探究性实验教学目标的有效达成策略与过程

沈 艺

(广东省深圳市坪山新区同心外国语学校 518118)

1 探究实验内容的设计

在人教版初中生物学教材“探究馒头在口腔中的变化”一节的教学中，通过分析口腔中馒头细细咀嚼变甜的生活经验引入主题，开门见山明确探究问题“口腔中唾液、牙的咀嚼和舌的搅拌是否会影响馒头中淀粉的分解？”从这一给定的问题任务出发，按探究实验的6个环节：①明确探究问题→②作出假设→③制定计划(明确变量→在质疑、评价案例中学会控制变量→形成正确方案)→④实施计划，寻找证据→⑤分析结果、得出结论→⑥交流表达与评价，进行基于问题解决模式的探究活动。其中重点内容为③④⑥环节。

2 实验方法的改进

2.1 对教材中的实验方案进行修改 对教材中的原实验方案作出修改后如表1，不仅变量的控制更加科学，实验现象也非常明显，有利于学生科学思维和科学方法的培养。

表1 修正后探究实验方案

2.2 实验工具“探究实验记录单”的改进 ①目的：避免记录单成摆设，实现导学，促进学习，提高师生课堂监控和校正能力的作用。②设计要点：将记录单分为3个板块。第一个为“明确学习目标、实现指标”；第二个为“探究环节记录”，插入活动要求和任务、评价标准和评价表；第三个为“作业和反思”。③合理使用：要求学生记录探究的全过程，保留订正、评价的痕迹。教师在教学中随时检查记录单，全程跟踪，根据记录单反映问题，做出反馈和改进。

3 重难点目标的突破

3.1 重难点：学会有效控制实验的变量 突破点：①在制定计划环节中，培养学生科学思维和科学方法 促进学生深入、精细而严谨的思维活动；②避免因缺乏思维铺垫，而导致实施环节的盲目和表面热闹。

3.1.1 突破 1：分析本研究的变量和处理 具体介绍如下。

(1)填空设问(插入记录单)引导实验前思考：①自变量：______；②因变量:______，检测方法：______。检测的原理：淀粉遇碘：______，麦芽糖遇碘：______；③本实验______(能/不能)在口腔中进行,而要采用模拟实验，用______模拟口腔，用______模拟牙齿咀嚼，用______模拟舌头搅拌。

(2)在记录单中通过展示自变量和因变量的概念作为“提示”，进行概念复习。

(3)通过演示实验淀粉和麦芽糖分别滴加碘液后的颜色变化帮助理解检测的原理。

3.1.2 突破2：分析教材中的实验方案是否严谨，提出建议 将有缺陷的方案作为培养科学思维和精神的好素材。在记录单中展示“变量控制原则提示”(表2)为学生提供清晰的评价标准，让学生通过小组成员交流讨论，在评价、质疑中复习、应用和理解变量控制的原则，初步形成方案设计的思路。

表2 变量控制原则提示

3.1.3 突破3：设计自己的方案 ①用既直观又具有一定逻辑性的“简图+文字”的方式呈现任务(图中试管1中放置2 mL唾液，1块馒头切成碎屑，搅拌15次。图略)，让学生补充方案。这样做降低了难度，符合初中生的思维特点，有助于理解变量控制的原则和本质，对实施环节的操作有引导作用(自变量设置要求：试管2模拟有无唾液。试管3模拟有无搅拌。试管4模拟有无牙齿的咀嚼)。②要求学生先独立完成，再进行小组的交流、评价和修正，从而做到面向全体学生，保证学习参与的广度和深度。③有效监控：教师在教学中巡视、观察、倾听小组活动和研究记录单，并进行针对性指导。④精选范例策略：选择3个具有典型错误的案例，让3位学生上台分别写出2、3、4号试管的变量设置，使评价更具针对性。

