王陽(yáng) 孫文方

生物學(xué)科的特點(diǎn)決定了它非常適合使用自主合作探究的教學(xué)方法去培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維與科學(xué)探究能力。那么，如何在探究式的教學(xué)過(guò)程中，提升探究的充分性？下面筆者以人教版初中《生物》八年級(jí)上冊(cè)《魚(yú)》一課為例加以具體說(shuō)明。

本文總體設(shè)計(jì)

本節(jié)課通過(guò)對(duì)“魚(yú)”的外形、運(yùn)動(dòng)及呼吸特點(diǎn)的觀察與探究，使學(xué)生對(duì)魚(yú)的外觀、結(jié)構(gòu)及與結(jié)構(gòu)相適應(yīng)的能力進(jìn)行深入的了解。

本課在混合式教學(xué)環(huán)境下進(jìn)行，通過(guò)課前問(wèn)卷調(diào)查、課上深層次探究、課后延伸探究三個(gè)主要環(huán)節(jié)展開(kāi)。在學(xué)法與教法上采用自主合作探究法和以學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案為引導(dǎo)的任務(wù)型教學(xué)法，通過(guò)調(diào)查—提問(wèn)—猜想—探究—驗(yàn)證—交流六個(gè)環(huán)節(jié)，在探索實(shí)際問(wèn)題解決的過(guò)程中，提升學(xué)生的科學(xué)思維和探究能力。

本文技術(shù)支撐

1.信息技術(shù)助課前——問(wèn)卷調(diào)查知學(xué)情，為探究做準(zhǔn)備

教師通過(guò)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布調(diào)查問(wèn)卷，可以快速、精準(zhǔn)地掌握學(xué)情，梳理出學(xué)生的疑問(wèn)點(diǎn)以及共性問(wèn)題。在課堂上，教師能夠有針對(duì)性地進(jìn)行教學(xué)，同時(shí)也為知識(shí)廣度與深度的挖掘爭(zhēng)取了更多的時(shí)間，提高了課堂效率。

課前，筆者在UMU上設(shè)計(jì)了“魚(yú)類知多少”的調(diào)查問(wèn)卷，通過(guò)調(diào)查問(wèn)卷筆者發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在判斷鯨魚(yú)是否屬于魚(yú)類這一問(wèn)題上存在較大問(wèn)題，在課堂教學(xué)時(shí)，筆者以此為切入點(diǎn)展開(kāi)課堂教學(xué)。

2.信息技術(shù)助課中——虛擬結(jié)合，搭建探究橋梁

信息技術(shù)的應(yīng)用為重難點(diǎn)的突破提供了更多可能。在本節(jié)課中，在探究魚(yú)的外部形態(tài)時(shí)，教師利用NoBook生物虛擬實(shí)驗(yàn)室中魚(yú)的3D立體結(jié)構(gòu)圖，實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)圖由平面到3D立體的轉(zhuǎn)變，提升直觀性，更增加了科技感與趣味性。學(xué)生不僅可以通過(guò)手中的平板電腦全方位且細(xì)致地對(duì)魚(yú)的外形特點(diǎn)進(jìn)行觀察與探究，而且還可以結(jié)合實(shí)物魚(yú)進(jìn)行進(jìn)一步觀察。通過(guò)虛與實(shí)的觀察，學(xué)生對(duì)魚(yú)的外部形態(tài)有了更加充分的認(rèn)識(shí)。

3.信息技術(shù)助測(cè)試——反饋及時(shí)，掌控探究效果

信息技術(shù)的應(yīng)用使教師在課上能及時(shí)掌握每一名學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況，在提高課堂效率的同時(shí)也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

4.信息技術(shù)助課后——線上協(xié)作，拓展探究空間

利用信息技術(shù)可以將教師篩選的資料分享給學(xué)生，學(xué)生利用課余時(shí)間自學(xué)，縮減了學(xué)生查找資料的時(shí)間，同時(shí)也達(dá)到了拓展知識(shí)的目的。

