(chuàng)設(shè)DIY實(shí)驗(yàn)是為了學(xué)生自己去做、自己體驗(yàn)，在享受快樂的同時(shí)獲得事實(shí)性知識。然后通過對這些事實(shí)性知識分析推理歸納，從“是什么”到“為什么”，最終構(gòu)建生物學(xué)概念。所以，教師可以引導(dǎo)學(xué)生通過分析生物學(xué)概念，獲得事實(shí)性知識，然后依據(jù)事實(shí)創(chuàng)設(shè)DIY實(shí)驗(yàn)。

4.不要刻意地設(shè)計(jì)DIY實(shí)驗(yàn)。DIY實(shí)驗(yàn)應(yīng)該符合學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，結(jié)合教材中的概念性知識框架，選擇簡單易懂且與學(xué)生生活實(shí)際密切相關(guān)的事實(shí)設(shè)計(jì)研發(fā)。有些事實(shí)性知識很難用DIY實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)，如植物生長素的產(chǎn)生、分布、運(yùn)輸?shù)纫幌盗惺聦?shí)性知識可以通過科學(xué)史分析讓學(xué)生獲得；胚胎發(fā)育各個(gè)時(shí)期的發(fā)育特征這一系列事實(shí)性知識可以通過信息技術(shù)輔助讓學(xué)生獲得。

總之，為了面向全體學(xué)生，引導(dǎo)學(xué)生主動參與實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，從而使其主動構(gòu)建核心概念，教師必須做好生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作。生物課堂中融入DIY實(shí)驗(yàn)輔助概念教學(xué)，做到“教學(xué)做”合一，這不僅可以解決實(shí)驗(yàn)室建設(shè)上的不足，而且制作DIY實(shí)驗(yàn)中的材料也是對實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ囊粋€(gè)重要補(bǔ)充。更重要的是優(yōu)化了教學(xué)資源和教學(xué)環(huán)境，使自主、合作、探究的教學(xué)模式逐漸完善，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐操作能力和科學(xué)探究能力，積累了做的經(jīng)驗(yàn)，有利于生物學(xué)概念的建構(gòu)。

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ISSN2095-6711/Z01-2015-06-0159