“微课引领——问题驱动”构建生物实验高效课堂

罗丽娟 朱毅鸿 夏曙华

“微课引领——问题驱动”是一种高效生物课堂教学模式。笔者以微课为载体，搭建“范例支架”，让学生自主构建科学探究的知识框架；以问题为基点，以学生活动为中心，发挥教师的主导作用，利用“问题支架”引导学生设计探究方案，达成生物课堂的高效教学。现以探究“水温对金鱼呼吸频率的影响”一节为例，浅谈“微课引领——问题驱动”高效生物实验课堂教学模式的建构策略。

1教材分析

本节课是新人教版七年级上第一单元第二章第一节“生物与环境的关系”的教学内容。“探究非生物因素对某种动物的影响”是人教版新教材中的第一个探究实验，教材安排的目的是让学生了解探究的一般过程，并且体会控制实验变量和设置对照实验的重要性。这对学生探究能力、探究思维的培养具有举足轻重的作用。因此，此实验在初中生物学教学中占有极其重要的地位，同时也为学生今后进行实验探究做好铺垫，打下基础。

对于“非生物因素对某种动物的影响”这一探究活动，教材提供了多种可供选择的材料，提高了探究活动的可行性。基于鼠妇难觅，鼠妇的假死会使实验结果产生误差，有些学生害怕鼠妇，以鼠妇为研究对象不利于调动学生情感因素，甚至会造成负面影响，所以确定“探究水温对金鱼呼吸频率的影响”为本课的探究课题。

2学情分析

刚升入初中的学生，对科学实验充满了好奇心和求知欲，并且初中生易于引导和塑造。但对探究的过程、单一变量的控制，对照实验的设计等知识很陌生。教师将课本中的典型实验“探究光对鼠妇分布的影响”制成微课，课前学生反复观看微课，充分思考，自主构建科学探究一般步骤，模仿“光对鼠妇分布影响”实验，尝试设计“水温对金鱼呼吸频率影响”的探究方案；课堂上在教师的引导下反思纠正，真正理解探究实验的原理，并通过亲历实验探究的全过程，体会控制实验变量和设置对照实验的重要性，为今后的科学探究奠定良好的基础。笔者所在学校是区属学校，多媒体配备比较完善，大多学生家庭配有电脑或手机，这为微课学习提供了条件。

金鱼是学生所熟悉和喜爱的动物，以此为实验材料有利于调动学生情感因素，培养学生对生物学的喜爱。但有些学生并没有养小金鱼的实际经历，所以提前在班里开展饲养小金鱼的活动。这样既培养学生爱护动物的情感，又为学生练习计数呼吸频率提供方便，保证学生有充分的练习时间，解决实验操作的难点问题。

3教学目标

（1）说出科学探究的一般过程；说出探究实验的设计思路；知道怎样确定实验变量，设计对照实验。

（2）尝试运用已有的知识和经验作出假设。尝试设计对照实验，确定和控制实验变量。进行观察，并记录和处理实验数据。

（3）体验科学探究的一般过程：如实地记录实验数据，体会科学的严谨性：认真观察和记录，并与小组其他同学合作和交流，形成合作意识：关注非生物因素对生物的影响，加强爱护动物的意识。

4教学重点

科学探究的一般过程；设置对照实验，控制单一变量。

5教学难点

设置对照实验，控制单一变量；计数金鱼的呼吸频率；组织好“水温对金鱼呼吸频率的影响”的探究活动。

6设计思路

课前：学生观看微课，完成学习任务单，自主构建科学探究的知识框架，模仿“光对鼠妇分布影响”实验，尝试设计“水温对金鱼呼吸频率影响”的探究方案。课堂上：学生在教师引导下反思纠正，设计实验方案，形成具体实验步骤；进行合作探究，体验探究过程，最后进行表达交流，发散思维。课堂教学的主要流程如图1所示。

7教学过程

7.1课前自学——观看微课，自主构建知识框架

课前，教师将课本中的典型实验“探究光对鼠妇分布的影响”制成微课，设计学习任务单（附后）。学生反复观看微课，充分思考，自主构建科学探究的知识框架，模仿“光对鼠妇分布影响”实验，尝试设计“水温对金鱼呼吸频率影响”的探究方案。