案例設(shè)計(jì)

《魚(yú)》教學(xué)設(shè)計(jì)

1.教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)

知識(shí)與技能目標(biāo)：說(shuō)出無(wú)脊椎動(dòng)物和脊椎動(dòng)物的主要區(qū)別;概述魚(yú)的主要特征;說(shuō)出魚(yú)適應(yīng)水中生活的主要特征;舉例說(shuō)明魚(yú)與人類的關(guān)系。

過(guò)程與方法目標(biāo)：通過(guò)對(duì)魚(yú)的外形、運(yùn)動(dòng)及呼吸特點(diǎn)的觀察與分析，提高觀察與分析能力;通過(guò)對(duì)魚(yú)能夠在水中進(jìn)行呼吸的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，提高實(shí)驗(yàn)探究能力;通過(guò)小組合作探究，提高合作學(xué)習(xí)能力。

情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：通過(guò)掌握魚(yú)的形態(tài)結(jié)構(gòu)等知識(shí)，進(jìn)一步確立生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)、生物體與環(huán)境相適應(yīng)的觀點(diǎn)。

重點(diǎn)：說(shuō)出魚(yú)適應(yīng)水中生活的主要特征。

難點(diǎn)：認(rèn)識(shí)魚(yú)的呼吸。

2.教學(xué)過(guò)程

（1）在參與調(diào)查過(guò)程中感知魚(yú)的奧秘

在UMU互動(dòng)平臺(tái)上建立課程《魚(yú)》，并上傳“魚(yú)類知多少”調(diào)查問(wèn)卷、“魚(yú)的呼吸——鰓”視頻、測(cè)試題等教學(xué)資源?？偨Y(jié)課前學(xué)生在UMU互動(dòng)平臺(tái)上完成的“魚(yú)類知多少”的問(wèn)卷調(diào)查，提出共性問(wèn)題：鯨魚(yú)是否屬于魚(yú)類？

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)課前的問(wèn)卷調(diào)查，教師可知學(xué)生對(duì)魚(yú)類的了解情況。通過(guò)課上的總結(jié)，幫助學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)魚(yú)的種類的多樣性，并提出學(xué)生的共性問(wèn)題。

（2）在虛實(shí)結(jié)合的實(shí)驗(yàn)中逐步探究魚(yú)的奧秘

①探究魚(yú)的骨骼。

學(xué)生觀察手中的鯽魚(yú)骨骼標(biāo)本實(shí)物，通過(guò)比較已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的無(wú)脊椎動(dòng)物的特點(diǎn)，歸納脊椎動(dòng)物與無(wú)脊椎動(dòng)物的概念。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過(guò)將脊椎動(dòng)物與已經(jīng)學(xué)習(xí)的無(wú)脊椎動(dòng)物的特點(diǎn)進(jìn)行比較，能夠較為容易地理解本節(jié)課的核心概念——脊椎動(dòng)物與無(wú)脊椎動(dòng)物，進(jìn)而理解兩者之間的區(qū)別。

②探究魚(yú)適合水中生活的主要特征——外部形態(tài)（虛實(shí)結(jié)合）。

學(xué)生利用平板電腦打開(kāi)NoBook生物虛擬實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)頁(yè)，觀察虛擬3D魚(yú)，同時(shí)與實(shí)物魚(yú)對(duì)比。結(jié)合教材內(nèi)容，小組討論魚(yú)的外形以及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并依據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)或已經(jīng)了解到的魚(yú)類相關(guān)知識(shí)分析其形態(tài)以及各部分結(jié)構(gòu)的功能與意義，完成學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案相關(guān)內(nèi)容并進(jìn)行匯報(bào)。

設(shè)計(jì)意圖：利用虛擬的3D資源，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，能使其對(duì)魚(yú)類外部形態(tài)特點(diǎn)有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。

