基于核心素养理念下的“观察蚯蚓”实验环节设计

贺瑞

【摘要】在核心素养理念的指导下，对“观察蚯蚓”这一实验进行教学环节设计，通过让学生近距离观察和动手操作，实现教学的三维目标，培养学生的自主发展、合作参与、创新实践等核心素养。

【关键词】观察   蚯蚓   生活环境   运动   黏液   呼吸   光反应

【中图分类号】G633.91

【文献标识码】A

【文章编号】1992-7711（2020）31-039-02

初中生物的内容跟人们的日常生活息息相关，尤其是2020年新型肺炎的全球爆发，让人们更加关注环境卫生和身体健康等生物知识。初中生学习生物，不仅可以丰富自己的科学知识，还能给家人做科普，因此让初中生爱上生物、学好生物非常有意义。本文通过对“观察蚯蚓”进行实验环节设计，让学生不拘泥于教材，在掌握知识的同时，还能亲近自然、做知识的传播者，从而培养思考、动手、合作、学以致用等综合能力，进而从一个学习者变成会学者。

本节实验课内容较多，笔者安排2学时连续进行。为了保证全员参与以及实验的纪律，笔者在实验前对学生进行分组。考虑到女生一般对蚯蚓比较害怕，因此每个小组，男生、女生搭配，每个小组设置组长。为了保证蚯蚓的活性，每条蚯蚓只能用来参与一个实验环节，实验结束后，全部蚯蚓放生。

1.实验环节

1.1 环节一：探究蚯蚓的生活环境

在传统的“观察蚯蚓”实验课上，教师往往在实验室为学生提供蚯蚓，通过图片或者视频向学生展示蚯蚓的生活环境。这种方式对教师来说虽然容易把控课堂纪律、加快教学进展，但会错失让学生密切接触自然的宝贵机会，并且面对司空见惯的图片或视频，学生早已失去探索的兴趣，因此课堂上表现得不够积极。在基于核心素养的教学理念指导下，笔者安排学生自己动手寻找并挖出蚯蚓（图1）。通过对比不同环境下挖出蚯蚓的数量，引导学生回答问题：蚯蚓喜欢在什么环境下生存？该活动极大地提高了学生的探究热情并能很快得出结论，从而克服机械记忆和容易遗忘等缺点。

1.2 环节二：探究蚯蚓对光线的反应

由于在上一个环节中，大多学生的结论是“蚯蚓喜欢生活在潮湿的土壤中”，而对于“阴暗”这一关键词很少提及，因此笔者组织学生进一步开展“探究蚯蚓对光线的反应”的活动。

取一长纸盒，把盒盖拉开一小段距离，允许光线进入，制造明亮的环境，另一端则为阴暗的环境。然后在纸盒中间放入5条蚯蚓，观察蚯蚓的运动方向。经过多次重复试验，发现蚓都爬向阴暗的一端（图2），再结合环节一的结论，最终得出蚯蚓的生活环境为“阴暗潮湿的土壤中”。

1.3 环节三：观察蚯蚓的形态结构

将学生从户外挖到的蚯蚓带回实验室，指引学生观察。传统的观察工具大多是放大镜，但放大倍数低，导致对刚毛结构的观察并不清晰，因此笔者在工具上做了改良：将微型放大镜固定在发卡上，再将发卡用橡皮筋固定手机摄像头处。观察的时候，打开手机相机然后放大镜头，在手机和微型放大镜的双重作用下，蚯蚓的刚毛清晰可见，并且还能随时拍照或者录像，既方便又实用。观察结束后，引导学生回答：蚯蚓的形态结构有什么特点？如何区别前后端？据此可将蚯蚓归纳于何种生物？

