技術支撐下的探究式教學實踐與思考

王陽 孫文方

生物學科的特點決定了它非常適合使用自主合作探究的教學方法去培養(yǎng)學生的科學思維與科學探究能力。那么，如何在探究式的教學過程中，提升探究的充分性？下面筆者以人教版初中《生物》八年級上冊《魚》一課為例加以具體說明。

本文總體設計

本節(jié)課通過對“魚”的外形、運動及呼吸特點的觀察與探究，使學生對魚的外觀、結(jié)構(gòu)及與結(jié)構(gòu)相適應的能力進行深入的了解。

本課在混合式教學環(huán)境下進行，通過課前問卷調(diào)查、課上深層次探究、課后延伸探究三個主要環(huán)節(jié)展開。在學法與教法上采用自主合作探究法和以學法導航學案為引導的任務型教學法，通過調(diào)查—提問—猜想—探究—驗證—交流六個環(huán)節(jié)，在探索實際問題解決的過程中，提升學生的科學思維和探究能力。

本文技術支撐

1.信息技術助課前——問卷調(diào)查知學情，為探究做準備

教師通過在網(wǎng)絡平臺發(fā)布調(diào)查問卷，可以快速、精準地掌握學情，梳理出學生的疑問點以及共性問題。在課堂上，教師能夠有針對性地進行教學，同時也為知識廣度與深度的挖掘爭取了更多的時間，提高了課堂效率。

課前，筆者在UMU上設計了“魚類知多少”的調(diào)查問卷，通過調(diào)查問卷筆者發(fā)現(xiàn)，學生在判斷鯨魚是否屬于魚類這一問題上存在較大問題，在課堂教學時，筆者以此為切入點展開課堂教學。

2.信息技術助課中——虛擬結(jié)合，搭建探究橋梁

信息技術的應用為重難點的突破提供了更多可能。在本節(jié)課中，在探究魚的外部形態(tài)時，教師利用NoBook生物虛擬實驗室中魚的3D立體結(jié)構(gòu)圖，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)圖由平面到3D立體的轉(zhuǎn)變，提升直觀性，更增加了科技感與趣味性。學生不僅可以通過手中的平板電腦全方位且細致地對魚的外形特點進行觀察與探究，而且還可以結(jié)合實物魚進行進一步觀察。通過虛與實的觀察，學生對魚的外部形態(tài)有了更加充分的認識。

3.信息技術助測試——反饋及時，掌控探究效果

信息技術的應用使教師在課上能及時掌握每一名學生對知識的掌握情況，在提高課堂效率的同時也提高了學生的學習效率。

4.信息技術助課后——線上協(xié)作，拓展探究空間

利用信息技術可以將教師篩選的資料分享給學生，學生利用課余時間自學，縮減了學生查找資料的時間，同時也達到了拓展知識的目的。

案例設計

《魚》教學設計

1.教學目標與重難點

知識與技能目標：說出無脊椎動物和脊椎動物的主要區(qū)別;概述魚的主要特征;說出魚適應水中生活的主要特征;舉例說明魚與人類的關系。

過程與方法目標：通過對魚的外形、運動及呼吸特點的觀察與分析，提高觀察與分析能力;通過對魚能夠在水中進行呼吸的實驗驗證，提高實驗探究能力;通過小組合作探究，提高合作學習能力。

情感態(tài)度與價值觀目標：通過掌握魚的形態(tài)結(jié)構(gòu)等知識，進一步確立生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應、生物體與環(huán)境相適應的觀點。

重點：說出魚適應水中生活的主要特征。

難點：認識魚的呼吸。

2.教學過程

（1）在參與調(diào)查過程中感知魚的奧秘

在UMU互動平臺上建立課程《魚》，并上傳“魚類知多少”調(diào)查問卷、“魚的呼吸——鰓”視頻、測試題等教學資源?？偨Y(jié)課前學生在UMU互動平臺上完成的“魚類知多少”的問卷調(diào)查，提出共性問題：鯨魚是否屬于魚類？

設計意圖：通過課前的問卷調(diào)查，教師可知學生對魚類的了解情況。通過課上的總結(jié)，幫助學生進一步體會魚的種類的多樣性，并提出學生的共性問題。

（2）在虛實結(jié)合的實驗中逐步探究魚的奧秘

①探究魚的骨骼。

學生觀察手中的鯽魚骨骼標本實物，通過比較已經(jīng)學習過的無脊椎動物的特點，歸納脊椎動物與無脊椎動物的概念。

設計意圖：學生通過將脊椎動物與已經(jīng)學習的無脊椎動物的特點進行比較，能夠較為容易地理解本節(jié)課的核心概念——脊椎動物與無脊椎動物，進而理解兩者之間的區(qū)別。

②探究魚適合水中生活的主要特征——外部形態(tài)（虛實結(jié)合）。

學生利用平板電腦打開NoBook生物虛擬實驗室的網(wǎng)頁，觀察虛擬3D魚，同時與實物魚對比。結(jié)合教材內(nèi)容，小組討論魚的外形以及結(jié)構(gòu)特點，并依據(jù)生活經(jīng)驗或已經(jīng)了解到的魚類相關知識分析其形態(tài)以及各部分結(jié)構(gòu)的功能與意義，完成學法導航學案相關內(nèi)容并進行匯報。

