例談基于探究式生物實驗教學(xué)的初中科學(xué)思維培養(yǎng)

黃巧穎

【摘 要】科學(xué)思維的培養(yǎng)是當(dāng)下中學(xué)生物學(xué)的重要教學(xué)目標(biāo)之一，探究式的生物實驗教學(xué)作為生物實驗的重要組成部分，在實驗中提升學(xué)生的科學(xué)思維具有重要意義。本文以“先天性行為和學(xué)習(xí)行為”一課為例，提煉出基于探究式生物實驗教學(xué)的科學(xué)思維培養(yǎng)教學(xué)策略，對探究實驗的教學(xué)提出了幾點建議。

【關(guān)鍵詞】探究；生物實驗；科學(xué)思維

所謂科學(xué)思維是指：“尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力?！逼渲泻w了通過設(shè)計實驗探究生命規(guī)律的能力，是中學(xué)生應(yīng)具備的基本素養(yǎng)之一，但由于探究實驗難度較大，對學(xué)生的實驗技能要求較高，在初中階段的開展往往具有較大的難度。如何更加合理地開展探究式生物實驗，并通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維值得深思。

1.教材分析

本節(jié)課是人教版八年級上冊第五單元《生物圈中的其他生物》第二章《動物的運動和行為》中的第二節(jié)。動物的行為常表現(xiàn)為各種各樣的運動，本節(jié)內(nèi)容以第一節(jié)“動物的運動”為基礎(chǔ)。按照課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，本課的重要概念為：動物的行為由先天遺傳或后天學(xué)習(xí)而獲得，并要求學(xué)生嘗試進行“小鼠走迷宮獲取食物的學(xué)習(xí)行為”的實驗探究。

2.教學(xué)中存在的主要問題

2.1學(xué)生能力不足

八年級學(xué)生能針對一些簡單的生活現(xiàn)象提出科學(xué)的問題，了解探究實驗應(yīng)遵循的基本原則，但設(shè)計探究實驗的能力較弱，難以獨立就具體問題提出完整的實驗設(shè)計方案，對實驗現(xiàn)象進行完整記錄、分析、推理、總結(jié)的能力不高，需要教師針對實驗步驟進行細(xì)致地指導(dǎo)。

2.2實驗難度較大

本節(jié)課涉及到的實驗對象為哺乳動物，實驗對象的行為有比較大的自主性，不可控因素較多，給實驗的開展帶來了較大的難度，需要在實驗前制定完善的實驗計劃，并具有持之以恒的實驗精神。

3.教學(xué)建議

3.1合作學(xué)習(xí)，自主探究，培養(yǎng)解決問題的能力

本節(jié)課涉及的實驗是小組合作的探究性實驗，教師在實驗前針對學(xué)生已有的生活經(jīng)驗，拋出問題：是不是動物越高等，學(xué)習(xí)行為越復(fù)雜？引發(fā)學(xué)生思考，提出質(zhì)疑。接著引導(dǎo)學(xué)生以實驗的方式探究問題，從探究實驗的基本步驟出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生思考實驗對象需要具有高等的動物、體型小、易抓捕、易操作、對環(huán)境變化敏感等特點，探討后選擇小鼠作為實驗對象，布置相應(yīng)課題——探究“小鼠走迷宮獲取食物的學(xué)習(xí)行為”。然后，教師介紹探究實驗的方式方法，分析小鼠的生理特征，學(xué)生通過小組合作討論，針對小鼠特征制訂完善的實驗計劃。

3.2實驗創(chuàng)新，化繁為簡

教材中針對本實驗的介紹較少，實驗難度較大，不易成功，需要化繁為簡，完善書本實驗方案，開展探究活動。具體實驗步驟如下：

（1）小鼠的迷宮仿造書本示意圖制作，運用的材料為廢棄木材邊角料，精致地還原了書本迷宮，在迷宮的出口放置一盒小鼠喜愛的食物。

（2）實驗前先讓小鼠處于饑餓狀態(tài)。實驗過程中，若小鼠不走迷宮，可以用毛筆輕觸，刺激小鼠的行為。

（3）記錄每一次小鼠走出迷宮獲得食物的時間，與小鼠經(jīng)歷的“嘗試與錯誤”的次數(shù)進行比較。

3.3課前實驗，課中展示，培養(yǎng)評價與質(zhì)疑的能力

當(dāng)前，很多學(xué)生過分迷信書本、迷信教師，對于教材和教師的觀點不加思索，死記硬背。培養(yǎng)學(xué)生質(zhì)疑能力的最好方式就是進行實驗探究，但探究實驗的難度往往較大，用時較長，很多教師在實際教學(xué)中放棄此類實驗。

本實驗可以分成兩部分完成，教師課前布置，學(xué)生以研究性學(xué)習(xí)小組的形式，課后展開實驗操作，結(jié)合信息技術(shù)，記錄實驗過程，整理實驗數(shù)據(jù)，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)團隊合作能力以及實事求是的科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新意識。

通過課下具體實驗的操作，直觀了解小鼠走迷宮行為的形成過程，提升實驗技能，在課堂上進行交流展示，展示內(nèi)容包括：實驗材料、實驗過程、實驗結(jié)果并分析實驗不足。在交流展示中產(chǎn)生思維碰撞。

展示交流后，采用小組評價和教師評價相結(jié)合的方式，在自我評價的過程中，尋找實驗方案的不足，在生生評價和師生評價中，不斷完善實驗方案，推動學(xué)生真正參與到實驗的設(shè)計與完成當(dāng)中，提高學(xué)生學(xué)習(xí)目的性，并能及時體驗學(xué)習(xí)的成就感。

3.4分析結(jié)果，得出結(jié)論，培養(yǎng)歸納總結(jié)能力

以不同研究性學(xué)習(xí)小組為單位進行重復(fù)實驗，統(tǒng)計實驗結(jié)果，展示交流后與科學(xué)家完成的蚯蚓走迷宮的實驗進行類比，在分析比較中，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)習(xí)行為如何形成，從而建構(gòu)學(xué)習(xí)行為的概念，并得出：學(xué)習(xí)行為與遺傳因素、環(huán)境因素、生活經(jīng)驗和學(xué)習(xí)有關(guān)系的觀點，進而得出實驗結(jié)論：動物越高等，學(xué)習(xí)能力越強，學(xué)習(xí)行為越復(fù)雜。

4.結(jié)論

培養(yǎng)科學(xué)思維，是當(dāng)前中學(xué)生物學(xué)的重要教學(xué)目標(biāo)，探究實驗作為提升學(xué)生核心素養(yǎng)的一大陣地起到重要作用。但由于探究實驗耗時較長，實驗難度較大，往往被很多教師忽略。但只有讓學(xué)生真正參與實驗，才能更好地提升學(xué)生的科學(xué)思維。

【參考文獻】

[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017

[2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：人民教育出版社，2011

（基金項目：本文為福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2017年度課題“基于理性思維培養(yǎng)的初中生物學(xué)教學(xué)研究與實踐”（NO.FJJKXB17-235）的階段性成果。）