“游戲化”教學(xué)在初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
——以“制作洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞臨時裝片”為例

朱 薇 劉學(xué)林 楊 奇 姜梓琛 何 剛

(1.云南大學(xué)附屬中學(xué)呈貢校區(qū) 云南昆明 650500)

(2.云南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 云南昆明 650500)

生物學(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中的地位舉足輕重?！读x務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年)》(以下簡稱《課程標(biāo)準(zhǔn)》)中提出以核心素養(yǎng)為宗旨,四個維度分別為生命觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任。此外,一部分實(shí)驗(yàn)課作為課程內(nèi)容和教學(xué)實(shí)施建議呈現(xiàn),可見實(shí)驗(yàn)教學(xué)是達(dá)成核心素養(yǎng)發(fā)展的重要途徑。但大部分教師受傳統(tǒng)教學(xué)理念的影響,無法很好地將實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合,只停留在單一的講解和演示;同時,學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課的重視程度不夠,造成死記硬背實(shí)驗(yàn)操作、學(xué)習(xí)積極性不強(qiáng)、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)參與度不高等情況。實(shí)驗(yàn)課的教與學(xué)達(dá)不到新課改背景下發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)及重視學(xué)生思維能力和實(shí)踐能力培養(yǎng)的要求。

“游戲化”教學(xué)以“游戲”為教學(xué)手段,寓教于樂,將“游戲”融入課堂教學(xué),巧妙利用了初中生好奇心強(qiáng)、喜歡探究未知事物的特點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī),在游戲化實(shí)踐過程中深入對知識的理解?！吨袊逃螒虬l(fā)展報告》中指出“游戲化”教學(xué)能夠改善學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)不足等情況。因此,下面以“制作洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞臨時裝片”為例,試將“游戲化”教學(xué)運(yùn)用到生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課中,探究“游戲化”教學(xué)對初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的促進(jìn)作用。

1 “游戲化”教學(xué)在初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用價值

1.1 激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

知之者不如好之者,好之者不如樂之者,興趣是推動學(xué)習(xí)的內(nèi)在力量,初中是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)習(xí)興趣的關(guān)鍵時期?！坝螒蚧苯虒W(xué)能抓住學(xué)生的注意力,激發(fā)學(xué)生的求知欲,教師通過設(shè)計(jì)循序漸進(jìn)的游戲,使不同層次的學(xué)生都能在輕松愉快的課堂氛圍中積極參與課堂,被學(xué)科知識所吸引,從而提高學(xué)習(xí)興趣。

1.2 加強(qiáng)合作性和互動性

教學(xué)是教師的教和學(xué)生的學(xué)相互作用的雙邊活動。游戲中既有合作又有競爭,利用游戲作為手段開展教學(xué),利用游戲思維開展合作學(xué)習(xí),可以將更強(qiáng)的合作性和互動性引入教學(xué)中。學(xué)生在游戲中既可以相互合作,游戲的激勵機(jī)制又能夠激起學(xué)生的勝負(fù)欲和求知欲,強(qiáng)化了生生和師生互動。

1.3 提高課堂效率,加強(qiáng)深度學(xué)習(xí)

生物學(xué)的邏輯性和實(shí)踐性較強(qiáng),但大部分內(nèi)容較為抽象,單一的理論知識和授課方式難以滿足學(xué)生的需求。在生物實(shí)驗(yàn)課中引入“游戲化”教學(xué)模式,順應(yīng)新課改背景下的時代要求,符合初中階段學(xué)生發(fā)展的生理和心理特征,能大幅提升學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和主動性。此外,“游戲化”教學(xué)中教師能營造輕松的學(xué)習(xí)氛圍,使枯燥、抽象的學(xué)習(xí)內(nèi)容更有趣、形象,使得學(xué)生能更好地投入實(shí)驗(yàn)課中,進(jìn)入深度學(xué)習(xí),提高課堂效率和教學(xué)質(zhì)量。

1.4 發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新思維能力、遷移能力

胡森在《國際教育百科全書》中提到不同類型的游戲活動能培養(yǎng)兒童的12 項(xiàng)能力,其中最重要的一項(xiàng)就是創(chuàng)造力。將“游戲化”教學(xué)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)課可以提升學(xué)生創(chuàng)新思維的新穎性、多元性和問題解決能力。一方面,生物學(xué)與生活密不可分,“游戲化”實(shí)驗(yàn)課的開展可以幫助學(xué)生突破理論學(xué)習(xí)難點(diǎn),激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和思考意識,將生物學(xué)原理和生活實(shí)際緊密結(jié)合;另一方面,初中階段學(xué)生的思維跳躍性較強(qiáng),運(yùn)用“游戲化”教學(xué)能幫助學(xué)生運(yùn)用自己喜歡的方式完成教學(xué)任務(wù),從而改變學(xué)習(xí)思路和觀念。