③探究魚(yú)適合水中生活的主要特征——魚(yú)的運(yùn)動(dòng)。

課前各小組成員將查找的關(guān)于魚(yú)鰭作用的資料上傳至UMU互動(dòng)平臺(tái)，與其他小組共享，并進(jìn)行自主探究與合作探究，以了解每一種魚(yú)鰭的作用。課上匯報(bào)小組研究成果。通過(guò)再一次觀察實(shí)物魚(yú)，學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到魚(yú)是依靠尾部和軀干部的擺動(dòng)以及鰭的協(xié)調(diào)作用游泳的。

教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考魚(yú)在水中游泳的意義是什么。學(xué)生能較為容易地分析出其運(yùn)動(dòng)的主要意義在于尋找食物以及躲避敵害。

設(shè)計(jì)意圖：使用UMU互動(dòng)平臺(tái)，為學(xué)生提供自主探究和合作探究的平臺(tái)。與此同時(shí)，通過(guò)再一次的深入觀察，提升學(xué)生的觀察能力。通過(guò)分析魚(yú)在水中運(yùn)動(dòng)的意義，幫助學(xué)生理解生物與環(huán)境相適應(yīng)的生物學(xué)觀點(diǎn)。

④探究魚(yú)適合水中生活的主要特征——魚(yú)的呼吸。

教師播放魚(yú)呼吸過(guò)程的視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察魚(yú)的口與鰓蓋的后緣是交替張合的，流入口中的水從鰓蓋后緣流出，并引導(dǎo)學(xué)生思考：這一過(guò)程是魚(yú)在進(jìn)行哪一項(xiàng)生命活動(dòng)？

首先，依據(jù)化學(xué)知識(shí)，小組討論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，動(dòng)手操作，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，驗(yàn)證魚(yú)可以在水中進(jìn)行呼吸的結(jié)論。

其次，探究鰓的結(jié)構(gòu)與功能。以學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案中的三個(gè)問(wèn)題為引導(dǎo)，學(xué)生通過(guò)手中的平板電腦，反復(fù)觀看UMU互動(dòng)平臺(tái)中“魚(yú)的呼吸——鰓”的視頻，并進(jìn)行合作探究，在探究的同時(shí)通過(guò)截屏的方式提取關(guān)鍵信息回傳至UMU互動(dòng)平臺(tái)，再利用提取的關(guān)鍵信息講解學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案中的三個(gè)問(wèn)題（如圖1）。

再次，模擬鰓絲。教師利用毛筆的筆毛模擬鰓絲，同時(shí)利用希沃投屏讓學(xué)生觀察毛筆的筆毛在水中和離開(kāi)水時(shí)的變化，體會(huì)魚(yú)在水中鰓絲完全打開(kāi)，擴(kuò)大了鰓和水的接觸面積，便于氣體交換的特點(diǎn)。

最后，探究鯽魚(yú)鰓的數(shù)量。利用手中的平板電腦，打開(kāi)Nobook生物虛擬實(shí)驗(yàn)室的網(wǎng)頁(yè)，觀察魚(yú)的呼吸系統(tǒng)虛擬內(nèi)部解剖圖，并進(jìn)行合作探究，確定鯽魚(yú)鰓的數(shù)量。

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)魚(yú)呼吸的探究是本節(jié)課的難點(diǎn)內(nèi)容，以學(xué)法導(dǎo)航學(xué)案為引導(dǎo)，為學(xué)生指出探究方向。在問(wèn)題引導(dǎo)和學(xué)法指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行自主合作探究，有利于學(xué)生全面掌握鰓的結(jié)構(gòu)與功能，突破難點(diǎn)。解剖實(shí)驗(yàn)對(duì)于七年級(jí)的學(xué)生來(lái)說(shuō)難度非常大，利用虛擬內(nèi)部解剖資源對(duì)鯽魚(yú)鰓的數(shù)量進(jìn)行探究可解決這一難題，學(xué)生通過(guò)探究，很容易就能確定鯽魚(yú)鰓的數(shù)量。

