田武媚 劉 穎

（1 北京市日壇中學 北京 100022 2 朝陽區(qū)教育研究中心 北京 100028）

《義務教育生物學課程標準（2011年版）》中提出“將科學探究引入義務教育階段生物學課程的內容標準，是為了促進學生學習方式的改變，使學生能主動地獲取生物科學知識，體驗科學過程與科學方法，形成一定的科學探究能力和科學態(tài)度與價值觀，培養(yǎng)創(chuàng)新精神”［1］。愛因斯坦曾說過:“發(fā)現問題往往比解決問題更重要”［2］?？茖W探究這項生物學能力的提升基于學生有探究的愿望，前提是有問題值得探究。因此在生物學課堂上喚醒學生的質疑愿望、培養(yǎng)學生的質疑能力尤為重要。

在學生的潛意識中，教師和教材是課堂的權威，學生缺少發(fā)現問題、提出質疑的主動性，因此，通過教師的語言引導和教學設計，將課堂還給學生，將有助于喚醒學生的質疑愿望［3］。錯誤是學生在學習中自然存在的現象，生物學實驗中也存在著不斷試錯的過程，引導學生從一次次實驗失敗或結論與假設不一致中分析原因，就是在培養(yǎng)學生的質疑能力。

1 教學內容與學情分析

本節(jié)課內容參考了北京版《生物學》8年級下冊第15 章第5 節(jié)“健康的生活方式”中的學習活動探究酒精對水蚤心率的影響，基于健康生活方式選擇的問題進行實驗，向學生提供更多可聯系生活實際的機會和更多可觀察素材，培養(yǎng)學生的質疑意識； 引導學生對提出的想法聯系生活實際作出假設，通過實驗加以驗證，提升學生的質疑能力。

基于生活經驗，學生知道酒精對人體有害，同時基于前期學習，學生對心臟的結構及其生理功能有一定認識。本節(jié)課以水蚤為實驗材料，便于直觀觀察心臟搏動和計數，為學生對酒精的感性認識提供理性證據，并在探究過程中提供更多材料，創(chuàng)建開放的氛圍，鼓勵學生進行思考質疑。

2 教學目標的表述

1）知識目標：說出酒精對水蚤心率的影響。

2）能力目標：通過提取經驗支持假設，客觀收集數據支持或推翻假設，提高探究能力。

3）情感態(tài)度與價值觀目標：認同利用簡單動物開展探究實驗，可回答人類健康的一些問題；認同酒精對人體的危害，并主動向家長進行宣傳。

3 教學重、難點

基于實驗法的一般原則進行實驗設計并實施。

4 教學過程

4.1 提出問題，激發(fā)探究欲望，明確探究意義

教師提供資料：心腦血管疾病是人類健康的頭號殺手，其誘發(fā)因素包括煙、酒、肥胖、飲食高鹽等。設疑：這些誘發(fā)因素通過常識可得出，但如何進行確認？ 可用實驗進行確認。若以酒精為例，如何驗證酒精對心臟的影響？

4.2 作出假設，回顧并應用實驗原則

教師提問：你的假設是什么？假設的依據是什么？ 你將如何設計實驗探究這個問題？

4.3 制定計劃

教師提示：①變量是什么？ ②設置幾組？ ③用幾只水蚤？ ④怎樣記錄實驗數據？學生設計表格記錄實驗數據（表1）。

表1 不同濃度酒精中水蚤的心跳次數統計

教師初評：教師對學生能制表記錄完整數據予以肯定，對于表格的簡潔程度暫時不予評價。初評的目的是對學生獨立設計表格給予肯定，再評是在學生使用表格之后，結合實踐結果給出建議，更有利于學生在做中學。

教師再評：在實驗中進行真實記錄及數據匯報過程中，用表d 的組出現了記錄和匯報混亂、記不清本組記錄的數據含義等，此時教師再次從簡潔度對表格進行評價。當學生自己體驗到不同形式表格的特點后，再進行評價，學生能更深刻體會到簡潔的表格形式有助于數據記錄。

