蘇格拉底法在初中生物實驗的應(yīng)用
時間:2022-07-22 09:10:42
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[摘要]本研究將人教版七年級生物學(xué)上冊“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”實驗優(yōu)化為黃豆種子萌發(fā)的環(huán)境條件分別與水分、溫度和空氣三個驗證性子實驗,將蘇格拉底法的諷刺、助產(chǎn)、歸納和定義四個步驟應(yīng)用于該探究性實驗中,以期為初中生物學(xué)探究性實驗教學(xué)提供具體的范例。
[關(guān)鍵詞]蘇格拉底法;初中生物學(xué);“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”
一、蘇格拉底法
蘇格拉底法是指師生在一問一答的對話中,通過設(shè)定必然有相互矛盾回答的起始問題、一系列的回答和相應(yīng)的反問,使對方承認(rèn)自己的無知后進(jìn)行最后的回答和追問,以此尋求普遍性命題的方法。其包括“諷刺”“助產(chǎn)”“歸納”和“定義”四個步驟。“諷刺”是指教師基于學(xué)生的學(xué)習(xí)情境,圍繞知識的核心提出具有內(nèi)在邏輯的問題串?!爸a(chǎn)”則是教師基于提出的問題給予學(xué)生回答問題相應(yīng)的啟示和誘導(dǎo)?!皻w納”是指教師將學(xué)生的回答進(jìn)行聚類分析及總結(jié)?!岸x”則是經(jīng)過上述三個邏輯過程之后,教師明確核心知識。上述四個步驟一脈相承,一環(huán)緊扣一環(huán)。蘇格拉底法提倡用問答形式引導(dǎo)學(xué)生揭露自我認(rèn)識的矛盾,讓學(xué)生在自相矛盾中逐步達(dá)到對知識的整體理解。一言蔽之,蘇格拉底法的運用過程是師生合作探究討論、培養(yǎng)縝密邏輯思維的教與學(xué)的過程,是一種值得思考及推廣應(yīng)用的教學(xué)方法。
二、蘇格拉底法在“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”實驗中的應(yīng)用
“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”是人教版七年級上冊生物學(xué)第三單元第二章第一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容,是繼觀察種子結(jié)構(gòu)后的一個探究性實驗,其步驟包括提出問題、做出假設(shè)、制訂計劃、討論和完善計劃、實施計劃、分析結(jié)果并得出結(jié)論、表達(dá)交流。[1]本研究以“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”實驗為例,將蘇格拉底法應(yīng)用其中,為蘇格拉底法在初中生物學(xué)實驗教學(xué)中提供具體范例并挖掘其中的教學(xué)思想。
(一)提出問題
黃豆種子萌發(fā)階段是指具有生活力的黃豆種子通過休眠或解除休眠后,從吸水萌動到黃豆種胚突破黃豆種皮的階段,而黃豆的種胚完全刺破外層結(jié)構(gòu)后至黃豆子葉完全展開為后萌發(fā)階段。[2]而環(huán)境條件的限定則排除了種子內(nèi)部的自身結(jié)構(gòu)的影響,強調(diào)的是種子結(jié)構(gòu)以外的外部條件。只有對萌發(fā)的概念及外延理解清楚并對環(huán)境條件準(zhǔn)確定位才能把握實驗的本質(zhì)?!胺N子萌發(fā)的環(huán)境條件”實驗與生活密切相關(guān),教師可從生活情景著手。例如,教師可以使用“諷刺”導(dǎo)入課程問題:“種瓜點豆為什么要在清明前后?”“清明時節(jié)天氣有什么特點?”。學(xué)生答“清明時節(jié)雨紛紛”。此時,教師可用“雨紛紛”啟發(fā)學(xué)生“歸納”,學(xué)生容易答出“水分”等。教師可以繼續(xù)追問:“為什么農(nóng)人往往選擇春季播種而不是冬季呢?”“兩個季節(jié)氣溫有什么不同?”。學(xué)生會回答“氣溫不一樣”。教師可以用“氣溫”啟發(fā)“歸納”,學(xué)生會推測出“溫度”等。然后,教師可以使用“諷刺”:“為什么播種后要犁田松土?”。若學(xué)生反應(yīng)不過來,教師可啟用“助產(chǎn)”,如“植物需不需要呼吸?”等問題。這樣,學(xué)生就容易把“犁田松土”與“呼吸”進(jìn)行有意義的關(guān)聯(lián)。經(jīng)過一層層的啟發(fā)誘導(dǎo)后,教師才引出本實驗要研究的問題,這樣的教學(xué)方式有利于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲。