7.2课堂导学——讲评学习任务单

教师展示学习任务单（一）的问题，请学生回答以下问题，学生通过课前微课的观看，一般能说出探究的六个环节和探究实验的设计思路。学习任务单

（一）的问题是：

1.探究的一般过程包括：提出问题_____________。

2.探究实验设计的思路是：先确定实验变量，根据实验变量设计____实验，并注意控制___变量，还要避免实验的______，以减少______。

設计意图：让学生养成进行探究活动的程序习惯，进一步熟悉探究实验设计的思路。

教师按顺序将学习任务单（二）中的问题答案梳理一遍，解释较多学生有困惑的问题。针对开放的问题3，教师引导学生要确定在适合金鱼生活的温度范围内设计低温与常温或高温与常温的对照。问题4中，很多学生在最后一空中将“控制无关变量”答成“实验变量的含义”，主要原因是因为他们没有真正理解控制单一变量。为此，教师分析解释：水温是实验变量，除了水温这个条件可以变，其他条件都应相同，称为“控制单一变量”，这样才能确定实验结果只与水温这个变量有关。针对答案多样的问题7，点评确定最科学的答案：把3条金鱼分别装入3个相同的杯子中。针对没有答到要点的问题8，教师点评、强调不要将冰块或热水直接加入装有金鱼的杯子里。针对问题11，强调实验过程要保持安静、避免晃动。学习任务单（二）的问题是：

1.针对提出的问题“水温对金鱼的呼吸频率有影响吗？”，你作出的假设是______。

2.探究“水温对金鱼呼吸频率的影响”，实验变量是_______。

3.针对这个实验变量，你准备设置______℃和______℃的水温（假设常温25℃）进行对照？

4.本实验中除了______这个条件不同，水质、水量、光照等其他条件都应该是______且适宜的。这是为了控制______。

5.实验过程中可在水中加______降低水温，可在水中加入______来提高水温。

6.每种水温环境中要放入3条金鱼，目的是______。

7.如何避免这些金鱼互相干扰？____________。

8.如何避免在改变水温时对金鱼的过度刺激？______。

9.改变水温后，为什么要待金鱼安静稳定后再测______。

10.要在同一温度下计数几次？为什么？______。

11.如何在实验中使鱼不受惊吓，以保证所得数据可靠？______。

设计意图：环环相扣的问题使学生在自主思考的基础上，查缺补漏，促进学生反思纠正，帮助学生进一步明确设计对照实验、控制单一变量和实验的可重复性意义，使学生最终了解设计探究实验的正确方法。初一新生、自主学习的能力较弱，又是第一次接触探究实验，教师的层层引导可以确保他们迈好探究实验第一步。

学生在解决以上相关问题后，尝试设计“探究水温对金鱼呼吸频率的影响”的实验方案。针对很多学生没有完成的任务（三），将上述已解决的任务（二）的问题串起来提示学生，并结合实物展示来引导学生设计实验方案。在设计过程中，教师追问：是否同时测不同水温中金鱼的呼吸频率？这三条金鱼要满足什么条件？在教师的引导下，学生很快设计出如下两组对照实验：①设置常温和低于常温10℃对照；②设置常温和高于常温10℃对照。教师继续追问：实验过程中是常温用3条金鱼，低于常温10℃用另外3条，还是用同样的3条先测常温在测低温？在教师的引导下，学生认识到：测三条金鱼在不同水温中的呼吸频率进行对照，三条金鱼应该同种同大小，这样才能保证单一变量。

设计意图：教师利用问题串将学生片面性思维连成线，实验方案自然水到渠成，强化学生对“对照实验要控制单一变量”这个难点的理解。

课前，教师在教室养几只小金鱼，学生模仿微课2，利用课间练习计数金鱼的呼吸频率。课上，在学生完成实验方案设计后，教师强调计数金鱼呼吸频率的要点：数金鱼鳃盖的开闭次数，一开一闭算一次，并利用视频，抽检计数金鱼的呼吸频率，检测学生计数的掌握情况。