2 基于核心素養(yǎng)的“游戲化”實(shí)驗(yàn)課設(shè)計(jì)與實(shí)施案例

2.1 聚焦《課程標(biāo)準(zhǔn)》和教材要求,明確學(xué)業(yè)要求

生物學(xué)涉及內(nèi)容廣泛,涵蓋植物、動物、微生物等多方面,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中要緊扣教材內(nèi)容,聚焦核心素養(yǎng),引導(dǎo)學(xué)生以積極的、科學(xué)的方法解決實(shí)際問題。“游戲化”教學(xué)在實(shí)驗(yàn)課中主要以合作學(xué)習(xí)的方式呈現(xiàn),教師要深入研究《課程標(biāo)準(zhǔn)》和教材,選擇與教學(xué)內(nèi)容相適應(yīng)的游戲形式。“制作洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞臨時裝片”屬于生物體結(jié)構(gòu)層次主題下的內(nèi)容,是學(xué)生從微觀認(rèn)識生物體結(jié)構(gòu)層次的第一階段,在《課程標(biāo)準(zhǔn)》是學(xué)業(yè)要求和教學(xué)建議的一部分,也是初中階段第一個探究實(shí)驗(yàn)?；趯W(xué)生好奇心強(qiáng)、理論和技能薄弱等特點(diǎn),本節(jié)課采用合作闖關(guān)的形式開展實(shí)驗(yàn),將抽象的理論知識融入游戲過程,既能關(guān)注到學(xué)生的薄弱點(diǎn)又能掌控課堂秩序,保證較高的課堂質(zhì)量。

2.2 基于教學(xué)目標(biāo),策劃“游戲化”環(huán)節(jié)

“游戲化”教學(xué)的最終目的在于達(dá)成教學(xué)目標(biāo),突破教學(xué)重難點(diǎn),提高教學(xué)質(zhì)量,因此教師在設(shè)計(jì)“游戲化”實(shí)驗(yàn)課教學(xué)時要圍繞核心素養(yǎng)明晰教學(xué)目標(biāo),設(shè)計(jì)符合核心素養(yǎng)發(fā)展和教學(xué)目的要求的“游戲化”環(huán)節(jié)。

本節(jié)課教學(xué)目標(biāo)包括:通過小組合作觀察洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞的結(jié)構(gòu),歸納制作洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞臨時裝片的基本方法;規(guī)范使用顯微鏡,初步建立結(jié)構(gòu)與功能觀,培養(yǎng)合作能力、主動探究和創(chuàng)新思維能力;嘗試運(yùn)用生物畫圖法繪制觀察到的細(xì)胞結(jié)構(gòu),構(gòu)建細(xì)胞結(jié)構(gòu)物理模型,體驗(yàn)生物學(xué)中蘊(yùn)含的實(shí)驗(yàn)美和結(jié)構(gòu)美等,形成仔細(xì)觀察,養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

在此實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用“游戲化”教學(xué)模式,主要分為以下三個環(huán)節(jié):

(1)環(huán)節(jié)一:搭建新知學(xué)習(xí)階梯

實(shí)驗(yàn)開始前,教師介紹實(shí)驗(yàn)材料及用具,并以“你問我答”的方式圍繞顯微鏡使用步驟、對光成功標(biāo)志等帶領(lǐng)學(xué)生回顧顯微鏡的使用方法,幫助學(xué)生建立知識體系,同時,該環(huán)節(jié)也有利于教師進(jìn)一步了解學(xué)情,調(diào)動課堂氣氛。

(2)環(huán)節(jié)二:設(shè)計(jì)“游戲攻略”,合作探究

教師在設(shè)計(jì)時將實(shí)驗(yàn)步驟轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝螒蚬ヂ浴钡膯柎鸷瓦x擇,以“闖關(guān)”的方式幫助學(xué)生完成整個實(shí)驗(yàn);學(xué)生可以根據(jù)游戲攻略中所選選項(xiàng)的要求抵達(dá)相應(yīng)頁面完成實(shí)驗(yàn)操作。例如,在實(shí)驗(yàn)開始之前會有如圖1所示的選項(xiàng),將實(shí)驗(yàn)以攻略的形式呈現(xiàn),激發(fā)學(xué)生興趣,引導(dǎo)學(xué)生自主完成實(shí)驗(yàn)。

