初中生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展的思考與實(shí)踐

哈爾濱市第一二四中學(xué) 曾葵葵

生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它作為自然科學(xué)的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是很多學(xué)科發(fā)展的基礎(chǔ)。 在生物學(xué)本身的發(fā)展中，實(shí)驗(yàn)占有舉足輕重的地位，生物學(xué)的形成和發(fā)展都以實(shí)驗(yàn)為支撐，因此，生物實(shí)驗(yàn)不僅是生物學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容之一， 更是學(xué)習(xí)生物學(xué)的基本手段和形式。

從生物學(xué)發(fā)展的歷程來看，生物實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)科形成和發(fā)展的基礎(chǔ)。 在新一輪基礎(chǔ)教育改革中，生物實(shí)驗(yàn)的地位和作用得到進(jìn)一步的確認(rèn)， 它對(duì)轉(zhuǎn)變學(xué)生學(xué)習(xí)方式、提升學(xué)生智力水平、必備能力和形成科學(xué)的世界觀、人生觀、價(jià)值觀等都發(fā)揮著不可估量的作用。生物學(xué)學(xué)習(xí)與學(xué)生生活緊密相連，很多生物學(xué)知識(shí)都來自生活[1]。生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展是對(duì)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的有效補(bǔ)充，越來越多的教師對(duì)此開展了主動(dòng)實(shí)踐，采用生活化的教學(xué)資源、內(nèi)容和目標(biāo)，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰秃诵乃仞B(yǎng)[2]。

一、生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展時(shí)代背景

縱觀我國(guó)生物學(xué)科發(fā)展的歷史，生物實(shí)驗(yàn)作為生物學(xué)的重要技術(shù)已有一百多年的時(shí)間。 隨著歷史的變遷，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展也在不斷地進(jìn)步。尤其是21 世紀(jì)初，我國(guó)基礎(chǔ)教育課程改革為生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來了新的發(fā)展契機(jī)。隨著2001 版、2011 版、2022 版生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，作為一線教師能夠明確地感受到，在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，不論是對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位、作用、認(rèn)識(shí)，還是從實(shí)驗(yàn)的數(shù)量和質(zhì)量上，實(shí)踐教學(xué)體系都在逐步完善。

首先，課程標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)的建議經(jīng)歷了從建議開展活動(dòng)到給出明確的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動(dòng)內(nèi)容的變化，讓教師在使用教材實(shí)驗(yàn)的同時(shí)能夠不斷深入開發(fā)和設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)，幫助學(xué)生獲得知識(shí)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律。 其次，生物實(shí)驗(yàn)中探究性實(shí)驗(yàn)、 對(duì)比演示性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)比例增大，這種改變突出了生物學(xué)實(shí)驗(yàn)在學(xué)生學(xué)習(xí)中的獨(dú)特地位，也對(duì)轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)態(tài)度起到了巨大的作用。最后，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)從作為生物知識(shí)學(xué)習(xí)的補(bǔ)充成為科學(xué)學(xué)習(xí)的必要環(huán)節(jié)， 在學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)習(xí)得科學(xué)思維的方法，獲得科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度等方面的作用也不可估量。

結(jié)合國(guó)內(nèi)外生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的發(fā)展情況來看，我國(guó)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)在基礎(chǔ)教育改革中從啟動(dòng)到深化，走過了極不平凡的探索歷程。雖然我國(guó)在生物學(xué)課程和教學(xué)質(zhì)量上與發(fā)達(dá)國(guó)家的距離在不斷縮短，但是生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革和發(fā)展還面臨著很大的挑戰(zhàn)。 在這樣的時(shí)代背景下，更需要來自實(shí)踐層面的新模式、新經(jīng)驗(yàn)的分享和交流。 這不僅是生物學(xué)教學(xué)的需求，更是當(dāng)代教師在課程改革中應(yīng)該擔(dān)起的責(zé)任和義務(wù)。

二、生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展的現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論

