在以往的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，大部分教師習(xí)慣了按照實(shí)驗(yàn)方法、步驟來設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，忽視了從引導(dǎo)學(xué)生思維發(fā)展的角度設(shè)計(jì)教學(xué)?？茖W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中指出，科學(xué)探究不能只停留在形式上，要關(guān)注學(xué)生的動(dòng)手能力，同時(shí)更要關(guān)注學(xué)生思維的發(fā)展。筆者以人教版生物七年級(jí)（下）《采集和測算空氣中的塵埃粒子》一課為例，談?wù)勅绾伍_展“以學(xué)生思維活動(dòng)為主線的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式”。
啟動(dòng)學(xué)生思維的方法和步驟
其一，教師要啟動(dòng)學(xué)生的思維，為學(xué)生思維活動(dòng)指明方向。由于空氣污染與日常生活聯(lián)系密切，學(xué)生非常感興趣。因此，教師在第一課時(shí)結(jié)束時(shí)向?qū)W生提問：空氣質(zhì)量與人體健康息息相關(guān)，那么我們周圍空氣的質(zhì)量是怎樣的？要求學(xué)生課下關(guān)注和收集北京市空氣質(zhì)量日報(bào)，獲得空氣質(zhì)量的數(shù)據(jù)，感知不同地區(qū)的空氣質(zhì)量差異。
在這個(gè)過程中教師需注意問題不能太具體，要給學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題的機(jī)會(huì)。問題太具體可能就會(huì)限制學(xué)生的思維，不利于創(chuàng)造性思維的發(fā)展。比如，“下雨前比下雨后塵埃粒子多嗎？”這個(gè)問題就太具體了，無形中讓學(xué)生思維與探究的質(zhì)量下降。其二，教師要幫助學(xué)生，將關(guān)注的問題轉(zhuǎn)變?yōu)榭商骄康恼n題。以該實(shí)驗(yàn)中的課題產(chǎn)生過程為例，具體說明：
冬天時(shí)教室門窗緊閉，學(xué)生經(jīng)常感到教室內(nèi)空氣比較渾濁。那么引起室內(nèi)空氣渾濁的原因是什么？經(jīng)過討論，學(xué)生們把研究的問題聚焦在塵埃粒子上，“教室內(nèi)外塵埃粒子數(shù)的調(diào)查”課題就這樣產(chǎn)生了。學(xué)生在之后的探究中發(fā)現(xiàn)：在教室門窗經(jīng)常緊閉的情況下，室內(nèi)比室外的塵埃粒子數(shù)多。有的同學(xué)提出開窗通風(fēng)可以降低室內(nèi)的塵埃粒子數(shù)。于是，這組同學(xué)開始設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對比開窗前和開窗后教室內(nèi)的塵埃粒子數(shù)，形成進(jìn)一步探究的問題：開窗前和開窗后教室內(nèi)的塵埃粒子數(shù)不同嗎？于是一個(gè)新的課題又產(chǎn)生了。這類問題讓學(xué)生對相關(guān)探究充滿期待，它不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生探究的主動(dòng)性，還能使學(xué)生的思維更深刻。
課題生成后，關(guān)鍵是設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案。教師可引導(dǎo)學(xué)生從采樣、實(shí)驗(yàn)選材、變量確定、實(shí)驗(yàn)步驟、結(jié)果預(yù)測等方面進(jìn)行探討，使學(xué)生的思維活動(dòng)逐步變得嚴(yán)謹(jǐn)一些。其三，教師要為學(xué)生的創(chuàng)造性思維設(shè)置情境。
讓學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，既能增強(qiáng)學(xué)生的參與意識(shí)，又能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，并為學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、產(chǎn)生創(chuàng)造性思維創(chuàng)設(shè)情境。
例如，在準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)時(shí)，學(xué)生提出可以用電腦畫格子，再用激光打印在透明膠片上，最后將透明膠片貼在載玻片上。從而取代了課本提示的用縫衣針在透明膠帶上畫格子的方法，保證了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。在載玻片上涂抹凡士林油時(shí)，學(xué)生用另一個(gè)載玻片代替牙簽來推凡士林油，保證凡士林油分布的均勻。這些方法都是學(xué)生自己遇到問題時(shí)找到的，是他們積極主動(dòng)思考的結(jié)果。
其四，學(xué)生匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師要引導(dǎo)學(xué)生對其他小組的實(shí)驗(yàn)提出質(zhì)疑和評(píng)價(jià)，形成思維交流和碰撞，從而培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和批判性思維。
教學(xué)設(shè)計(jì)的路徑
從教學(xué)設(shè)計(jì)路徑上講，最根本的是從實(shí)驗(yàn)中找到核心點(diǎn)，用這個(gè)核心點(diǎn)作為支撐，與學(xué)生建立關(guān)聯(lián)。如同杠桿原理一樣，用核心點(diǎn)來撬動(dòng)學(xué)生的思維、激發(fā)學(xué)生的興趣，以達(dá)到教學(xué)效果的最優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)路徑如下：
第一，分析實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，找出一個(gè)關(guān)鍵性概念、原理或方法作為核心點(diǎn)，如空氣中塵埃粒子的不均勻分布，為思維過程指明方向。
第二，把核心點(diǎn)轉(zhuǎn)化成一些基本原理，如運(yùn)用“五點(diǎn)取樣法”采集和測算空氣中塵埃粒子的數(shù)量，為思維過程提供方法。
第三，把基本原理以問題的形式呈現(xiàn)。比如可向?qū)W生提問：一天中的不同時(shí)間，同一地點(diǎn)塵埃粒子的數(shù)量相同嗎？一天中的同一時(shí)間，不同地點(diǎn)塵埃粒子的數(shù)量相同嗎？構(gòu)建思維活動(dòng)的路徑圖，為學(xué)生思維過程提供框架。
第四，根據(jù)思維活動(dòng)的路徑圖設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、學(xué)習(xí)活動(dòng)、評(píng)價(jià)活動(dòng)，從而使學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)意識(shí)及行為，最終完成知識(shí)建構(gòu)，促進(jìn)思維的發(fā)展。
以學(xué)生思維活動(dòng)為主線的課堂教學(xué)模式，經(jīng)歷了呈現(xiàn)事實(shí)、推理驗(yàn)證、得出結(jié)論的完整學(xué)習(xí)過程。它通過事實(shí)呈現(xiàn)等方法使學(xué)生獲得對新知識(shí)的感性認(rèn)識(shí)，再通過提出問題、分析推理等方法幫助學(xué)生把新知提升到理性認(rèn)識(shí)水平，最后回歸實(shí)踐。這種方法符合學(xué)生的認(rèn)識(shí)規(guī)律，能夠激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。