3.1.4 突破4：评价和修改3个典型的、有缺陷的方案 有效提问策略：围绕正确控制变量的原则，设计针对性问题：①自变量设置正确吗？②保证了单一自变量吗？③无关变量保证相同且适宜吗？④加入的物质有量的描述吗？让学生按问题的顺序逐一判断自己或同学的方案是否符合这些指标。学生回答问句进行判断就是评价的过程，在自评和互评中促进学生对知识的理解、内化，构建起正确的标准；加深对学习目标的理解，了解与目标的差距，作出改进措施。展示完全正确的方案作为修正的终极范例。

3.2 重难点二：实施计划，收集证据 突破点：①有效管理课堂时间；②预防纪律混乱、小组合作学习效率低；③保证操作过程正确严谨、有序而高效。突破策略：课前充分准备①提前计算调至温水时的冷、热水体积比，课堂上快速准备温水；②提前收集唾液，切好体积相同和不同的馒头块；③提前培训学生指导员：在活动之前以小组为单位自荐或选取学生作为指导员提前培训,在探究活动时学生指导员指导其他学生。一定程度承担教师的评价者角色，促进同伴对学习目标的理解，提高学生的自我监控能力和小组合作效率。学生监督者模式：①将复杂的操作过程设计为不设等级的评价清单(表3)；②每个组由一个经过培训的学生担当监督者，由监督者观察他人的操作过程，对照清单提醒被监督者要注意的步骤和事项，并评价判断对方的操作是否符合要求。不仅要指出存在问题，还要给出具体的改进的建议，从而帮助学生改进学习。教师有效监控和评价：①在关注全班基础上，选定某一个活动小组按提前设计的观察要点进行细致观察；②研究学生的记录单；③倾听学生的提问和谈话。通过以上途径获取学生学习状况和行为的信息，及时做出反馈和指导，并对教学过程进行改进。

表3 监督者模式评价清单(示部分)

3.3 难点三：培养勇于质疑、求实和严谨的科学精神和科学态度 突破点：设计多样化的、融入评价的活动，贯穿于整个探究过程，将内隐的态度、价值观和情感，转变为外显的、具体的行为要求加于引导和落实。突破策略：①学习目标的实现指标中用明确的语言引导外显活动，如“实事求是记录实验结果”；②应用变量控制的原则对教材中的、同伴和自己的方案进行质疑、评价和修正；③在实施环节中采用监督者模式；④应用“评价交流”表格促进高质量的“交流、表达与评价”：教师选取成功小组和不成功小组展示实验结果，要求其他小组认真倾听汇报，并完成表4，进行分析。其他组对展示小组提出质疑，要对方作出反思和合理解答。引导学生在出现非预期的实验结果时主动分析其可能的原因或提出创造性见解。

表4 评价交流

4 课后的延伸、监控和校正

4.1 任务背景 有些人喜欢边喝汽水(酒类)边吃饭，或把米饭和汤混在一起吃，这些习惯对米饭在口腔中的消化有影响吗？请参考本节课的研究方法，提出你的研究问题，并设计实验方案来验证你的假设。

4.2 材料用具 2%的淀粉溶液、新鲜纯唾液、稀释5倍的唾液、汽水、白酒、试管、烧杯、量筒、培养皿、托盘、碘液、37℃温水等。

①探究问题：__________；②假设：__________；③补充实验方案(表5)：

表5 探究__________的实验方案

让学生完成“生物学探究性实验自我反思评价表”(表6)。教师回收、评阅记录单，并反馈。

表6 生物学探究性实验自我反思评价表

5 教学反思

改进了实验方案，探究实验现象明显，体现科学性、严谨性。并引入学习性评价模式，提高了探究性实验教学的效果，有效实现生物学探究性实验教学的核心目标。本案例还体现学习性评价的5个核心特征：引导学生清楚预期学习目标、评价与教学过程密切配合、引入多元的评价主体、采用多元评价方法和重视评价结果的反馈[1]。