4.4 實施計劃，體驗實驗過程 用膠頭滴管吸取一只水蚤放在載玻片中央，吸取多余水分；一位學生在顯微鏡下觀察清水中水蚤心臟跳動，另一位學生計時10 s，將數值記錄在表格中；吸干清水，將5%的酒精滴加到載玻片上，靜候5 s，記錄水蚤心跳；取另一只水蚤，重復2～3 步，將酒精濃度依次換成10%、15%和20%；每組一位學生在教師提前準備好的Excel 表中錄入數據。

4.5 得出結論，分析實驗現象，解釋實驗數據 學生分析實驗數據，繪制折線圖，分析實驗結果，歸納概括得出實驗結論，并對結果與預期進行分析。同時結合生活實際，聯系已有知識解釋實驗結果，思考論證方法，思考酗酒對人體健康的危害。

4.6 表達交流 學生針對實驗過程和結果敢于質疑，能嘗試證明自己的想法并進行解釋。

4.6.1 敢于質疑

質疑1：在作出假設環(huán)節(jié)，有的學生認為酒精會加快水蚤心率，也有的學生認為會使心跳減慢。教師進一步追問假設依據。學生認為心率加快是因為看到成人飲完酒后會面紅耳赤，很興奮，推測應該是神經興奮的表現，所以心跳變快，水蚤也可能類似。學生認為心跳減慢的依據是想到酒精可能會麻痹神經。

教師反饋：能有依據地提出假設，說明注意觀察生活，因此鼓勵學生在實驗記錄上如實填寫假設。初中階段的生物學有一些實驗，即使假設是正確的，但在真正的探究過程中，有時結論與假設不一致，而這樣的實驗過程更具有探究性。同時在假設過程中，鼓勵學生為自己的假設尋找依據，引導學生不輕易下結論，一定要有理有據，即使面對“理所當然”的現象也要有思考，從而提高理性思維能力。

教師提供資料：某實驗小組測定了在酒精濃度分別為0.5%、1%、3%、5%、8%、10%、15%和20%時水蚤的心率，并繪制成折線圖。通過分析，引導學生得出結論，低濃度酒精促進心率，高濃度酒精抑制心率。教師引導學生思考，酒精在不同濃度時對人的影響不同，酒精的成癮系統與毒品類似。

學生根據教師提供的資料，對不同假設及假設與結論的矛盾作出解釋。

質疑2：有的小組在酒精濃度為5%時計數發(fā)現水蚤心跳次數減少，學生質疑原因，并懷疑是否計數錯誤。

教師反饋：學生能將矛盾之處表達出來，而沒有修改數據，說明學生有求真的心，非?？少F，這就是培養(yǎng)科學探究素養(yǎng)的重要時刻。

4.6.2 嘗試證明

學生思考1：將1 只水蚤先放在清水中計數，然后依次放在不同濃度的酒精中進行計數。

這是一部分學生的想法，可嘗試。教師鼓勵學生可通過文獻查找是否有過類似的實驗，或可直接利用實驗室開放的時間進行實驗。但對于這個實驗設計，引導學生從2 個方面進行思考：1）是否控制了變量，是否確認每一個心跳次數的數據只是某一個酒精濃度的影響；2）如果將此實驗過程比作人飲酒，就相當于人先喝了5 度的酒，又喝了10 度、15 度、20 度的酒。以此引導學生設計實驗控制單一變量。

