资源描述
《探究化肥对蚯蚓的影响》的教学案例
一、 教学指导思想
“倡导探究性学习”是2011年《义务教育生物学课程标准》的课程理念之一。科学探究不仅能实现学生学习方式的转变，也能帮助学生形成的重要概念。人教版七上教材第一单元第二章第一节《生物与环境的关系》中探究《非生物因素对某种动物的影响》是初中生物课程中的第一个完整的探究活动，经过精心筛选实验材料，全新设计教学案例《探究化肥对蚯蚓生活的影响》，结合生产生活实际进行科学探究，渗透STS教育。
二、实验教学分析
（一）教学重点
1.生物与环境的相互影响。 2.体验科学探究的一般过程。
（二）教学难点
1. 对照实验的设计要点。2. 探究活动的组织、实施和评价。
（三）教学策略的选择与设计
1. 改变往届学生科学探究活动准备不足的问题，深入挖掘学习内容，课前饲养观察，初步体验蚯蚓改变土壤环境的探究活动，学生有备而来，有利于学生获得成就感。
2. 设计先行组织者、采用上位学习策略：从课前 “蚯蚓对土壤疏松程度的影响” 的探究出发，形成科学探究的概念和基本方法。再派生下位学习的策略，通过课内初次完整的探究活动“化肥对蚯蚓的影响”设计、实施和交流，学生掌握“科学探究一般过程”。同时，学生进一步巩固“生物与环境相互依赖、相互影响”的重要概念。探究活动富有层次，学以致用，课内外高效结合，建构概念。
图1 教学设计思路
3.结合启发式教学法、任务驱动法等教学策略，帮助学生形成科学探究的重要概念，突破重、难点，发展学生的科学探究能力，通过观察、合作探究的方式达成学习目标。
三、教学目标
（一）知识目标
1. 说出科学探究的一般方法和过程。
2. 举例说出影响生物生存的环境条件。
（二）能力目标
1. 通过尝试设计并进行对照实验，探究化肥对蚯蚓的影响
2. 认真观察，如实记录。
（三）情感态度与价值观目标
1. 体验科学探究的一般过程。
2. 增进关爱实验动物的情感。
3. 体验环境对动物生存的重要性，认识保护生态环境的意义。
四、教学准备
（一）教师准备：
1. 多媒体资源：教学课件、学生实验操作示范视频。
2. 材料用具：清水、化肥溶液、白瓷盘、小木棒、塑料袋、手套。
（三） 学生准备：
1. 实验材料用具：蚯蚓、土壤、玻璃瓶。
2. 开展“蚯蚓对土壤疏松程度的影响”的课外探究活动:课前饲养蚯蚓：取两个玻璃瓶，间隔装入颜色明显不同(黄色、黑色)的土壤，一个玻璃瓶放入蚯蚓，另一瓶不放蚯蚓。
五、教学过程
教学步骤
教师的组织和引导
学生活动
教学意图
科学探究的一般过程
导入
通过上节课的学习，我们知道生物对环境有影响。蚯蚓是田间常见的生物，生活在土壤中，对土壤有影响吗？这节课我们要学习一种科学方法来解决类似的问题。
回顾生物对生活环境有影响。
接触新概念: 科学探究。
创设问题情境，导出主题。
分析课外探究活动“蚯蚓对土壤疏松程度的影响”
科学探究一般包括哪些过程？
科学探究的第一步：提出问题。
课前布置同学们观察比较蚯蚓较多的土壤和蚯蚓少的土壤的疏松程度。
把问题“蚯蚓对土壤有影响吗？”更明确点表达出来。
科学探究的第二步：作出假设。
依据已有的知识，回答提出的问题。
为何假设不能称为结论？
头脑风暴…对土壤的疏松程度有影响。
如何突出探究重点条件蚯蚓？如何排除其他条件的影响？科学探究的第三步：制定计划，尤其是巧妙的设计对照实验。
什么是对照实验？组织小游戏“找茬”，展示兴趣小组实验图片，在两个透明的玻璃瓶中，间隔装入不同颜色的土。通过“找茬”找出不同之处。
