“微課引領(lǐng)——問題驅(qū)動”構(gòu)建生物實驗高效課堂

羅麗娟 朱毅鴻 夏曙華

“微課引領(lǐng)——問題驅(qū)動”是一種高效生物課堂教學(xué)模式。筆者以微課為載體，搭建“范例支架”，讓學(xué)生自主構(gòu)建科學(xué)探究的知識框架；以問題為基點，以學(xué)生活動為中心，發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，利用“問題支架”引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計探究方案，達(dá)成生物課堂的高效教學(xué)。現(xiàn)以探究“水溫對金魚呼吸頻率的影響”一節(jié)為例，淺談“微課引領(lǐng)——問題驅(qū)動”高效生物實驗課堂教學(xué)模式的建構(gòu)策略。

1教材分析

本節(jié)課是新人教版七年級上第一單元第二章第一節(jié)“生物與環(huán)境的關(guān)系”的教學(xué)內(nèi)容?！疤骄糠巧镆蛩貙δ撤N動物的影響”是人教版新教材中的第一個探究實驗，教材安排的目的是讓學(xué)生了解探究的一般過程，并且體會控制實驗變量和設(shè)置對照實驗的重要性。這對學(xué)生探究能力、探究思維的培養(yǎng)具有舉足輕重的作用。因此，此實驗在初中生物學(xué)教學(xué)中占有極其重要的地位，同時也為學(xué)生今后進(jìn)行實驗探究做好鋪墊，打下基礎(chǔ)。

對于“非生物因素對某種動物的影響”這一探究活動，教材提供了多種可供選擇的材料，提高了探究活動的可行性?；谑髬D難覓，鼠婦的假死會使實驗結(jié)果產(chǎn)生誤差，有些學(xué)生害怕鼠婦，以鼠婦為研究對象不利于調(diào)動學(xué)生情感因素，甚至?xí)斐韶?fù)面影響，所以確定“探究水溫對金魚呼吸頻率的影響”為本課的探究課題。

2學(xué)情分析

剛升入初中的學(xué)生，對科學(xué)實驗充滿了好奇心和求知欲，并且初中生易于引導(dǎo)和塑造。但對探究的過程、單一變量的控制，對照實驗的設(shè)計等知識很陌生。教師將課本中的典型實驗“探究光對鼠婦分布的影響”制成微課，課前學(xué)生反復(fù)觀看微課，充分思考，自主構(gòu)建科學(xué)探究一般步驟，模仿“光對鼠婦分布影響”實驗，嘗試設(shè)計“水溫對金魚呼吸頻率影響”的探究方案；課堂上在教師的引導(dǎo)下反思糾正，真正理解探究實驗的原理，并通過親歷實驗探究的全過程，體會控制實驗變量和設(shè)置對照實驗的重要性，為今后的科學(xué)探究奠定良好的基礎(chǔ)。筆者所在學(xué)校是區(qū)屬學(xué)校，多媒體配備比較完善，大多學(xué)生家庭配有電腦或手機(jī)，這為微課學(xué)習(xí)提供了條件。

金魚是學(xué)生所熟悉和喜愛的動物，以此為實驗材料有利于調(diào)動學(xué)生情感因素，培養(yǎng)學(xué)生對生物學(xué)的喜愛。但有些學(xué)生并沒有養(yǎng)小金魚的實際經(jīng)歷，所以提前在班里開展飼養(yǎng)小金魚的活動。這樣既培養(yǎng)學(xué)生愛護(hù)動物的情感，又為學(xué)生練習(xí)計數(shù)呼吸頻率提供方便，保證學(xué)生有充分的練習(xí)時間，解決實驗操作的難點問題。

3教學(xué)目標(biāo)

（1）說出科學(xué)探究的一般過程；說出探究實驗的設(shè)計思路；知道怎樣確定實驗變量，設(shè)計對照實驗。

（2）嘗試運用已有的知識和經(jīng)驗作出假設(shè)。嘗試設(shè)計對照實驗，確定和控制實驗變量。進(jìn)行觀察，并記錄和處理實驗數(shù)據(jù)。

（3）體驗科學(xué)探究的一般過程：如實地記錄實驗數(shù)據(jù)，體會科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性：認(rèn)真觀察和記錄，并與小組其他同學(xué)合作和交流，形成合作意識：關(guān)注非生物因素對生物的影響，加強(qiáng)愛護(hù)動物的意識。

