基于培养学生思维品质的初中生物学实验教学尝试

彭汀汀

(江苏省南京市雨花台中学 210012)

生物学实验教学的目的不仅是知识概念的传递、操作技能的培养，更重要的是要让学生在亲历实验探究过程的同时，锻炼和发展科学思维。笔者结合多年的教学实践，对初中生物学实验教学助力学生思维能力培养做了一些尝试。

1 增添实验材料，提高学生思维的批判性

生物学的发展离不开批判性思维。随着人类对周围世界的探索不断深入，会涌现新的问题，面临新的局面，这就需要研究者与时俱进，大胆否定和改进过去的一些认识和做法。现在的学生是科学研究的继承者，他们是否具有思维的批判性从某种意义上决定了未来科学发展的态势。如果实验教学中，教师只局限于教材中的实验材料，势必会禁锢学生的思维。为了培养学生思维的批判性，笔者试着从实验材料的选择做起，灵活选用一些生物材料作为补充，引导学生利用不同的实验材料进行探究，从而在实验操作的修正过程中，锻炼学生思维的批判性。

例如，探究“绿叶在光下产生淀粉”时，笔者将班级分组。每组除用天竺葵作实验材料外，还可从蚕豆、小白菜或锦葵等材料中选取一种进行实验。在组内、组间实验对比分析过程中，学生会发现不同实验材料暗处理、酒精脱色、碘液染色等环节会存在一些差异。教师顺势引导学生得出各处理环节上的不同跟叶片的角质层薄厚、生长状态以及植物自身淀粉含量有关。启发学生根据具体情况对实验进行灵活调整，这种批判性思维的建立是学生今后独自开展实验探究所必需的。

2 定性转定量，加强学生思维的严谨性

定性实验的优势在于通过实验现象能快速地验证某项结论是否正确，但因为欠缺一些实验数据的支撑，不利于学生缜密思维的建立。而定量实验一般经过科学地收集数据、理性地分析数据，从而形成概念、建立模型、验证假设。笔者尝试将教材中的几个定性实验延伸为定量实验，使学生在有数据支撑的情况下得出实验结论，帮助学生提高思维的严谨性。

例如，“人体呼吸过程中二氧化碳含量的变化”是一个定性实验，通过直观观察，学生可以快速得出“人呼出气体中二氧化碳含量增加”的结论。笔者将该实验引申为定量实验： ①取两个大小相同的塑料袋，一个装满空气后扎紧，一个用嘴吹满气体后扎紧；②用两个50mL规格的注射器分别从两个塑料袋中抽出40mL气体；③分别注入两个装有10mL澄清石灰水的小瓶中，观察石灰水的变化。

再如，探究“外界溶液浓度与细胞失水和吸水的关系”时，如果有具体的数据支持，可让实验结果更具有说服力。实验步骤： ①挑选长短、粗细基本相同的15根新鲜绿豆芽，均分成3组；②分别用直尺测量每组绿豆芽的长度并记录下来；③将3组绿豆芽分别放在浓盐水、豆芽研磨汁和清水中；④十分钟后取出，用吸水纸吸取表面浮液后，用直尺再次测量每组绿豆芽的长度并记录；⑤绘制表格，比较绿豆芽前后长度的变化。

3 “一物多用”，培养学生思维的系统性

思维的系统性主要体现在全面、整体、有联系地认识事物。生物与环境之间、不同物种间、不同个体间都是普遍联系、不断发展的。因此，生命奥秘的探索者要具备系统思维的能力，不能片面、孤立地看待研究对象。在初中生物学实验中，会发现一些生物材料“身兼数职”，这些生物不同时期、不同部位被用于不同目的的探究实验。笔者尝试将这些相关联的实验汇总在一起，旨在培养学生思维的系统性。

例如，①洋葱的鳞片叶表皮细胞可以用于观察植物细胞的结构，也可用于探究植物细胞的吸水和失水，根尖可用于解密细胞分裂的具体过程。②土豆切成条，可被用做叶片徒手切片的夹持物；可用来探究外界溶液浓度与植物细胞吸水或失水的关系；制成临时玻片标本，可用来观察细胞中的淀粉；研磨成泥制成马铃薯提取液，还可用来探究过氧化氢酶对过氧化氢的分解作用。③蚕豆叶的下表皮是观察气孔结构的理想材料，蚕豆豆荚是观察果实和种子结构的理想材料。④水绵在探究植物细胞结构时可用来观察特殊条带状排布的叶绿体，在探究生物多样性时可作为多细胞藻类的代表，在探究光合作用场所时也是理想材料。

4 实验串联，锻炼学生思维的迁移性

“触类旁通”“举一反三”是思维迁移能力的体现。启发学生思维迁移能力，既是启发学生利用已有的知识、经验去思考与之相类似、相关联的问题。初中生物学实验中有许多实验是有共同点的，笔者将这些实验串联起来，层层推进，引导学生由已知推未知，激发学生思维的迁移能力。

例如，“淀粉遇碘变蓝”因现象明显、操作方便，在初中教材中常被用来鉴定淀粉，涉及的实验有“绿叶在光下制造淀粉”“绿色植物光合作用吸收二氧化碳”“鉴定食物的营养成分”和“口腔中的化学性消化”等。其中，“绿叶在光下制造淀粉”是学生首次接触如何用碘液鉴定淀粉，“绿色植物光合作用吸收二氧化碳”是在此基础上进一步通过鉴定淀粉来判断二氧化碳是否是光合作用的原料。“鉴定食物的营养成分”是从营养的角度确定淀粉的营养价值，“口腔中的化学性消化”则将鉴定淀粉的方法应用于验证唾液淀粉酶对淀粉的消化作用。四个实验串联起来，以“淀粉遇碘变蓝”为主线，引导学生进行思维的迁移，可从植物迁移到人，从天竺葵叶片迁移到小麦种子，从光合作用迁移到消化作用。

5 宏观与微观观察相结合，启发学生思维的逻辑性

初中生物学教材中安排了大量的观察实验来帮助学生了解生物体的结构。宏观观察主要凭借肉眼，剖析生物体的结构组成；微观观察则是借助显微镜等工具，从细胞、细胞器等微观层面入手，了解生物体的组成。教学实践中，笔者将宏观观察和微观观察有机结合起来，启发学生逻辑分析观察对象宏观结构特点与微观结构排布之间的必然联系。

例如，“探究肾的结构”时，先解剖猪肾，认识肾由肾皮质、肾髓质和肾盂三部分构成。然后显微镜观察肾单位玻片标本，认识肾单位由肾小体和肾小管组成。再将宏观和微观结构观察结果联系起来，帮助学生理解肾皮质因肾小体主要集中在此，所以颜色较深；肾髓质因肾小管主要排布于此，故而颜色较淡。

(基金项目：南京市“十三五”教育科学规划课题“以探究活动为载体培养学生思维方法的实践研究”，L/2016/279)