（3）總結(jié)魚(yú)適應(yīng)水中生活的主要特征

學(xué)生先自主梳理與總結(jié)魚(yú)類的主要特征，并利用思維導(dǎo)圖的形式進(jìn)行呈現(xiàn)（如圖2）。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)思維導(dǎo)圖梳理知識(shí)點(diǎn)也是給予學(xué)生一定的學(xué)法指導(dǎo)。

（4）課內(nèi)延伸，拓展探究廣度

教師展示魚(yú)類的食性與消化系統(tǒng)的關(guān)系以及魚(yú)的生殖方式的資料，學(xué)生進(jìn)行閱讀與分析。教師播放鯨魚(yú)特征的視頻，學(xué)生對(duì)魚(yú)類特征與鯨魚(yú)特征進(jìn)行對(duì)比，解決課前的問(wèn)題。

設(shè)計(jì)意圖：擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)廣度;能夠與鯨魚(yú)的特征做更好的對(duì)比，使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)鯨魚(yú)不屬于魚(yú)類，而屬于哺乳動(dòng)物。

（5）課堂小測(cè)，檢查學(xué)習(xí)成果

學(xué)生利用手中的平板電腦進(jìn)入U(xiǎn)MU互動(dòng)平臺(tái)中的考試板塊，進(jìn)行答題并提交，限時(shí)3分鐘。

設(shè)計(jì)意圖：教師在課上就能發(fā)現(xiàn)學(xué)生的知識(shí)漏洞，并進(jìn)行個(gè)性化輔導(dǎo)，能切實(shí)提高課堂效率。

（6）課后延學(xué)，拓展探究空間

①教師將課外拓展內(nèi)容上傳至UMU互動(dòng)平臺(tái)，學(xué)生利用課余時(shí)間進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。②學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖總結(jié)魚(yú)類相關(guān)知識(shí)，并上傳至UMU互動(dòng)平臺(tái)，與其他同學(xué)進(jìn)行溝通交流。

設(shè)計(jì)意圖：幫助學(xué)生擴(kuò)充知識(shí)廣度，同時(shí)為學(xué)生提供溝通和交流的平臺(tái)。

4.課后反思

《魚(yú)》一課通過(guò)信息技術(shù)的融入解決了傳統(tǒng)教學(xué)中的探究難題，讓學(xué)生能在虛擬與現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中開(kāi)展探究。學(xué)生通過(guò)全方位、多層次、多角度的探究學(xué)習(xí)，加深了對(duì)探究對(duì)象的理解，真正成為課堂學(xué)習(xí)的主人，也更好地提升了自身核心素養(yǎng)。但本節(jié)課也有需要改進(jìn)的地方。

①本節(jié)課中應(yīng)用的UMU互動(dòng)平臺(tái)為探究式教學(xué)提供了有利條件，但探究的廣度與深度可以再擴(kuò)大一些，如側(cè)線如何幫助魚(yú)類感知水流方向、水壓大小、水流速度、水中物體位置，是否有魚(yú)類完全依靠鰭進(jìn)行運(yùn)動(dòng)等。

②本節(jié)課驗(yàn)證魚(yú)可以在水中進(jìn)行呼吸環(huán)節(jié)與化學(xué)學(xué)科融合，在探究深度與廣度擴(kuò)大的基礎(chǔ)上，在融合方面可以更充分些，如在探究魚(yú)類的運(yùn)動(dòng)主要是通過(guò)幾種作用產(chǎn)生動(dòng)力時(shí)，可以與物理學(xué)科相融合。

信息技術(shù)的不斷發(fā)展為優(yōu)化教學(xué)模式提供了更多的可能性。同時(shí)，它也對(duì)教師提出了更高的要求，教師應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容、學(xué)情、教學(xué)環(huán)境為基礎(chǔ)，選擇合適的信息技術(shù)和合理的教學(xué)模式，使其能更好地與內(nèi)容結(jié)合，更好地與學(xué)情以及教學(xué)實(shí)際結(jié)合。