巧用探究性实验带动初中生物课堂

宋泉颖

摘要以探究“蚯蚓生活习性”为例，讲述在课堂教学中如何巧用实验带动生物课堂。教师通过引导学生自主性设计多个实验从不同角度探究蚯蚓的生活习性，进而完成本堂课教学任务。

关键词实验 探究 蚯蚓 土壤生活

生命科学是以实验为基础的科学，现代生命科学的发展尤其依赖科学实验。生命科学实验不仅是学生构建生命科学核心概念的重要手段，更是培养学生动手能力、提升科学素养以及创新能力的重要途径，因此实验是初中生物教学的重要组成部分。但是初中生物学实验教学的现状是教师在教学过程中往往忽略实验教学的重要性，直接导致该课程缺少趣味性。长此以往，学生缺少了自己亲自动手做实验的体验，缺少兴趣和好奇心，从而失去了对该门课程的兴趣和耐心，渐渐就成为了生物课上的“问题学生”。因此，教师都应该尽量让学生动起来，通过学生自己做实验、观察实验得到实验结果，并根据已有知识对实验结果进行合理解释及推论。

1实例研究

如何在初中生物教学中真正做到“以实验带动生物教学”，笔者以沪版初中生物教材第二册第四章第二节动物中“环节动物”第一课时“探究蚯蚓的生活习性”为例，进行研究。沪版教材中关于蚯蚓生活习性的介绍仅仅是以知识点形式呈现，并没有实验教学部分，而笔者认为该节课用生物实验来带领学生在探究活动中总结出蚯蚓的生活习性效果更好。基于以上原因，笔者在教学过程中将该节课分为两个实验板块部分来完成教学。

1.1实验板块一：初探蚯蚓——探究蚯蚓的生活环境

许多传统教案在引导学生探究蚯蚓所适宜的穴居环境时采用追问的策略，联系学生的生活常识得到结论。笔者首先鼓励学生自己挖掘蚯蚓并汇报蚯蚓挖掘情况（在阴暗潮湿的地方挖到蚯蚓最多），进而提出“蚯蚓可能喜欢分布在阴暗潮湿的泥土里”的推论，但是该推论是否正确需要学生通过以下探究性实验（见实验1、实验2和实验3）来验证。本环节设计意图在于培养学生利用单因子变量原则设计对照实验的能力。

1.1.1实验1：蚯蚓对湿度和盐度的反应

将几只活蚯蚓放在盒子的正中央，在蚯蚓正前方放有一堆潮湿的泥土、一堆干燥的泥土和一堆细盐。经过一段时间后，学生观察到蚯蚓钻进了湿润的泥土，既不愿意靠近干燥泥土，也不愿意靠近细盐。据此，学生可以得到“蚯蚓喜欢潮湿的环境，不喜盐”的结论。

1.1.2实验2：蚯蚓对温度的反应

将几只活蚯蚓放在盒子的正中央，在盒子的一方放一杯冰水，另一方放一杯开水。经过一段时间后，学生观察到蚯蚓爬向开水一方，但并没有靠近开水，只是在周围爬走。据此，学生可以得到“蚯蚓喜欢温暖环境”的结论。

1.1.3实验3：蚯蚓对亮度的反应

将一个无盖的小黑纸盒反扣在解剖盘的一头，把蚯蚓放在另一头，用一强光灯照射蚯蚓。经过一段时间，学生发现蚯蚓爬到了黑纸盒里，进而得到“蚯蚓喜欢阴暗环境”的结论。

1.2实验板块二：再探蚯蚓——探究蚯蚓适宜穴居生活的特征

在确定蚯蚓穴居环境之后，教师进一步指导学生设计实验观察蚯蚓的外形（见实验4）、探究蚯蚓体表黏液与呼吸之间的关系（见实验5和实验6）以及蚯蚓刚毛与运动之间的关系（见实验7）。在探究过程中，教师不断引导学生思考蚯蚓的这些形态结构特征是否有助于帮助蚯蚓适应非生物环境，进而建立起“生物体的结构和功能相适应”的生物学概念。

为了进一步培养学生设计实验及完成实验能力，教师选用探究蚯蚓是否有嗅觉（见实验8）和探究蚯蚓是否对外界刺激有所反应（见实验9）作为开放性拓展课题鼓励学生自主完成。最后，在所有实验完成之后，教师以思维导图的形式将课上所有重要知识点整合起来完成课堂教学。

1.2.1实验4：观察蚯蚓的外形特征

用放大镜和解剖盘观察蚯蚓外形，可观察到蚯蚓体色与土壤颜色相近，体形细长呈圆筒形，身体分节。结合蚯蚓生活的土壤环境，教师可引导学生思考蚯蚓的结构特征与其生活环境是否存在关联。