科学探究第四步：实施计划。展示实验结果。
科学探究第五步：请学生观察实验结果，得出实验结论。
科学探究第六步：表达交流。引导学生说出应该如何对待蚯蚓？
课前观察蚯蚓生活的土壤环境。预设回答：蚯蚓较多的土壤较疏松。
提出问题：蚯蚓对土壤的疏松有影响吗？
依据课前观察，做出回答：蚯蚓对土壤的疏松程度有影响。
水、农民伯伯松土。
思考
突出设计对照实验，单一变量，其他条件相同。
通过“找茬”活动，观察，对比，找不同之处：一个瓶子加蚯蚓，一个不加蚯蚓。得出本课题的单一变量：蚯蚓。
观察实验结果，得出结论。表达交流。
阅读材料，认同保护蚯蚓。
上位学习策略。初步了解科学探究的一般过程，设计对照实验等关键环节。形成概念。设计先行组织者，以课前挖蚯蚓，观察蚯蚓的环境，做小实验，初步体验蚯蚓改变土壤环境的作用，为本探究做好铺垫。
产生认知冲突。头脑风暴，发散思维。
和游戏“找茬”相结合。形式匹配，突破难点对照实验的设计。【见录像1：找茬游戏（对照实验）】
认识实验的意义。
探究化肥对蚯蚓的影响
引入新课题
生物影响环境，环境对生物也有影响。保护蚯蚓，就要保护蚯蚓生活的环境土壤。农民常常施肥，促进作物的生长。 但施肥是不是有利无害呢？
展示资料1：上海某小区喷洒农药化肥后，出现蚯蚓“大逃亡”的场面。
展示资料2：由于喷洒农药化肥，田间的蚯蚓数量显著减少。
探究化肥对蚯蚓的影响。
保护蚯蚓需要保护其生存环境。
阅读资料。
确立课题：探究化肥对蚯蚓生活的影响。
了解农药化肥种类繁多。本节课所探究的碳酸氢铵是农民常用化肥。
认同保护动物及其生存环境的重要意义。
创设情境，进行STS教育。
提出问题
引导学生提出问题
尝试根据现象，预设提出的问题：“化肥对蚯蚓有影响吗？”
派生下位学习，同化概念。
问题导学：通过细节的讨论，逐步构建实验的框架。
【见录像2：问题导学、板画理学】
作出假设
引导学生作出假设
尝试根据现象，预设作出假设：“化肥对蚯蚓有影响。”
制定计划
展示实验材料。
师生共同讨论方法步骤。
1. 设计对照实验2. 选土壤3．放土壤4. 选蚯蚓5. 放蚯蚓6.铺土静置 7. 滴加溶液8.观察指标9.记录数据时间
清点实验材料
与同学老师讨论方法步骤，尤其是对照实验的设计。
实施计划
布置学习任务：实施计划，记录数据结果。
介绍小组捆绑评价的标准。
限时5分钟完成。巡视，个别指导，过程性评价。调查完成情况，适当延长时间至7分钟。
小组合作，完成学习任务：实施计划，记录数据结果。
【见录像3：合作互学】
熟悉小组捆绑评价的方法。
合作互学：小组合作，动手操作，完成实验。
评价促学：用评价管理课堂。
再实验得出结论
播放课外学习小组的实验视频。
布置学习任务：
已经完成的小组准备汇报。
未完成的小组可继续实验或者重新实验，再准备汇报。
观看视频，反思实验，思考如何改进。
完成实验，准备汇报。
【见录像4：视频示学】【见录像5：反思再学】
视频示学。课前拍摄示范视频。
反思再学：给学生尝试错误、纠正的机会。促进组内交流。
表达交流
组织小组汇报交流。
记录学生实验数据。
引导反思：一个小组的数据能有力说明结论吗？
引导学生分析数据进一步得出结论。
小组汇报内容：
①展示装置
②如何设计对照实验、控制单一变量
③实验结果
④得出的结论
计算平均值。
交流升学：
提高表达能力；
分析数据；
