我重点对“种子萌发的环境条件”探究活动中制定计划这一关键步骤进行了教学尝试。首先,设定只有一个变量的探究问题,把目标放在较低的水平要求。进而,再提出含有二个变量、三个变量的探究问题,让学生的实验设计能力得到“螺旋式”上升。为避免学生的探究活动陷入混乱状态,我预先给学生分了小组,确定了探究任务,并提供了许多可供选择的实验用品。鼓励学生利用自己想到的材料用具进行实验,只要选择恰当,都可以。依据对照实验的设计原则,每个小组在5分钟内设计出各自的实验方案(部分,见下图)
紧接着,我提出了一个问题:“实际上,种子的萌发受到多种因素的共同影响,如何研究两种因素对种子萌发的影响呢?”对于这一疑难的解决,我提供了一幅图片帮助学生思考过渡(见下图)
1号 2号
3号 4号
探究水对种子萌发的影响 探究空气对种子萌发的影响
同学们都在静静地注视着图片,认真地思索。一个同学站起来兴奋地说:“先做加法再做减法。也就是说,把两组同学设计的实验组合起来,再减去重复设置的对照组,就是研究两种因素对种子萌发的实验方案。”依照这位同学的思路,我把图进行了修改。(见下图)
第三个班的课,对实验进行了“改编”。首先,教师应用了动机激发策略:“你们组想探究的问题是什么?用可供选择的实验材料和用具,怎样做才能实现探究目的?”教师将实验探究的方案设计作为课堂探究实验教学的重点,摈弃了按照书上现有的步骤“照方抓药式”地做实验,创设了需学生费一番“周折”自己设计实验方案的教学环境。这是“改编”的第一步。
同时,教师应用了主体发展策略:做了比较充分的准备工作,准备了“许多可供选择的实验用品”,为学生留了较充分的选择余地和思考空间,让学生明白,实验中教师所提供的实验材料只是一种可供参考的、常规的、基本的材料,它对于每个学生的具体实验而言可多可少,即这些材料并不都是每个学生的实验所必需的,也并不是都可以满足每一个学生实验之需的。并且,每一个学生的制定的假设,拥有的探究经验、认知水平和理论知识是各不相同的,思考问题也必然出现多方位、多角度、多视角趋向,这也为设计多种多样的实验方案创设了基础。这是“改编”的第二步。
再次,教师也应用了思维总结阶段的反思策略:学生经自主设计后,实验方案的论证又成为了课堂讨论的重点。不难发现,本课注意了教师在教学中“引”和“导”的作用,没有“越俎代庖”,把“发现和创见”的机会尽可能地让给学生,对学生的讨论不予直接干涉,做到淡化教师,突出学生,并且更多地关注了学生的兴奋点,组织学生将他们的方案在全班公布、交流,接受其他同学的质疑,造成思维“冲突”。在争辩中学生最初的观点、能力、态度得到重新组织、定义或替换,对方案进行了修正甚至是抛弃。在不断进行的讨论中,学生有了更多与他人合作和分享的机会,从而自然参与到科学探究之中。这是“改编”后获得的首轮成功。
以上两点“改编”和一点“成功”,无一例外,教师都注重采用科学实用的教学组织策略开展生物实验探究。
在实验方案设计中,怎样突破“二个变量、三个变量的影响”这一教学难点呢?倡导实验探究还必须符合学生的认知规律,运用“最近发展区”理论,实施递进式教学策略。“首先,设定只有一个变量的探究问题,把目标放在较低的水平要求。”在此之前,对学生起始能力的科学诊断很关键,鉴于学生已经探究过“光对鼠妇生活的影响”,领会了对照实验的设计思想,教师有理由相信学生会很好地进行科学方法的迁移。进而,再提出含有多个变量的探究问题,让学生的实验设计能力得到“螺旋式”上升。综合学生的基础知识及能力发展水平,教师创设了合理的、符合逻辑的教学环境,引导学生由浅入深,从具体到抽象,步步深入思考和探究。这是“改编”的第三步。
“改编”后的转化过程老师也颇费了一番功夫。教师利用了先行组织者创设了实验转化情景,出示了引导性材料——彩棒,它以学习者通俗易懂的形象呈现,为学习者已知的单一变量探究与需要知道的多变量探究之间架设一道知识之桥,学生在教师提供的“先行组织者”[iii]的引导下,尝试运用已有的先备知识,从联系与区分的角度去考虑多变量的探究问题,这才出现了有些同学“顿悟”的现象。“先行组织者”为学习新观念提供一个“观点固定点”,使新知识与旧知识的联系明确化,使新知识顺利地纳入到旧的认知结构中去,有效地促进教学。这是“改编”后获得的再次成功。
针对同一课题,本案例的教师连续开展了三次不同的教学尝试,这是基于生物教师平行班较多的有利特点。因此,作为生物教师,千万不能忽略和放过这一次次实践与提高的机会。