1.2.2实验5：观察蚯蚓在干燥状态的反应

将蚯蚓放在吸水纸上，吸干蚯蚓皮肤上的水分，观察蚯蚓的反应，后又用蘸有清水的棉球涂抹蚯蚓体表，再次观察蚯蚓的反应。经过几分钟后，学生用放大镜可观察到吸干水分后的蚯蚓由体表向外喷黏液，喷出几次后全身痉挛，进而学生可得到“蚯蚓不适宜长期生活在干燥环境中”的结论。

1.2.3实验6：观察蚯蚓在水中的反应

将蚯蚓放在培养皿上，向培养皿里慢慢加入水直至浸没蚯蚓，一段时间后蚯蚓欲从培养皿中爬出水外，结合实验5结果，学生可得到“蚯蚓既不喜欢干燥环境，也不能长期生活在水中”的结论。

1.2.4实验7：探究蚯蚓在什么物体表面爬的最快

准备两只大小形态接近的蚯蚓，分别置于两个大小相同的光滑塑料板和粗糙塑料板上（塑料板上洒上少许清水保证蚯蚓处于潮湿环境中），用玻璃棒固定蚯蚓行走的轨迹接近直线，记录蚯蚓在两块塑料板上运动方式的差别。经过一段时间蚯蚓爬过相同路程后，分别用秒表计录时间。结果显示，蚯蚓在粗糙的表面爬得快，在光滑的表面蚯蚓体壁肌肉虽然也能收缩和舒张，但是还是难以爬动。学生进而可推测出蚯蚓在粗糙的表面爬得更快。

1.2.5实验8：探究蚯蚓有没有嗅觉

将几只活蚯蚓放在盒子的正中央，在盒子的四角分别放有一堆拌有烂菜叶的潮湿泥土、一堆拌有柠檬水的潮湿泥土、一堆喷有浓重香水的烂菜叶潮湿泥土、一堆喷有浓重香水的柠檬水潮湿泥土。结果发现蚯蚓避开了有强烈气味的土堆，也避开了伴有柠檬水无香水味的潮湿泥土，只选择了不喷撒香水的无香味烂菜叶土壤。本实验不仅证实蚯蚓有嗅觉，且不喜欢酸性物质和强烈气味物质。

1.2.6实验9：探究蚯蚓对外界刺激的反应

用玻璃棒轻轻触动蚯蚓的前端、中端和后端，结果显示蚯蚓前端对刺激更为灵敏。

2归纳延伸

2.1深究根源，发现问题

本堂课以实验为主线，通过学生自主性探索及教师适时引导完成教学任务。其实，任何生物学概念及原理都是成千上万的科学家通过反复做实验得到的结论，因此教师在日常教学过程中绝不能忽略实验教学的重要性。然而，实验教学在初中生物教学过程中并未得到足够的重视，原因有：①实验教学准备过程非常繁琐，且实验操作过程中学生纪律难以把握，会增加教师教学压力。②实验教学缺乏相应考核机制，目前上海初中生物考核主要以学业考试为主，忽略了对学生实验操作能力等方面的考核机制，因此教师更倾向于进行“书本知识”的直接输送，而不是采用“通过学生自己动手做实验来得到结论”的方式。③实验课占课时量较多且易发生突发情况，而初中生物课时量较为紧张。基于以上三方面因素，教师在初中生物教学过程中容易忽略实验教学，没有充分发挥“实验带动生物教学”的积极作用。

2.2知难而上，解决问题

长时间灌输知识点的生物课堂是乏味的，教师需要采用合适的教学策略，既合理安排实验时间，又很好完成教学任务。

笔者认为教师可以通过以下细节来优化课堂时间安排：①合理安排实验小组组员，做到男女搭配、动静结合，每个组安排一名班干部作为组长，具体负责实验过程中的适当秩序维护，避免产生实验混乱及嘈杂的场景。②以小组为单位合理分配不同实验组别，所有小组共享实验结果，进而节省课堂时间、提高实验效率。③善用微课，一些用时较长的实验可以在课前准备好部分程序，或者制作成视频供学生们在上课时候观看。

2.3科学教学，眼光长远

初中生物课堂中善用实验教学，不仅可以培养学生自主实验能力，加深单因子变量的原则使用，更可以引导学生带着“思辨”眼光看待问题。通过实验教学，教师可以将“实践出真知”的理念以“润物细无声”的方式传递给初中生，帮助其在潛移默化中熟练掌握通过合理实验解疑答惑、辨别信息真伪的技巧，并将其应用于日常生活和学习之中。

综上所述，无论是从理论角度还是实践角度，教师都应该在生物教学过程中主动引导学生通过自己动手做实验、观察实验得出实验结果，并根据其已有知识对实验结果进行合理解释及推论，进而更科学合理地完成堂课教学任务。