从一节课例谈科学探究精神的培养——以《探究蚯蚓适应土壤生活的特征》为例

朱慧

（苏州工业园区星港学校 江苏苏州 215021）

从一节课例谈科学探究精神的培养
——以《探究蚯蚓适应土壤生活的特征》为例

朱慧

（苏州工业园区星港学校 江苏苏州 215021）

生物学科担负着培养学生科学探究精神的重任，本文以"探究蚯蚓适应土壤生活的特征"一课为例，分析了背景和教材，从实验准备、实验目的、实验设计、实验实施、实验结论等五个方面探讨了如何在教学过程中培养学生的科学探究精神，并且取得了一定的成效。

生物学 实验 科学探究精神

一、分析背景和教材

世界著名数学家华罗庚曾经说过：“科学的灵感，决不是坐等可以等来的。如果说，科学上的发现有什么偶然的机遇的话，那么这种“偶然的机遇”只能给那些学有素养的人，给那些善于独立思考的人，给那些具有锲而不舍精神的人。”这句话说明了科学探究精神及其重要。科学探究精神是人类赖于生存和发展的一种精神，即对科学的探索和创新精神，需要求真务实，开拓创新。这种精神需要有科学的态度，有积极的进取精神，有对科学负责的精神，同时还应有不畏艰难的精神［1］。

在新课标中，提倡学生的素质教育。中学教育担负着培养学生的科学探究精神，为高一级学校输送人才做好准备。以实验为基础的中学生物学，学科的性质决定了这门学科应当担负起培养学生科学探究精神的重任。大量的观察、实验、调查、测量、收集和分析资料，在这些多样的生物学习过程中，既学到学科知识，又能培养较好的科学探究精神。但是知识可以教，感悟不可以教，只能去培养，去激发［2］。依据美国著名心理学家埃里克森提出的人格发展理论，青少年时期的基本任务就是发展自我同一感。初中学生容易接受新鲜事物，也容易为外界所干扰，因此可塑性很大，因此在初中阶段，培养学生的科学探究精神是非常合适的。

《探究蚯蚓适应土壤生活的特征》是苏科版生物学七年级下册第12章第1节《土壤里的小动物》第2课时的内容，知识内容和能力要求通过学生的合作探究活动进行了整合，达成了知识和能力的教学目标。在这一系列的探究活动过程中，锻炼了学生勇于探索、善于探索的科学探究精神，实事求是、一丝不苟的科学态度以及集体协作精神，本节课不仅完成了知识目标和能力目标，情感态度价值观目标也很好的实现了，从而培养了学生的各项科学探究精神。

二、实验过程中培养学生的科学探究精神

1.实验目的

从经验认识层次上升到理论认识层次是科学活动必须经历的，因此学生的理性认识通过实验课来加以完善，理性精神也得到相应的培养。在实验之前，对蚯蚓居住地的挖掘得到了蚯蚓，并且精心饲养，在这过程中学生更加爱惜这种小生命，实验的开展自然也是不那么困难了。上实验课的时候，学生从现实经验中提出的问题很有价值。有的学生会说，蚯蚓的身体颜色像土壤的颜色，因此捕获蚯蚓就不是那么方便；有的学生会说，它身体上肯定存在一些特殊结构，因为他发现了蚯蚓以后，用镊子把它从泥土中拖拽出来却相当困难，反而更促进蚯蚓往深层土壤中运动；还有的学生会产生这样的疑问，蚯蚓在泥土里面生活，泥土里有充足的氧气吗，怎么进行呼吸呢？更有的学生表示希望能知道蚯蚓生活在黑暗的环境中，怎么感知外面的世界呢？这些问题的提出让学生对蚯蚓适应土壤生活的特征有了强烈的了解欲望，而这种欲望又会激发他们不断的学习，不断的探索，这就是科学探究精神的直接体现。有了这些问题作为铺垫，教师进行一定的引导之后，学生自然而然地就可以去探究外形、运动、反应、呼吸等这些方面的特征，这个过程同样也锻炼了学生的思维概括能力，培养了学生的理性精神和实践精神。

2.实验准备

作为教师，不可能把所有的学科知识都在有限的课堂时间上全部传授给学生，因此，应该让学生在课前就主动地去探究和学习，如可以让学生参与到课前实验的准备之中，从而培养他们的科学探究精神。生物实验的选材往往来源于生活，让学生参与到实验之前的准备中，更能引起学生学习的兴趣，激发学生强烈的学习动机。在本节实验课之前，教师让学生自己去土壤中挖取蚯蚓并且饲养，一段时间后用于实验。学生动手获取实验材料即蚯蚓的时候，会引发他们的思考，如：蚯蚓生活在什么样的环境？当时学生发现，在树林里落叶堆积的阴暗潮湿处比在草坪上捕获的蚯蚓数量更多；他们还发现，在下大雨后捕获蚯蚓更容易，基本上拿着容器在学校的大路上就能捕获很多。这些是学生自己的经验之谈，在这背后，更能衬托出学生勇于探索并实践的精神。在饲养过程中学生记录了每天的观察日记，观察是科学探究的一种重要方法，“内行看门道，外行看热闹”，教师通过引导学生从“看热闹”的初级水平中逐渐深入发现其“门道”，即引发他们对于“蚯蚓生活习性”的思考。如用什么去饲喂蚯蚓？学生发现，蚯蚓的食物中含水量较大的不能放太多，反而不利于蚯蚓的生存。适合蚯蚓生存的土壤潮湿程度如何？带干一些的土壤反而有利于蚯蚓的生存等等。学生通过自己的不断探索最终解决了问题，学生观察记录的完成也培养了他们持之以恒和实事求是的精神。