(二)做出假設(shè)
經(jīng)過上述教學(xué)過程,學(xué)生知道了黃豆種子萌發(fā)的環(huán)境條件與水分、溫度、空氣等因素有關(guān)。將該探究性母實驗優(yōu)化為種子萌發(fā)的環(huán)境條件分別與水分、溫度和空氣三組驗證性子實驗(圖1),可減少學(xué)生課上討論方案不理想情況的發(fā)生。[3]教師要類比創(chuàng)設(shè)情境,巧妙助產(chǎn)。[4]要驗證黃豆種子萌發(fā)的環(huán)境條件與水分、溫度和空氣有關(guān),教師可情景“助產(chǎn)”,啟發(fā)學(xué)生思維。例如,教師可以詢問:“教室燈不亮,請大家分析一下燈不亮的原因。”學(xué)生會說出類似“沒打開開關(guān)”“燈壞了”和“停電”等回答。此時,教師可以加以啟發(fā)“諷刺”:“怎么驗證大家的說法呢?”學(xué)生會說“打開開關(guān)試一下”“換燈試一下”“看看其他教室有沒有電”等。教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生將驗證“燈不亮”的思路和方法與“驗證黃豆種子萌發(fā)的環(huán)境條件與水分、溫度、空氣的關(guān)系”進(jìn)行類比。這樣一步一步地“諷刺”“助產(chǎn)”要比傳統(tǒng)的教學(xué)方式更能增強學(xué)生的問題意識。
(三)制訂計劃
課本在制訂計劃這部分內(nèi)容中給出了明確的步驟,學(xué)生可根據(jù)課本的步驟按部就班地完成。但在完成后,大部分學(xué)生并不理解每個步驟的原因,遇到問題時仍然不知道如何解決。因此,教師要將課本的實驗進(jìn)行優(yōu)化,并在實驗過程中對學(xué)生加以啟發(fā)引導(dǎo),這樣才能讓學(xué)生形成清晰的實驗思路。對此,筆者讓三個小組(A、B和C組)的學(xué)生分別驗證黃豆種子萌發(fā)的環(huán)境條件與水分、溫度和空氣的關(guān)系,這樣的設(shè)計意在借助學(xué)生最近發(fā)展區(qū)進(jìn)行啟發(fā)教學(xué)。實驗設(shè)計如表1所示。1.水分組A小組學(xué)生驗證黃豆種子萌發(fā)的環(huán)境條件與水分的關(guān)系。教師可這樣“諷刺”“助產(chǎn)”:“能否直接不給種子澆水,觀察幾天后直接得出結(jié)論?”學(xué)生會回答“不可以”“不知道”等。此時,教師可繼續(xù)“諷刺”:“那么應(yīng)該如何設(shè)計對比實驗才可以得出正確的結(jié)論呢?”學(xué)生在這種啟發(fā)的教學(xué)情景中容易回答“一個澆水,一個不澆水”。教師可對學(xué)生的回答給予評價并幫助其完善。教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)實際情況考慮是否需要補充控制變量等有關(guān)內(nèi)容,如無關(guān)變量、單一變量等。2.溫度組B小組學(xué)生驗證黃豆種子萌發(fā)的環(huán)境條件與溫度的關(guān)系。教師可這樣“諷刺”“助產(chǎn)”:“能否直接將種子放進(jìn)冰箱低溫環(huán)境中,觀察幾天后直接得出結(jié)論?”學(xué)生可能會說“不可以”“不知道”等。教師可追問:“那么該如何設(shè)計對比實驗才可以得出比較科學(xué)的結(jié)論呢?”學(xué)生容易答出“一個低溫,一個常溫”。教師可根據(jù)學(xué)生的回答給予相應(yīng)的評價,并根據(jù)學(xué)情考慮是否需要補充酶的有關(guān)知識,如酶的最適溫度問題等。3.空氣組C小組學(xué)生驗證黃豆種子萌發(fā)的環(huán)境條件與空氣的關(guān)系。教師可這樣“諷刺”“助產(chǎn)”:“能否直接將種子暴露在空氣中,觀察幾天后直接得出結(jié)論?”學(xué)生會說“不可以”“不知道”等。教師可追問“那么該怎么設(shè)計對比實驗才可以得出合理的結(jié)論呢?”學(xué)生會回答出“一個組隔絕空氣,一個自然狀態(tài)下”。此時,教師可對學(xué)生的回答加以完善補充。
(四)討論與完善計劃
在制訂計劃后,有的學(xué)生可能會覺得計劃已經(jīng)很完美了。為引導(dǎo)學(xué)生充分認(rèn)識到研究計劃的重要性和科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性,教師應(yīng)該加以“諷刺”:“小組成員想想自己小組的實驗計劃存在哪些不足?!薄盁o關(guān)變量是否都控制一樣了?”“是否把安全問題考慮進(jìn)去了?”“每隔多長時間觀察一次?”“種子的數(shù)量對實驗有何影響?”“種子的萌發(fā)是否需要光照”等。教師的“諷刺”引起學(xué)生的反思,進(jìn)而啟發(fā)學(xué)生不斷完善原先的計劃。