現(xiàn)代學(xué)習(xí)理論研究的成果表明人的知識(shí)和能力的形成和發(fā)展符合一定的規(guī)律，生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展作為學(xué)習(xí)的形式之一，在設(shè)計(jì)和實(shí)踐中也是在學(xué)習(xí)理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展離不開理論支撐，如“最近發(fā)展區(qū)”的運(yùn)用，極大地促進(jìn)了學(xué)生生活實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐進(jìn)展。

在生物實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中既有行為主義學(xué)習(xí)理論中學(xué)習(xí)的循序漸進(jìn)，積少成多的訓(xùn)練，突出實(shí)驗(yàn)操作的順序性、規(guī)范性和準(zhǔn)確性，也有利用認(rèn)知學(xué)習(xí)理論中“最近發(fā)展區(qū)”的概念，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)性、積極性，將學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和即將達(dá)到的發(fā)展水平進(jìn)行鏈接。 學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，生物實(shí)驗(yàn)生活化實(shí)踐給了學(xué)生很大的發(fā)揮空間，這也是人本主義學(xué)習(xí)理論所強(qiáng)調(diào)的，生活化的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更能給學(xué)生創(chuàng)設(shè)一種輕松平等的情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)和探究的欲望。 讓學(xué)生在生活中開發(fā)資源，利用信息資源進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐，是建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論特別強(qiáng)調(diào)關(guān)注學(xué)生的“學(xué)”，進(jìn)行有效知識(shí)構(gòu)建的主要論點(diǎn)。

三、生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展實(shí)踐案例

（一）項(xiàng)目式研究的有效落地

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是當(dāng)前全球教育創(chuàng)新的熱點(diǎn)話題之一，這種學(xué)習(xí)方式是把學(xué)習(xí)置于真實(shí)的、 有意義的問題情境中，通過讓學(xué)生自主探究和協(xié)作交流，形成問題解決的技巧和能力，培育學(xué)生的核心素養(yǎng)。有關(guān)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)活動(dòng)在《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡(jiǎn)稱新課標(biāo)）中有明確的標(biāo)準(zhǔn)和要求， 這也是新課標(biāo)中變化比較明顯的內(nèi)容?；陧?xiàng)目式學(xué)習(xí)的初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)也成為了教師教學(xué)改革的重要一項(xiàng)，除了教材中提供的一些實(shí)驗(yàn)外，實(shí)驗(yàn)生活化拓展更利于依托項(xiàng)目式學(xué)習(xí)來完成。

以“尋找海帶中的碘”為例，學(xué)生在學(xué)習(xí)到含碘比較多的食物是海帶時(shí)，不禁產(chǎn)生質(zhì)疑。在教師的組織和激勵(lì)下，學(xué)生形成項(xiàng)目式學(xué)習(xí)課題“尋找海帶中的碘”。該項(xiàng)目的驅(qū)動(dòng)問題是“海帶中是否有碘”，在驅(qū)動(dòng)問題研究中持續(xù)性產(chǎn)生了4 個(gè)子問題：

子問題1：海帶中的碘是否高于其他食物？

子問題2：碘對(duì)人體的作用有哪些？

子問題3：因碘的過量攝入而引發(fā)的疾病有哪些？怎樣預(yù)防和治療？

子問題4：怎樣針對(duì)碘的科學(xué)使用做好科普？

在研究驅(qū)動(dòng)問題時(shí)，學(xué)生想到利用淀粉遇碘變藍(lán)的特性來進(jìn)行驗(yàn)證。對(duì)于“如何提取海帶中的碘”學(xué)生上網(wǎng)查找方法，了解到在海帶灰中導(dǎo)入醋酸和雙氧水可以提取碘單質(zhì)。項(xiàng)目研究小組的學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中采用的實(shí)驗(yàn)材料和裝置都來源于生活。 實(shí)驗(yàn)材料和實(shí)驗(yàn)裝置如下：