4教學(xué)重點

科學(xué)探究的一般過程；設(shè)置對照實驗，控制單一變量。

5教學(xué)難點

設(shè)置對照實驗，控制單一變量；計數(shù)金魚的呼吸頻率；組織好“水溫對金魚呼吸頻率的影響”的探究活動。

6設(shè)計思路

課前：學(xué)生觀看微課，完成學(xué)習(xí)任務(wù)單，自主構(gòu)建科學(xué)探究的知識框架，模仿“光對鼠婦分布影響”實驗，嘗試設(shè)計“水溫對金魚呼吸頻率影響”的探究方案。課堂上：學(xué)生在教師引導(dǎo)下反思糾正，設(shè)計實驗方案，形成具體實驗步驟；進(jìn)行合作探究，體驗探究過程，最后進(jìn)行表達(dá)交流，發(fā)散思維。課堂教學(xué)的主要流程如圖1所示。

7教學(xué)過程

7.1課前自學(xué)——觀看微課，自主構(gòu)建知識框架

課前，教師將課本中的典型實驗“探究光對鼠婦分布的影響”制成微課，設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)單（附后）。學(xué)生反復(fù)觀看微課，充分思考，自主構(gòu)建科學(xué)探究的知識框架，模仿“光對鼠婦分布影響”實驗，嘗試設(shè)計“水溫對金魚呼吸頻率影響”的探究方案。

7.2課堂導(dǎo)學(xué)——講評學(xué)習(xí)任務(wù)單

教師展示學(xué)習(xí)任務(wù)單（一）的問題，請學(xué)生回答以下問題，學(xué)生通過課前微課的觀看，一般能說出探究的六個環(huán)節(jié)和探究實驗的設(shè)計思路。學(xué)習(xí)任務(wù)單

（一）的問題是：

1.探究的一般過程包括：提出問題_____________。

2.探究實驗設(shè)計的思路是：先確定實驗變量，根據(jù)實驗變量設(shè)計____實驗，并注意控制___變量，還要避免實驗的______，以減少______。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生養(yǎng)成進(jìn)行探究活動的程序習(xí)慣，進(jìn)一步熟悉探究實驗設(shè)計的思路。

教師按順序?qū)W(xué)習(xí)任務(wù)單（二）中的問題答案梳理一遍，解釋較多學(xué)生有困惑的問題。針對開放的問題3，教師引導(dǎo)學(xué)生要確定在適合金魚生活的溫度范圍內(nèi)設(shè)計低溫與常溫或高溫與常溫的對照。問題4中，很多學(xué)生在最后一空中將“控制無關(guān)變量”答成“實驗變量的含義”，主要原因是因為他們沒有真正理解控制單一變量。為此，教師分析解釋：水溫是實驗變量，除了水溫這個條件可以變，其他條件都應(yīng)相同，稱為“控制單一變量”，這樣才能確定實驗結(jié)果只與水溫這個變量有關(guān)。針對答案多樣的問題7，點評確定最科學(xué)的答案：把3條金魚分別裝入3個相同的杯子中。針對沒有答到要點的問題8，教師點評、強(qiáng)調(diào)不要將冰塊或熱水直接加入裝有金魚的杯子里。針對問題11，強(qiáng)調(diào)實驗過程要保持安靜、避免晃動。學(xué)習(xí)任務(wù)單（二）的問題是：

