初中生物学课堂中的微型探究活动

姚国平

(江苏省无锡市蠡园中学 无锡 214121)

微型探究活动是指一类适于随堂开展低成本、高效益的微型化探究性学习活动，其主要特点是强调身体体验、动手实践；强调短小精悍、成本低廉；强调乐于探究、主动发展。本文结合初中生物学课堂学习，就微型探究活动的类型和教学价值谈一些认识及体会。

1 微型探究活动的主要类型

在初中生物学课堂学习中，微型探究活动的类型主要包括以下几类(表1)：

表1 微型探究活动的主要类型

2 微型探究活动的教学价值

2.1 创设学习情境，激发学习兴趣 当学生对所学内容产生浓厚兴趣的时候，他们才会有强烈的主动学习愿望，才会有良好的学习结果。微型探究活动创设了一种自主探究、亲身实践的学习情境，课堂中无不迸发出动手的乐趣和探索的兴趣，而不至于使得学习枯燥乏味。

例如，在“能量的释放”一节教学中，首先，测量平静状态时的呼吸频率，以及测量迅速起蹲1min后的呼吸频率。然后组织学生讨论： 哪种状态消耗的能量较多？能量消耗与呼吸频率有什么关系？课堂的氛围一下子活跃起来，在饶有趣味的活动基础上，学生纷纷表达出自己的观点。有位学生感受到，迅速起蹲1min后的呼吸频率明显加快，而且感到有点累，应该消耗的能量比较多；也有学生感受到迅速起蹲后身体暖洋洋，感到有热量在散发。

在教师巧妙的诱导下，学生继而会产生这样的探究愿望：“呼吸”和“能量”之间究竟是什么关系？这样，就为后继学习打下了基础。

2.2 体验探究过程，领悟科学方法 科学方法是在学生主动“做”科学的过程中“悟”出来的，而不是“讲”出来或“背”出来的。微型探究活动为学生提供了更多实践和体验的机会，他们用自己的身体去亲自经历，用自己的心灵去感悟，从而领悟到科学探究的方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观。模型具有十分重要的认知功能，从而使模型方法成为一种有目的、有意识的科学研究方法。

例如，在“生态系统具有自我调节能力”一节的学习中，教师首先呈现一个任务情境： 雨季来临，草原上雨水充沛，草和鼠的数量会发生怎样的变化呢？然后组织学生用仿真草和仿真鼠模拟这两种生物的数量变化情况，探索出“相互交替递减、不断循环变化”的动态规律后，以坐标曲线的形式构建数学模型。又如，关于“神经元的结构”一节内容，在学生自主学习的基础上，要求学生抓住“神经元结构”的主要特征，运用身边的文具材料即兴制作模型。在3～5min时间内，学生运用水笔、笔套、笔芯、圆规、橡皮、三角尺和修正带等文具创造性地制作了各种各样的模型。

学生通过建模活动，以简化与直观的形式再现生物体的结构和生命规律，学生在掌握科学方法、理解重要概念的同时，实践能力和创新精神也得到了培育。

2.3 树立实证意识，培育科学思维 教学的核心目标之一在于发展学生的思维。科学思维是基于事实和严密逻辑达到更好结论的方法，是高质量的思维范式和习惯。研究表明，学生开展理性思维最大的挑战不是获得正确的研究技能，而是学会用新的证据调整自己的观点，即反思自己的观点[1]。因此，在课堂学习中需要培养学生实证意识和严谨的求知态度，让学生尊重事实和证据，以清晰的逻辑来认识事物和解决问题。微型探究活动以观察和实验的方式提供了科学的事实和证据，是科学思维培育的重要载体。