3.实验设计

合理的实验设计是科学实验中的重要环节，实验设计的严密性和可操作性直接影响着实验结果。只有正确地设计实验，结果才有可信度。对于初中一年级的孩子来说，虽然之前也学习了一部分的实验设计内容，但是让他们进行整体的设计可能有一定的困难，因此教师可以把框架打好，局部内容再让学生自己来设计。实践证明，这种方式是可行的。学生在设计实验的时候，会注意到“同等条件下，选取几条大小相似的蚯蚓进行实验”，体现了实验设计中控制变量原则；学生的书写中还会出现“重复三次”字样，体现了平行重复原则；有的学生还会写到“一组蚯蚓进行处理，一组蚯蚓不进行处理”，实验设计中的对照原则运用恰到好处。实验设计的过程也点亮了学生思维的火花，科学探究精神中的可重复和可检验性也得到了很大的锻炼。

4.实验实施

实验的蓝图画好了，接下去学生的具体实践也因为“心中有底”而会显得有条不紊。首先，教师引导学生进行分组实验的方式。分组的时候，还要注意男生和女生的合理搭配，因为男生胆大好动，女生胆小细心。这种小团体的方式分工明确，责任到位，小组的每个成员都有任务，更能培养学生的协作精神与宽容精神，这也是科学探究精神的体现。

在每个小组的实验实施过程中，更是体现了不同内涵的科学探究精神。探究蚯蚓运动特征时，有的小组的蚯蚓不太配合，他们就会去想办法，用更加符合蚯蚓土壤中运动的方式来进行，如运动路径整体遮光，从而得出了结论；探究蚯蚓外形特征时，有的小组发现书本上用放大镜观察蚯蚓体表刚毛的方式不太管用，就想到了让蚯蚓在自己手背进行运动的方式，亲身感受到了刚毛扎入人体皮肤那种痒痒的感觉；探究蚯蚓呼吸特征时，有的小组发现，用吸水纸吸掉蚯蚓体表的部分黏液时，它会挣扎难受，马上给予一定的水分后又恢复正常；探究蚯蚓对外界反应特征时，有的小组自制了一个盒子，用一层黑布隔断成两间，一组给予光照，一组没有光照，得出了蚯蚓是避光的结论。这些具体的实验实施都不在教材范围内，都是学生自己思考并进行实践的，不迷信书本的权威，敢于自身的创新，这正体现了科学探究精神的目的也就是创新改革。

5.实验结论

在最终的实验结果汇报中，每个小组都尊重实验事实进行汇报。有一组得出了蚯蚓在玻璃板上比硬纸板上运动快的结论，另外一个小组的同学就表示自己小组一开始也碰到了相同的问题，但是对这个结果产生了质疑，认为硬纸板太干了，把蚯蚓表面的黏液吸掉了，因此在硬纸板上蚯蚓反而没有玻璃板上运动快。他们是采用在玻璃板和硬纸板上各呈现一条淡淡的水路，让蚯蚓沿着水渍运动，这种情况下，既保证了蚯蚓的身体正常状态，又能有效解决问题。这个过程中充分体现了学生的求真和怀疑精神，并且用创新的方法解决了相应的问题，这就是教育最终期待的结果。

实验结果还需要科学真理的支撑，把获得的生物学知识的感性认识上升到理性认识。学生通过实验揭示了蚯蚓适应土壤生活需要很多特殊的身体结构，这些身体结构有其特殊的功能，这体现了“结构与功能相适应”的生物学基本观点，这也是辩证唯物主义的观点。学生掌握了这一观点，有助于形成科学的思维方式，提高思考分析能力，即能够培养学生的科学探究精神。

三、教后反思

本节课以学生为本，开放性的活动为学生提供了自由空间，学生在实践中体验了学习的过程、学习的价值，并从中提高了解决问题的能力，充分培养了学生的科学探究精神。

对中学生进行科学探究精神教育任重而道远，中学生物学是培养学生科学探究精神的重要阵地，但是仅靠一门学科的教学是不可能完成学生科学探究精神的培养，必需把各门课程有机地结合起来。作为教育工作者，应该注意在平时教学的潜移默化之中不断提高中学生的科学素养和科学探究精神，相信一定能为国家培养一大批适应时代发展的栋梁之材。

［1］黎文.论中学物理教学中学生科学精神的培养.柳州师专学报，2006，21（4）:131-132.

［2］陈爱平.会“动”的生物课.科教论坛.2012，6:186.