1.針對提出的問題“水溫對金魚的呼吸頻率有影響嗎？”，你作出的假設(shè)是______。

2.探究“水溫對金魚呼吸頻率的影響”，實驗變量是_______。

3.針對這個實驗變量，你準(zhǔn)備設(shè)置______℃和______℃的水溫（假設(shè)常溫25℃）進(jìn)行對照？

4.本實驗中除了______這個條件不同，水質(zhì)、水量、光照等其他條件都應(yīng)該是______且適宜的。這是為了控制______。

5.實驗過程中可在水中加______降低水溫，可在水中加入______來提高水溫。

6.每種水溫環(huán)境中要放入3條金魚，目的是______。

7.如何避免這些金魚互相干擾？____________。

8.如何避免在改變水溫時對金魚的過度刺激？______。

9.改變水溫后，為什么要待金魚安靜穩(wěn)定后再測______。

10.要在同一溫度下計數(shù)幾次？為什么？______。

11.如何在實驗中使魚不受驚嚇，以保證所得數(shù)據(jù)可靠？______。

設(shè)計意圖：環(huán)環(huán)相扣的問題使學(xué)生在自主思考的基礎(chǔ)上，查缺補(bǔ)漏，促進(jìn)學(xué)生反思糾正，幫助學(xué)生進(jìn)一步明確設(shè)計對照實驗、控制單一變量和實驗的可重復(fù)性意義，使學(xué)生最終了解設(shè)計探究實驗的正確方法。初一新生、自主學(xué)習(xí)的能力較弱，又是第一次接觸探究實驗，教師的層層引導(dǎo)可以確保他們邁好探究實驗第一步。

學(xué)生在解決以上相關(guān)問題后，嘗試設(shè)計“探究水溫對金魚呼吸頻率的影響”的實驗方案。針對很多學(xué)生沒有完成的任務(wù)（三），將上述已解決的任務(wù)（二）的問題串起來提示學(xué)生，并結(jié)合實物展示來引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案。在設(shè)計過程中，教師追問：是否同時測不同水溫中金魚的呼吸頻率？這三條金魚要滿足什么條件？在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生很快設(shè)計出如下兩組對照實驗：①設(shè)置常溫和低于常溫10℃對照；②設(shè)置常溫和高于常溫10℃對照。教師繼續(xù)追問：實驗過程中是常溫用3條金魚，低于常溫10℃用另外3條，還是用同樣的3條先測常溫在測低溫？在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生認(rèn)識到：測三條金魚在不同水溫中的呼吸頻率進(jìn)行對照，三條金魚應(yīng)該同種同大小，這樣才能保證單一變量。

設(shè)計意圖：教師利用問題串將學(xué)生片面性思維連成線，實驗方案自然水到渠成，強(qiáng)化學(xué)生對“對照實驗要控制單一變量”這個難點的理解。

課前，教師在教室養(yǎng)幾只小金魚，學(xué)生模仿微課2，利用課間練習(xí)計數(shù)金魚的呼吸頻率。課上，在學(xué)生完成實驗方案設(shè)計后，教師強(qiáng)調(diào)計數(shù)金魚呼吸頻率的要點：數(shù)金魚鰓蓋的開閉次數(shù)，一開一閉算一次，并利用視頻，抽檢計數(shù)金魚的呼吸頻率，檢測學(xué)生計數(shù)的掌握情況。

7.3合作探究

7.3.1提出問題、作出假設(shè)

7.3.2制定計劃

學(xué)生根據(jù)設(shè)計的實驗方案，利用提供的材料用具，確定實驗的總體步驟：

（1）測定常溫中金魚的呼吸頻率；

（2）測定低溫（或常溫）中金魚的呼吸頻率。

教師巡視，根據(jù)學(xué)生情況發(fā)放包括具體實驗步驟及記錄表的實驗報告單。

7.3.3實施計劃

教師布置全班合作探究，左、右各小組分別進(jìn)行常溫與低溫、常溫與高溫的對照實驗。教師展示記錄表，提示學(xué)生觀察時及時記錄，并提醒學(xué)生實驗過程保持安靜，以免驚擾魚，使數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。

7.3.4得出結(jié)論、表達(dá)交流

8教學(xué)反思

這節(jié)課堅持“以學(xué)生發(fā)展為本”的教學(xué)理念，精心設(shè)計了教學(xué)流程，關(guān)注學(xué)生對基礎(chǔ)知識和基本技能的加深理解，又關(guān)注了學(xué)生探究能力的培養(yǎng)。教學(xué)注重課堂的實效性，有以下幾方面處理得較好：