论证结论。
【见录像6：交流升学】
课堂总结
1. 科学探究的一般过程。
2. 影响生物生活的非生物因素。
回顾本节课内容。
举例说出影响生物生活的非生物因素。
及时总结，回归教学目标。
拓展
结合探究结果，查阅资料，思考如何科学施肥？
查阅资料，思考
培养收集资料的能力。
整理
1. 快速整理实验台。
2. 将清水组的土壤和全部蚯蚓放入塑料袋，待课后放回自然土壤中。
3. 值日生收集带有土壤的瓷盘
整理实验台。
保护蚯蚓。
【见录像7：爱心助学】
养成良好的实验素养。
随堂检测
1. 完成评价表
2. 校本作业：相关练习
完成评价表和练习。
【见录像8： 评价促学】
评价反思
巩固
作业布置
1. 必做：作业（不同浓度的化肥溶液对蚯蚓的影响相关题目）。
2. 选做：“探究不同浓度的化肥溶液对蚯蚓的影响”或“探究使用农家肥与化肥对蚯蚓的影响 ”
自主选择完成作业
多样化作业巩固
板书设计
教学评价
1. 过程性评价：根据学生参与活动、回答问题的情况。
2. 小组捆绑评价(小组合作学习评价表)
教学流程图
课堂总结
随堂检测
布置作业
结束
思考回答
分析讨论
思考回答
开始
蚯蚓松土
课外探究
活动
拓展
科学探究
一般过程
制定计划
实施计划
得出结论
表达交流
探究化肥对蚯蚓的影响
方法步骤
资料
思考讨论
操作记录
讨论交流
分析数据
提出问题
作出假设
思考回答
六、反思
1. 为何本课不用教材推荐的实验材料
教师希望学生通过学习达成建构“生物与环境的相互影响”、“科学探究的一般过程”的学习目标，也期盼课题能结合生产生活实际，渗透STS教育。新版教材考虑到不同地区的教学实际，对实验材料进行了补充，增加了探究活动的开放性。但鼠妇、黄粉虫等有一定的操作困难。经过精心的筛选，最终选用蚯蚓和化肥作为实验材料。力图体现新课标、新教材的改革思路，结合实际改革创新。
化肥采用的是农村常用氮肥碳酸氢铵，俗称“臭肥”。将其有效成分配制成溶液，有利于实验定量。蚯蚓贴近学生生活，具有来源广、生命力强、便于观察、计数等特点。以蚯蚓作为实验动物，还可以延伸到初中生物教学的多个主题，有较好的拓展性。
2. 如何体现生本教学的理念
教学以学生为主体，围绕着学生的“学”，采用问题导学、板画理学、评价促学、合作互学、视频示学、反思再学、交流升学等的教学策略运用，提升学生的学习效果。
“合作互学”片段描述：小组合作学习，体现在制定计划小组成员间的讨论、实施计划时。几乎每个小组都将计时、铺土、放蚯蚓、滴溶液、计数等安排有序。实验操作过程中互相配合，创意层出不穷。
“合作互学”片段评议：以学生为主体进行小组合作学习，注重培养学生的操作能力、参与意识和团队精神。由于实验并没有给出具体的实验步骤，而只是给出操作的要求，学生在具体的操作上突破思维的枷锁，大胆创新。
“反思再学”片段描述：学生在第一次实验后进行反思，根据对实验的满意度，选择是否进行第二次实验，或直接准备汇报。几乎所有小组都开始了第二次实验，实验过程更加娴熟，配合也更默契。
“反思再学”片段评议：对操作性强、富有探究性的创新实验，学生表现出很高的学习热情。通过布置可选择的学习任务，提供二次实验机会给学生尝试错误、改正错误，或超越自我，学生都自愿的紧紧抓住“再学”的机会。不仅关注学生的差异性，更提高学习的自主性。
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