實(shí)驗(yàn)材料：干海帶、白醋、雙氧水、玉米淀粉、清水。

實(shí)驗(yàn)裝置：瓷碗、一次性杯、紗布。

實(shí)驗(yàn)步驟：先將海帶放在瓷碗中燃燒，直至變成海帶灰。 再向裝有海帶灰的瓷碗中依次倒入醋酸和雙氧水，靜置5 分鐘。在等待的過程中將淀粉放入水中并加熱成淀粉溶液。隨后，用紗布將海帶灰反應(yīng)液進(jìn)行過濾，濾液放置一次性杯中待用。 再取兩個(gè)相等的一次性杯，分別放入等量的水和淀粉溶液。 最后，將等量的海帶灰粉反應(yīng)液分別放入水和淀粉溶液中，觀察現(xiàn)象。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：淀粉溶液變成藍(lán)色，水不變色。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：海帶中含有碘。

通過解決驅(qū)動(dòng)問題，項(xiàng)目小組的學(xué)生獲得了實(shí)驗(yàn)操作的方法，促使他們立即投入到對(duì)子問題1 的探究中。 學(xué)生取了花生、蔬菜干等幾種食物，用同樣的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，最終得到海帶中碘的含量比較豐富。隨后項(xiàng)目小組的學(xué)生分工合作，通過查找書籍、詢問醫(yī)生、上網(wǎng)找資料等方式探究子問題2 和子問題3 的答案。小組成員將實(shí)驗(yàn)過程和查找的資料進(jìn)行整理，形成圖文并茂的小手冊(cè)，在家長(zhǎng)的幫助下，在社區(qū)內(nèi)進(jìn)行宣傳和科普，既回答了子問題4，又得到了社區(qū)工作人員的支持和小區(qū)居民的認(rèn)可。

以上實(shí)驗(yàn)雖然不是教材中的實(shí)驗(yàn)，但仍然取得了實(shí)驗(yàn)育人的效果。 學(xué)生通過學(xué)習(xí)自發(fā)產(chǎn)生問題，并能夠在教師的引導(dǎo)下通過自己的探究和成員間的合作， 分析問題、解決問題，最終將研究成果進(jìn)行科普宣傳，這是對(duì)生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展的優(yōu)化體現(xiàn)和有效落實(shí)。

（二）生物實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的催化劑

生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展可以幫助學(xué)生更多地發(fā)掘生活資源，給予利用身邊工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的自由，這對(duì)學(xué)生是一種激勵(lì)， 能激發(fā)學(xué)生去開發(fā)更多的工具和裝置來完成實(shí)驗(yàn)。例如，在種子呼吸作用釋放二氧化碳演示實(shí)驗(yàn)中，教材中的實(shí)驗(yàn)裝置更多地來源于實(shí)驗(yàn)室儀器，對(duì)學(xué)生來說儀器相對(duì)不容易取得。 于是學(xué)生在生活中就地取材，用空置的帶按壓頭的塑料瓶代替實(shí)驗(yàn)室儀器，在按壓頭口處連接上膠皮管，膠皮管用夾子夾住。 隨后在其中一個(gè)裝置中放入煮熟的種子，另一個(gè)裝置中放入萌發(fā)的種子。 這樣的裝置方便實(shí)用，實(shí)驗(yàn)效果也很明顯。 再如，用金魚來代替水蚤，探究酒精對(duì)心率的影響；在講到葉片上氣孔時(shí)已經(jīng)是北方的冬天， 用芹菜的莖來代替葉片進(jìn)行觀察氣孔的實(shí)驗(yàn)；用雞蛋的蛋殼膜制作腎小球的模擬裝置等。這樣的做法能夠極大地激發(fā)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)和改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的熱情。 可以說，生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展是生物實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的催化劑。

（三）社會(huì)責(zé)任和科學(xué)態(tài)度培養(yǎng)的有利契機(jī)

生物實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)生物學(xué)的重要方式， 是擴(kuò)展視野、增強(qiáng)本領(lǐng)的重要途徑。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中學(xué)生不僅能掌握知識(shí)、提升能力，更能在實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度、訓(xùn)練科學(xué)的思維方法、形成正確的世界觀。 生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展更多的是在生活中提出問題， 這些問題更貼近生活， 通過探究獲得的答案也對(duì)生活有一定的指導(dǎo)作用，因此，生活化的生物實(shí)驗(yàn)，有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任和科學(xué)態(tài)度。