(五)實施計劃
經(jīng)過討論和完善計劃后,教師組織學(xué)生結(jié)合表1實施計劃。在對照組中,教師讓學(xué)生向3個小罐頭瓶中分別隨機放入4顆黃豆種子,添加水分至淹沒種子(24h更新一次水),不加瓶蓋,置于25℃的環(huán)境中(恒溫培養(yǎng)箱),每天定時觀察種子的形態(tài)及結(jié)構(gòu)變化,并拍照記錄。在實驗組中,教師讓水分組不添加水,讓溫度組置于4℃(冰箱保鮮層),讓空氣組蓋上瓶蓋,其他操作與對照組一致。(對照組、實驗組實驗情況和實驗結(jié)果詳見文后二維碼延伸出版)
(六)結(jié)果及結(jié)論分析
1.對照組在實驗后,學(xué)生可以發(fā)現(xiàn):24h小罐頭瓶中的水分顯著減少,黃豆種子變大。48h黃豆種胚突破種皮,水分同樣顯著減少,種子較24h的要大。72h小罐頭瓶中的水分變化不顯著,種子較48h要大。96h黃豆種子大小及水分變化不明顯,種胚突破種皮明顯。2.實驗組學(xué)生可以發(fā)現(xiàn),三個實驗組中的黃豆種子均沒有表現(xiàn)出萌發(fā)狀態(tài)。水分組實驗結(jié)果:黃豆種子從0—96h無明顯變化。溫度組實驗結(jié)果:24h小罐頭瓶中的水分顯著減少,黃豆種子變大;48—96h小罐頭瓶中水分及種子大小變化均不顯著,但均較24h的要大??諝饨M實驗結(jié)果:24h小罐頭瓶中的水分顯著減少,黃豆種子變大;48—96h小罐頭瓶中水分及種子變化不顯著,但均較24h的要大;值得注意的是72h和96h小罐頭瓶的瓶蓋均被沖開。在此基礎(chǔ)上,教師引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果及現(xiàn)象進(jìn)行分析,討論并完善表1(是否萌發(fā)一欄)和表2(分析一欄)。
(七)表達(dá)交流
在實驗教學(xué)中,教師應(yīng)注重過程性評價。在表達(dá)交流環(huán)節(jié),教師應(yīng)妥善使用“諷刺”,使學(xué)生意識到自己的不足。此一過程可發(fā)散學(xué)生思維,提高學(xué)生的問題意識。例如,教師可提出“種子的萌發(fā)與種子結(jié)構(gòu)是否完整有關(guān)系嗎?”等問題?!爸S刺”是為了知識“助產(chǎn)”,是為了調(diào)動學(xué)生主動探究的積極性。經(jīng)過上述的教學(xué)過程,教師可對實驗進(jìn)行定義:“綜合同學(xué)們的討論交流可以知道,種子的萌發(fā)與適宜的溫度、一定的水分、充足的空氣、適當(dāng)?shù)墓庹铡⑼暾姆N子結(jié)構(gòu)和種子解除休眠等等因素有關(guān)。”
三、應(yīng)用反思
蘇格拉底法的應(yīng)用能達(dá)到提高學(xué)生問題意識的預(yù)設(shè)目的。教師在進(jìn)行具體實驗教學(xué)時需要具體問題具體分析,根據(jù)實際情況考慮實驗設(shè)計等問題。
(一)應(yīng)考慮的問題
實驗的順利進(jìn)行對實驗室的設(shè)備有一定的要求,例如,由于季節(jié)的原因,實驗需要用到冰箱或恒溫培養(yǎng)箱等。在課堂管理方面,對初中生來說,分組實驗有一定的挑戰(zhàn),如課堂紀(jì)律、實驗安全等的保障。并且,實驗持續(xù)時間較長,教師可以以結(jié)果分析環(huán)節(jié)為整個實驗教學(xué)的時間中點,分為前后兩個課時。
(二)可改進(jìn)的地方
在空氣實驗組中,學(xué)生采用小瓶子加蓋的方式降低相對空氣的空間體積,以創(chuàng)造瓶內(nèi)無空氣狀態(tài)。但學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)瓶蓋會被種子呼吸釋放的氣體沖出,而瓶蓋蓋得太緊則容易引起瓶子炸裂。故學(xué)生在蓋瓶蓋時應(yīng)注意松緊度。
四、小結(jié)與展望
總體而言,將蘇格拉底法貫穿整個實驗過程可以展現(xiàn)出主體教育的精神,因此,蘇格拉底法是開展素質(zhì)教育的良好途徑。蘇格拉底法中蘊含著師生平等的教學(xué)思想,提倡學(xué)生自由發(fā)言,教師通過不斷追問(“諷刺”)讓學(xué)生意識到自己的不足。教師在教學(xué)過程中對學(xué)生加以啟發(fā)(“助產(chǎn)”“歸納”“定義”),提高了學(xué)生的問題意識和創(chuàng)新意識,師生在互問互答中實現(xiàn)共同進(jìn)步。這是值得教育者思考和推廣應(yīng)用的。
參考文獻(xiàn):
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作者:潘東陽 韓茂 黃小娜 單位:黔南民族師范學(xué)院生物科學(xué)與農(nóng)學(xué)院