7.3合作探究

7.3.1提出问题、作出假设

7.3.2制定计划

学生根据设计的实验方案，利用提供的材料用具，确定实验的总体步骤：

（1）测定常温中金鱼的呼吸频率；

（2）测定低温（或常温）中金鱼的呼吸频率。

教师巡视，根据学生情况发放包括具体实验步骤及记录表的实验报告单。

7.3.3实施计划

教师布置全班合作探究，左、右各小组分别进行常温与低温、常温与高温的对照实验。教师展示记录表，提示学生观察时及时记录，并提醒学生实验过程保持安静，以免惊扰鱼，使数据不准。

7.3.4得出结论、表达交流

8教学反思

这节课坚持“以学生发展为本”的教学理念，精心设计了教学流程，关注学生对基础知识和基本技能的加深理解，又关注了学生探究能力的培养。教学注重课堂的实效性，有以下几方面处理得较好：

（1）以生为本，把握“最近发展区”，将教材中“探究光对鼠妇分布的影响”完整探究过程及相关实验原理制成微课，为学生搭建了“范例支架”，让学生自主构建科学探究的知识框架，认识科学探究的一般过程，了解探究实验相关原理。以学生现有的认知水平和掌握的实验技能，难以完成探究实验方案的设计，教师根据学生的“最近发展区”设置的相关问题，给学生搭建了“问题支架”。在学生自主思考的基础上，教师通过点评、启发，层层深入地引导学生设计探究方案，明确实验步骤，促进了学生“现有发展水平”向“可能达到的水平”转化，达成了有效的实验教学。

（2）课前学微课，充分体现了学生作为教学主体的积极性、主动性。学生在家看视频，不受班级群体教学进度的限制，能根据自身情况来安排和控制自己的学习节奏，观看视频的节奏快慢全在自己掌握，看不懂的倒退反复观看。所以不同层次的学生大都能看懂、学会，而且有足够时间仔细思考。这样兼顾了学生的个体差异，课堂上的时间被释放了，弥补了课堂教学时间的不足。

（3）学生通过微课学会计数金鱼的呼吸频率、正确使用温度计，并利用在教室饲养的金鱼，反复练习计数，解决了实验操作的难点，避免了人为因素对实验的干扰，也成功避免了课堂上的一些“乱”的现象。

（4）用一次性塑料杯取代烧杯做实验，大大节省了实验成本。

（5）将课堂生成的意外变成学生继续探究的契机。针对“高温的呼吸频率比常温的低”这个结果与预设的有偏差，教师没有评判学生的实验就是失败的，而是让学生回去查找資料继续探究，找出原因。

进一步反思：查阅资料发现金鱼的上限生活温度为34℃，教师组织部分学生课外继续探究，验证了在34℃以下随水温升高金鱼的呼吸频率加快，而高于34℃，金鱼的呼吸频率反而小于常温（26℃）下的呼吸频率，找出了实验结果与预设有偏差的原因。但笔者也深感遗憾，因为教师的预实验不够充分，导致学生初次接触探究实验，却没有明确的实验结论。尽管新课程提倡的探究活动“重过程”，但第一次实验的成功体验更能够激发学生的探究热情。

9“微课引领——问题驱动”高效课堂教学模式的基本特点

“微课引领”是指在教师针对某节课的重点或难点制成微课，课前学生利用学习任务单，明确学习目标、学习任务，再从网上下载并反复观看微课，引领学生充分思考，掌握相关学习内容。微课主题突出，针对性强，短小精炼，能有效利用“碎片化时间”，节约课堂时间，为课堂的高效教学作出铺垫。“问题驱动”是指教师精巧设计问题串，驱动学生完成实验任务。教师首先把教学目标隐含在问题中，让学生交流讨论问题，学生在解决问题的过程中，逐渐将实验原理内化，在教师的引导下，把片面、孤立的相关知识串成线，理清实验步骤，发散思维，构建完整的知识体系，达到融会贯通的目的。学生在学习过程中，教师不是“填鸭式”的灌溉知识、告诉学生实验步骤，而是点拨、纠错、启发、引导，让学生利用已有的认知和逻辑来设计实验方案并完成实验，大大提高学生学习、动手实验的热情，激发学生学习的天性，这样的实验课堂必定是高效的。