例如，在倡導(dǎo)環(huán)境保護(hù)進(jìn)行垃圾分類時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生從調(diào)查每名學(xué)生家里每日產(chǎn)生的垃圾量入手， 對(duì)全班學(xué)生家每日產(chǎn)生的垃圾進(jìn)行估算。得到數(shù)據(jù)后，推算整個(gè)城市乃至整個(gè)國(guó)家每日產(chǎn)生的垃圾數(shù)量。 所得數(shù)據(jù)刺激著學(xué)生的感官， 也讓學(xué)生深刻感受到垃圾再利用的重要性， 繼而主動(dòng)地參與到垃圾分類的宣傳和實(shí)踐中。 又如， 近年新冠病毒的肆虐讓學(xué)生切身感受到科學(xué)預(yù)防傳染病的重要性， 同時(shí)面對(duì)社會(huì)中銷售的各種殺菌抑菌的用品，學(xué)生也想用科學(xué)的手段進(jìn)行鑒別。 于是學(xué)生提出：洗潔精、84 消毒液、去污粉哪個(gè)抑菌效果最好？ 從這個(gè)問題出發(fā)， 學(xué)生利用教材中檢測(cè)不同環(huán)境中的細(xì)菌真菌的做法，設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，最終形成科學(xué)小論文。 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)探究過程中， 學(xué)生不僅能夠用科學(xué)方法去解決實(shí)際問題，還能提高自身的觀察與動(dòng)手能力，提升參與社會(huì)決策的意識(shí)和決心， 自身的使命感和責(zé)任感也在潛移默化中形成和發(fā)展。

四、生物實(shí)驗(yàn)生活化的實(shí)踐反思

生活是知識(shí)的源泉，只有讓生活走進(jìn)教學(xué)，讓教學(xué)回歸生活，才能為課堂教學(xué)注入新的生機(jī)與活力。 隨著新課程改革與素養(yǎng)教育的深入實(shí)施，讓生活滲透進(jìn)初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的呼聲越來越高?？偨Y(jié)生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)方式設(shè)定生活化、實(shí)驗(yàn)儀器生活化和實(shí)驗(yàn)材料選擇生活化三個(gè)方面出發(fā)，是生物實(shí)驗(yàn)生活化拓展的良好切入點(diǎn)[3]。

（一）實(shí)驗(yàn)方式設(shè)定生活化

教師要科學(xué)地選擇演示實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，使實(shí)驗(yàn)更加通俗易懂，貼近生活。 與此同時(shí)，教師要鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，在相互協(xié)作中體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過程，獲得豐富的感性認(rèn)知，最終實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)方式設(shè)定的生活化。

（二）實(shí)驗(yàn)儀器選擇生活化

選擇學(xué)生實(shí)際生活中隨手可得、 隨處可見的生活物品來代替實(shí)驗(yàn)儀器，這既能夠節(jié)約資源，又能夠讓學(xué)生意識(shí)到實(shí)驗(yàn)在生活中的具體操作和實(shí)用性， 對(duì)于難于獲取的實(shí)驗(yàn)器材， 學(xué)生也能在自己的生活環(huán)境中用其他實(shí)驗(yàn)材料代替，學(xué)生在親自動(dòng)手的過程中，揭開了實(shí)驗(yàn)的神秘面紗。

（三）實(shí)驗(yàn)材料選擇生活化

生物實(shí)驗(yàn)本身與生活有著密切的聯(lián)系，從生活中不斷挖掘與生物知識(shí)有關(guān)的事物，能讓學(xué)生真正感覺到生物知識(shí)就在自己身邊，生物實(shí)驗(yàn)也在自己身邊。 這種貼近生活的實(shí)驗(yàn)更加通俗易懂，更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的好奇心，點(diǎn)燃學(xué)生的探究欲望。