（1）以生為本，把握“最近發(fā)展區(qū)”，將教材中“探究光對鼠婦分布的影響”完整探究過程及相關(guān)實驗原理制成微課，為學(xué)生搭建了“范例支架”，讓學(xué)生自主構(gòu)建科學(xué)探究的知識框架，認(rèn)識科學(xué)探究的一般過程，了解探究實驗相關(guān)原理。以學(xué)生現(xiàn)有的認(rèn)知水平和掌握的實驗技能，難以完成探究實驗方案的設(shè)計，教師根據(jù)學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”設(shè)置的相關(guān)問題，給學(xué)生搭建了“問題支架”。在學(xué)生自主思考的基礎(chǔ)上，教師通過點評、啟發(fā)，層層深入地引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計探究方案，明確實驗步驟，促進(jìn)了學(xué)生“現(xiàn)有發(fā)展水平”向“可能達(dá)到的水平”轉(zhuǎn)化，達(dá)成了有效的實驗教學(xué)。

（2）課前學(xué)微課，充分體現(xiàn)了學(xué)生作為教學(xué)主體的積極性、主動性。學(xué)生在家看視頻，不受班級群體教學(xué)進(jìn)度的限制，能根據(jù)自身情況來安排和控制自己的學(xué)習(xí)節(jié)奏，觀看視頻的節(jié)奏快慢全在自己掌握，看不懂的倒退反復(fù)觀看。所以不同層次的學(xué)生大都能看懂、學(xué)會，而且有足夠時間仔細(xì)思考。這樣兼顧了學(xué)生的個體差異，課堂上的時間被釋放了，彌補(bǔ)了課堂教學(xué)時間的不足。

（3）學(xué)生通過微課學(xué)會計數(shù)金魚的呼吸頻率、正確使用溫度計，并利用在教室飼養(yǎng)的金魚，反復(fù)練習(xí)計數(shù)，解決了實驗操作的難點，避免了人為因素對實驗的干擾，也成功避免了課堂上的一些“亂”的現(xiàn)象。

（4）用一次性塑料杯取代燒杯做實驗，大大節(jié)省了實驗成本。

（5）將課堂生成的意外變成學(xué)生繼續(xù)探究的契機(jī)。針對“高溫的呼吸頻率比常溫的低”這個結(jié)果與預(yù)設(shè)的有偏差，教師沒有評判學(xué)生的實驗就是失敗的，而是讓學(xué)生回去查找資料繼續(xù)探究，找出原因。

進(jìn)一步反思：查閱資料發(fā)現(xiàn)金魚的上限生活溫度為34℃，教師組織部分學(xué)生課外繼續(xù)探究，驗證了在34℃以下隨水溫升高金魚的呼吸頻率加快，而高于34℃，金魚的呼吸頻率反而小于常溫（26℃）下的呼吸頻率，找出了實驗結(jié)果與預(yù)設(shè)有偏差的原因。但筆者也深感遺憾，因為教師的預(yù)實驗不夠充分，導(dǎo)致學(xué)生初次接觸探究實驗，卻沒有明確的實驗結(jié)論。盡管新課程提倡的探究活動“重過程”，但第一次實驗的成功體驗更能夠激發(fā)學(xué)生的探究熱情。

9“微課引領(lǐng)——問題驅(qū)動”高效課堂教學(xué)模式的基本特點

“微課引領(lǐng)”是指在教師針對某節(jié)課的重點或難點制成微課，課前學(xué)生利用學(xué)習(xí)任務(wù)單，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)任務(wù)，再從網(wǎng)上下載并反復(fù)觀看微課，引領(lǐng)學(xué)生充分思考，掌握相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。微課主題突出，針對性強(qiáng)，短小精煉，能有效利用“碎片化時間”，節(jié)約課堂時間，為課堂的高效教學(xué)作出鋪墊?！皢栴}驅(qū)動”是指教師精巧設(shè)計問題串，驅(qū)動學(xué)生完成實驗任務(wù)。教師首先把教學(xué)目標(biāo)隱含在問題中，讓學(xué)生交流討論問題，學(xué)生在解決問題的過程中，逐漸將實驗原理內(nèi)化，在教師的引導(dǎo)下，把片面、孤立的相關(guān)知識串成線，理清實驗步驟，發(fā)散思維，構(gòu)建完整的知識體系，達(dá)到融會貫通的目的。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，教師不是“填鴨式”的灌溉知識、告訴學(xué)生實驗步驟，而是點撥、糾錯、啟發(fā)、引導(dǎo)，讓學(xué)生利用已有的認(rèn)知和邏輯來設(shè)計實驗方案并完成實驗，大大提高學(xué)生學(xué)習(xí)、動手實驗的熱情，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的天性，這樣的實驗課堂必定是高效的。