設計意圖：利用虛擬的3D資源，激發(fā)學生的學習熱情，能使其對魚類外部形態(tài)特點有進一步的認識。

③探究魚適合水中生活的主要特征——魚的運動。

課前各小組成員將查找的關于魚鰭作用的資料上傳至UMU互動平臺，與其他小組共享，并進行自主探究與合作探究，以了解每一種魚鰭的作用。課上匯報小組研究成果。通過再一次觀察實物魚，學生充分認識到魚是依靠尾部和軀干部的擺動以及鰭的協(xié)調(diào)作用游泳的。

教師進一步引導學生思考魚在水中游泳的意義是什么。學生能較為容易地分析出其運動的主要意義在于尋找食物以及躲避敵害。

設計意圖：使用UMU互動平臺，為學生提供自主探究和合作探究的平臺。與此同時，通過再一次的深入觀察，提升學生的觀察能力。通過分析魚在水中運動的意義，幫助學生理解生物與環(huán)境相適應的生物學觀點。

④探究魚適合水中生活的主要特征——魚的呼吸。

教師播放魚呼吸過程的視頻，引導學生觀察魚的口與鰓蓋的后緣是交替張合的，流入口中的水從鰓蓋后緣流出，并引導學生思考：這一過程是魚在進行哪一項生命活動？

首先，依據(jù)化學知識，小組討論實驗設計，動手操作，觀察實驗現(xiàn)象，驗證魚可以在水中進行呼吸的結(jié)論。

其次，探究鰓的結(jié)構(gòu)與功能。以學法導航學案中的三個問題為引導，學生通過手中的平板電腦，反復觀看UMU互動平臺中“魚的呼吸——鰓”的視頻，并進行合作探究，在探究的同時通過截屏的方式提取關鍵信息回傳至UMU互動平臺，再利用提取的關鍵信息講解學法導航學案中的三個問題（如圖1）。

再次，模擬鰓絲。教師利用毛筆的筆毛模擬鰓絲，同時利用希沃投屏讓學生觀察毛筆的筆毛在水中和離開水時的變化，體會魚在水中鰓絲完全打開，擴大了鰓和水的接觸面積，便于氣體交換的特點。

最后，探究鯽魚鰓的數(shù)量。利用手中的平板電腦，打開Nobook生物虛擬實驗室的網(wǎng)頁，觀察魚的呼吸系統(tǒng)虛擬內(nèi)部解剖圖，并進行合作探究，確定鯽魚鰓的數(shù)量。

設計意圖：對魚呼吸的探究是本節(jié)課的難點內(nèi)容，以學法導航學案為引導，為學生指出探究方向。在問題引導和學法指導下，學生進行自主合作探究，有利于學生全面掌握鰓的結(jié)構(gòu)與功能，突破難點。解剖實驗對于七年級的學生來說難度非常大，利用虛擬內(nèi)部解剖資源對鯽魚鰓的數(shù)量進行探究可解決這一難題，學生通過探究，很容易就能確定鯽魚鰓的數(shù)量。

（3）總結(jié)魚適應水中生活的主要特征

學生先自主梳理與總結(jié)魚類的主要特征，并利用思維導圖的形式進行呈現(xiàn)（如圖2）。

設計意圖：通過思維導圖梳理知識點也是給予學生一定的學法指導。

（4）課內(nèi)延伸，拓展探究廣度

教師展示魚類的食性與消化系統(tǒng)的關系以及魚的生殖方式的資料，學生進行閱讀與分析。教師播放鯨魚特征的視頻，學生對魚類特征與鯨魚特征進行對比，解決課前的問題。

設計意圖：擴充學生的知識廣度;能夠與鯨魚的特征做更好的對比，使學生充分認識鯨魚不屬于魚類，而屬于哺乳動物。

（5）課堂小測，檢查學習成果

學生利用手中的平板電腦進入UMU互動平臺中的考試板塊，進行答題并提交，限時3分鐘。

設計意圖：教師在課上就能發(fā)現(xiàn)學生的知識漏洞，并進行個性化輔導，能切實提高課堂效率。

（6）課后延學，拓展探究空間

①教師將課外拓展內(nèi)容上傳至UMU互動平臺，學生利用課余時間進行自主學習。②學生繪制思維導圖總結(jié)魚類相關知識，并上傳至UMU互動平臺，與其他同學進行溝通交流。

設計意圖：幫助學生擴充知識廣度，同時為學生提供溝通和交流的平臺。

4.課后反思

《魚》一課通過信息技術的融入解決了傳統(tǒng)教學中的探究難題，讓學生能在虛擬與現(xiàn)實的環(huán)境中開展探究。學生通過全方位、多層次、多角度的探究學習，加深了對探究對象的理解，真正成為課堂學習的主人，也更好地提升了自身核心素養(yǎng)。但本節(jié)課也有需要改進的地方。

①本節(jié)課中應用的UMU互動平臺為探究式教學提供了有利條件，但探究的廣度與深度可以再擴大一些，如側(cè)線如何幫助魚類感知水流方向、水壓大小、水流速度、水中物體位置，是否有魚類完全依靠鰭進行運動等。

②本節(jié)課驗證魚可以在水中進行呼吸環(huán)節(jié)與化學學科融合，在探究深度與廣度擴大的基礎上，在融合方面可以更充分些，如在探究魚類的運動主要是通過幾種作用產(chǎn)生動力時，可以與物理學科相融合。

信息技術的不斷發(fā)展為優(yōu)化教學模式提供了更多的可能性。同時，它也對教師提出了更高的要求，教師應從教學內(nèi)容、學情、教學環(huán)境為基礎，選擇合適的信息技術和合理的教學模式，使其能更好地與內(nèi)容結(jié)合，更好地與學情以及教學實際結(jié)合。