學生思考2：總共4 只水蚤，分別計數在清水中的心跳次數，然后依次放在不同濃度的酒精中進行計數。

在思考1 的引導下，有的學生能提出思考2的方案。這個方案基本上做到了控制單一變量，所以全班都采用此方法進行實驗。

學生思考3：每個濃度只檢測1 只水蚤太少，應多測幾只水蚤。

能提出這個想法，說明學生有增大樣本量、減小誤差的思想，非常值得肯定。同時引導學生理解，每組完成一次實驗，全班范圍內就進行了多組平行。

4.6.3 嘗試解釋 以學生實驗獲得的數據繪制折線圖，從折線圖可明顯觀察到酒精抑制了水蚤的心率，并且隨著酒精濃度升高，水蚤心率減慢，這與多數學生的假設不一致，尤其與生活中看到的人飲酒后的反應不一致，因此鼓勵學生提出自己的解釋。

解釋1：操作有誤差，樣本量不夠，數據不具有說服力。

教師讓學生指出操作中存在的誤差，同時引導學生思考證明方法。

證明方法：讓更多的學生參與到實驗中，做更多組實驗。

解釋2：水蚤和人的身體構造不同，可能酒精對人和水蚤的影響就是不同。

教師引導學生進一步思考什么不同會造成實驗結果的差異？

解釋3：在前一個問題的基礎上，有的學生推測可能是水蚤的體積太小，與酒精濃度有關。

能夠思考到這一步，說明學生的生物學科思維已經非常完整, 在此基礎上教師再追問如何設計實驗證明，并提供文獻中的實驗數據，引導學生進一步分析。

資料1：酒精中毒成人一次致死量為5～8 g／kg，兒童為3 g／kg［4］。

資料2：醫(yī)學界將酗酒定義為：一次喝5 瓶或5 瓶以上啤酒，血液中的酒精含量達到或高于80 g／mL［5］。

資料3：脂肪肝分為兩大類，一類是因為飲酒引起的酒精性脂肪性肝病，患者有長期飲酒史，或在短期內大量飲酒； 非酒精性脂肪性肝病則患者沒有長期飲酒史，也沒有短期大量飲酒史，但可能有“少量”飲酒的情況。目前我國酒精性脂肪肝患病率約為4%～6%，非酒精性脂肪肝高達18%～30%左 右［6］。

資料4：當血液中酒精濃度較低（>16 mmol／L，＜33 mmol／L）時，飲酒者臨床癥狀表現較輕, 可有頭暈、乏力、易激惹、興奮、多語、挑釁等表現;當血液中酒精濃度升高(>33 mmol／L，＜54 mmol／L）時,則可出現共濟失調、動作笨拙、構詞不清、眼球震顫、視力模糊等癥狀, 甚至出現惡心、嘔吐, 極少數醉酒者甚至會出現情緒消沉、哭泣等。當血液中酒精濃度進一步升高（>54 mmol／L） 時, 飲酒者會出現昏睡、瞳孔散大, 同時伴有心率加快、血壓下降、顏面及全身皮膚潮紅等癥狀［7］。

5 課后反思

學生依據觀察和前期知識儲備發(fā)現問題，并基于生活經驗作出假設，依循實驗法原則進行實驗設計和實施。課上向學生提供更多質疑的素材和空間，學生能更加充分體驗科學探究的過程，雖然認同酒精對人體的傷害這個目標的實現不夠充分，但這已是經過取舍的結果。課堂上充分聽取學生的想法，并鼓勵學生交流，及時給予引導，點燃學生思維的火花，是更加難得的，因此在課后要進行相關文獻的推送。這要求教師將課堂延伸，將課堂上沒能充分完成的對文獻的討論延至課后。課上對學生想法的充分尊重使得學生打開思路，很多想法得以被討論、被肯定，因此對文獻中的證明內容也就更加感興趣。

本節(jié)課在教師的指導下，學生經歷了完整的科學探究過程，真實地經歷了對實驗結果與假設不符的疑惑，對實驗過程和結果的質疑，提出自己的解釋，并思考方法再次證明，從證明結果再次思考實驗結論。學生在這堂課上經歷了質疑—證明解釋—再質疑的過程，也就真實體驗了“探”和“究”的過程，學生的質疑興趣和質疑能力獲得提高。