例如，在探究“气孔开闭的原理”一节时，教师首先提供合欢和桉树的蒸腾速率日变化曲线图，然后设问： 植物蒸腾作用的强弱是怎样调节的？学生作出假设： 蒸腾作用的强弱是由气孔控制的，气孔张开蒸腾作用强，气孔闭合蒸腾作用弱。教师追问： 气孔的开闭是如何控制的呢？学生根据观察到的不同状态的蚕豆叶下表皮气孔，作出如下推测： 保卫细胞弯曲程度越大，气孔开放程度越大，反之越小，甚至关闭。教师继续追问： 那么，保卫细胞的形态为什么会变化呢？学生的思维陷入迷茫。这时，教师进一步引导学生观察保卫细胞的结构特点，发现内外两侧壁的厚薄不均。随后教师拿出一根白萝卜，用水果刮皮刀刮下一片萝卜，让学生把它看作内、外壁厚度不均的细胞，然后要求学生把预先准备好的一片萝卜放入盛有清水的量筒内，观察萝卜片的形状变化和量筒内液面的变化。2min左右之后，学生发现萝卜片向有“皮”的一则卷曲，同时发现量筒内液面下降。由此现象，学生通过类比推理，对“保卫细胞的形态变化”原因作出了较为科学的解释。

这样，通过观察、实验和分析，学生不仅能深入建构概念、形成生命观念，而且在一系列事实和证据的支撑下，学生的论证有理有据、由表及里和层层深入，形成了清晰的思维过程，提升了科学思维的品质。

2.4 强调具身参与，建构科学概念 学生的身体体验在学习过程中具有重要地位，“从具身认知的角度看，学习本质上就是认知活动，知识、技能的习得必然是在一定的互动情境中依赖于个体的身体结构及身体感觉运动图式才得以实现的[2]。”因此，概念教学时要为学生提供真实的任务和亲身实践的机会，让他们用自身去感知和判断，构成深度知觉信息加工系统，促成概念的形成和概念的转变，促进学生认知的主动发展。

例如，骨骼肌肌群在运动中的协作关系有多种形式。第一组活动： 学生用一只手握紧另一只手的上臂，被握住的手臂用力做几组屈肘动作，感受到以肱二头肌为主的屈肌群处于紧张状态(即收缩)，以肱三头肌为主的伸肌群处于放松状态(即舒张)；以同样的方法做伸肘动作，情况则相反，肱二头肌群舒张，肱三头肌群收缩。第二组活动： 学生呈站立姿势，用脚踩住课桌脚，一只手紧抓桌板使劲抬课桌，感受到肱二头肌群收缩，肱三头肌群也收缩。然后要求学生双臂自然下垂，感受到无论是肱二头肌群，还是肱三头肌群都处于舒张状态。

经过两组活动的真实体验，学生能全面、深入地认识骨骼肌群在运动中的协作关系，避免形成“肌群的协作关系仅仅是肌群间的收缩—舒张状态”这一片面认识。显然，这样的概念建构过程是主动、真实和有效的。

2.5 外显认知过程，精准学习评价 评价具有改进和激励的作用。学习评价是一个完整的学习链不可或缺的部分，能促进学生积极、主动地学习。微型探究活动是一种任务明确的外在表现型活动，学生的参与状态、交往状态、思维状态和学习达成状态等以可观测和可测量的外显化方式展现出来，有利于即时精准评价学习过程和学习结果，从而提高学习的有效性。

例如，关于“神经元的功能”一节内容，课堂上组织学生以游戏的形式来表演。有一个小组商量后是这样表演： 3位学生伸展手臂十指相扣(“十指相扣”表示神经元通过突起互相连接，“手臂”表示神经纤维)一字排开，前一位学生受到击掌后(表示接受刺激后产生兴奋)，手臂呈波浪状摆动并引起下一位学生的手臂作波浪状摆动(表示神经冲动的传导)。这样，神经元的传导功能就以可视化的方式形象地展现在全体师生面前。

这是表演者通过组内交流、评价，在取得共识基础上的集体学习成果展示，而随后对此表演展开的点评，还在一定程度上为帮助其他学生修正、完善自己的认知提供了机会。