圖1 “游戲攻略”操作步驟

在課堂上,教師介紹“游戲攻略”的使用方法,指導(dǎo)學(xué)生兩人為一組利用“游戲攻略”完成合作探究,一人閱讀游戲攻略的同時指導(dǎo)另一人完成操作,時間為8 min。在此過程中,學(xué)生會在實(shí)驗(yàn)中碰到炸彈頁面,教師需要提醒學(xué)生按照要求進(jìn)行操作或作答(圖2)。學(xué)生將從這一過程的失敗中吸取經(jīng)驗(yàn),不斷重復(fù)“錯誤—總結(jié)—正確”過程。同時,教師不斷巡視并解答實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題,突破實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)。

圖2 炸彈頁面

以“制作臨時裝片”這一步驟為例,教師詢問是否有學(xué)生碰到第五頁炸彈(圖2a),并請遇到炸彈的同學(xué)描述錯誤步驟,其他同學(xué)幫助其修正。修正完畢后,教師追問:為什么要滴清水? 為什么即便滴清水,還是會有氣泡? 什么是氣泡? 如何操作可以避免氣泡的產(chǎn)生? 接著,教師邀請同學(xué)回答顯微鏡下所觀察到的細(xì)胞與教師所給細(xì)胞圖片的顏色差異(圖2d),并讓學(xué)生推測是哪步出了問題,并追問:內(nèi)表皮為什么要染色? 在學(xué)生客觀描述錯誤操作結(jié)果后,教師引導(dǎo)學(xué)生思考操作不當(dāng)?shù)脑?從而幫助學(xué)生理清思路,答疑解惑,培養(yǎng)科學(xué)思維能力。完成解疑后,相鄰兩組互換座位再次完成裝片制作,加強(qiáng)學(xué)生的合作互助精神。

(3)環(huán)節(jié)三:終極“闖關(guān)”

教師讓學(xué)生自主閱讀教材相關(guān)內(nèi)容,將實(shí)驗(yàn)步驟用一個動詞來概括,要求不能重復(fù),并填在攻略的關(guān)鍵字處(圖3)。接著,學(xué)生展示總結(jié)的動詞并相互補(bǔ)充,培養(yǎng)學(xué)生的思維能力。最后,教師將學(xué)生繪制植物細(xì)胞圖拍照并投影。細(xì)胞圖的繪制能高效檢驗(yàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)情況,利于學(xué)生鞏固重點(diǎn)知識、直觀感受并理解植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)。

圖3 攻略關(guān)鍵字

2.3 細(xì)化游戲規(guī)則,創(chuàng)新評價手段

“游戲化”教學(xué)過程中容易出現(xiàn)課堂失控等情況,教師在教學(xué)前要預(yù)設(shè)可能會出現(xiàn)的情況提前做好應(yīng)對。在課上,教師要把控好各個環(huán)節(jié)的時間和節(jié)奏,充分運(yùn)用希沃白板倒計(jì)時、投屏等功能。此外,教學(xué)中吸引學(xué)生全身心投入到課堂中,需要完善課堂評價,做到“游戲化”教學(xué)而不是教學(xué)“游戲化”。教學(xué)評價不僅要評價學(xué)生對于知識的掌握程度,也要評價學(xué)生對技能的運(yùn)用,注重學(xué)生實(shí)際生活中的問題解決能力和核心素養(yǎng)培養(yǎng)。完成實(shí)驗(yàn)后學(xué)生需要相互按評價表(圖4)進(jìn)行打分完成生生互評。教師則根據(jù)巡視時的了解和課堂反饋的實(shí)驗(yàn)操作、觀察等情況,對學(xué)生進(jìn)行評價。

圖4 評價表

3 結(jié)語

“游戲化”教學(xué)模式將興趣作為課堂的催化劑,給學(xué)生的自主探究留出了較多空間,做到了“問題學(xué)生提、疑問學(xué)生解、思路學(xué)生講、過程學(xué)生悟”。在“制作洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞臨時裝片”實(shí)驗(yàn)中融入趣味闖關(guān)游戲后,學(xué)生課堂參與度和積極性顯著提升,學(xué)生思維的碰撞和合作能力也有較大提高。同時,“游戲化”教學(xué)的引入也對教師提出了更高的要求,在教學(xué)過程中教師要充分挖掘各種資源、深入觀察學(xué)生,為構(gòu)建“游戲化”教學(xué)提供更多的素材,讓學(xué)生在輕松的課堂氛圍中掌握生物學(xué)知識,提升生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。