1.4 环节四：探究蚯蚓黏液的作用

经过前两个环节后，不少学生反应蚯蚓的活性降低。为了帮助学生找到原因，接下来迅速开展环节四。本环节分为两个小实验，第一个实验：将蚯蚓放在干沙中，把体壁分泌的黏液及时吸附掉，可以发现蚯蚓很快缩短变粗并出现痉挛（图3）。当把出现症状的蚯蚓在水中清洗后，蚯蚓渐渐恢复正常。提出问题1：为什么蚯蚓的体表不能没有黏液？考虑到该问题对学生有较大难度，因此笔者在此处为他们提供一些资料供参阅：黏液与蚯蚓的呼吸有关，氧气先融入体表的黏液，再进入蚯蚓体壁的毛细血管内;蚯蚓产生的二氧化碳经毛细血管进入黏液，再排出体外。因此在观察蚯蚓的过程中，我们要注意保持体壁的湿润。为了加深学生的理解，接着进行小实验二：把含有多条蚯蚓的腐土放在塑料盆里，慢慢的往盆里加水直到淹没盆底，可以观察到随后蚯蚓纷纷从浸水的腐土中爬出。提出问题2：结合本实验现象，思考为什么大雨过后蚯蚓爬到地面？在上一个问题的帮助下，学生不难找出答案：大雨浸泡的土壤缺乏氧气，所以蚯蚓会爬出来。本实验环节进一步说明了蚯蚓的生活环境既不是纯粹的干燥也不是充满水的环境，而是阴暗潮湿的地方;既突破了重难点又培养了学生应用所学知识解释生活现象的能力。

1.5 环节五：观察蚯蚓的运动

将同一条蚯蚓分别放在毛玻璃的两面，记录并比较蚯蚓在光滑和粗糙平面上运动相同的距离所需要的时间，更换不同的蚯蚓多次重复试验。操作结束后笔者提出问题：根据实验数据的分析结果，你的结论是什么并解释。学生往往能很快得出结论：蚯蚓在粗糙的平面上运动的更快。由于此时学生还未学到物理学科中“摩擦力”的相关内容，因此对该结论的解释还需要由笔者引导完成：蚯蚓能利用肌肉和刚毛在粗糙平面上找到着力点，从而前进。该环节充分体现了不同学科间的交融性。

1.6 环节六：探究蚯蚓运动痕迹是否残留“标记信息”

受“蚂蚁靠气味识别路线”的启发，笔者安排学生探究“蚯蚓运动过的痕迹是否残留标记信息”。首先，让一条蚯蚓在平面上自由运动，保留运动轨迹，轨迹所在区域的对应一边保持干净。取另一条蚯蚓放在两个区域的中间，观察蚯蚓的运动方向（图4），用多条蚯蚓重复实验，小组交流并得出结论。虽然操作结束后各小组观察的结果不尽相同，也无法得到一致的结论，但该环节作为实验内容的发散和延展，为培养学生的创新思维以及科学态度提供了一定的牵引力。

1.7 环节七：制作蚯蚓模型

探究活动结束后，为了继续提高学生的参与度、动手能力并巩固已学知识，笔者组织学生用橡皮泥捏制蚯蚓，看谁捏的最像。对优秀的作品进行表扬并收藏在生物实验室，届时展览公示，以提高学生的制作热情（图5）。在捏制的过程中，学生将蚯蚓的形态特征更加熟练于心。

2.设计反思

1）创造了大量的动手机会，极大地调动了学生的热情参与度，寓教于乐。

2）对教材内容进行拓展，有深度，有难度，利于学生的长远发展，体现了学科的核心素养。

3）实验环节众多，因此在时间分配上有些仓促，个别组未能在规定的时间内完成操作。

4）由于实验次数有限，在“探究蚯蚓运动痕迹是否残留标记信息”操作中，学生不容易得到明显的结论。

5）实验环节基本上是教师预设的，缺乏学生主动生成部分。

基于核心素养的实验课必定要求一定的发散思维和创新精神，作为教师，需要不断夯实自身专业知识并勤于学习和思考，在积极为学生创设更加丰富实验条件的同时，如果能呈现出更直观、更真实的实验材料和实验情景，学生将对学科的兴趣大大提高。虽然这样的一节实验课会让教师的工作量倍增，也可能让课堂出现一些不可预料的状况，但这却是一个教育工作者該有的自觉和责任。

【参考文献】

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