例析优化初中生物学实验教学的几种策略

孙 敏 郑 侠

(天津经济技术开发区第一中学 天津 300457)

教育部发布的《关于全面深化课程改革 落实立德树人根本任务的意见》明确提出：“把核心素养落实到学科教学中，促进学生全面而有个性的发展”[1]。生物学是一门以实验为基础的自然科学，生物学实验的开展正是发展学生的理性思维和科学探究两大生物学核心素养的重要途径。以下笔者结合自己的教学实践谈谈优化初中生物学实验教学的几种策略。

1 合理选择实验材料，提高生物学实验开课率

实验教学质量提高的前提是实验开课率要高，而实验材料的经济成本以及获取的难易度对于开课率有着很大的影响。教材中规定的实验所需材料种类繁多，购置成本差异较大。若能找到经济成本低、易获取的实验材料用于进行多个知识结构相关、所用材料相近的实验则能一定程度上提高开课率。

以人教版初中生物学教材7年级上册第3单元“生物圈中的绿色植物”为例，此单元实验内容较多且有一定的连续性。笔者选取绿豆种子进行了系列实验，具体设计见表1。

表1 利用绿豆进行系列实验设计一览表

注： 用*标记的实验表示教师自主增加的实验内容

实验材料选用绿豆主要有四点原因： ①绿豆在生活中常见且容易获取；②常见种子中，适宜条件下，绿豆萌发最快(3天之内即可萌发)；③实验操作发现，“观察叶片结构”实验用新生绿豆叶片进行观察，实验现象尤为明显；④“绿叶在光下制造有机物”实验中，教材所选材料为天竺葵，其为观赏花卉，经济成本高，对温度、光照、水分要求也较为严格，不易养殖，用茁壮的绿豆苗替代天竺葵完全可以取得同样的实验效果。

表1中的11个实验，都可以用绿豆来完成，既简化了实验准备环节，又节约了经济成本。此外，在实验顺序设计上，笔者结合学情和教材知识结构对学习内容进行了整合，不仅保证了实验的连续性和实验材料的重复利用，而且系列实验为学生呈现了一个关于绿色植物的完整知识体系，让学生客观地感受生命发生、发展、变化的过程，利于培养学生用发展的眼光看事物的能力。

2 转变实验模式，优化教学设计，提高实验教学效率

新课标倡导探究式学习，通过亲身参与探究，习得新知，体验过程，领悟方法，训练思维，养成科学态度，提高科学探究能力和终身学习的能力。为了给学生提供更多探究的机会，笔者尝试将教材中的一些验证实验转变为探究实验并结合学情优化设计，根据“最近发展区”理论，为学生探究“搭梯子”。实践中，由学生提出问题，作出假设，分组设计方案，组间交流完善方案，执行方案，观察现象分析实验结果，得出结论。

例如“绿叶在光下制造有机物”实验教学，虽然在前面章节学生已经学习过科学探究的一般过程并基本掌握了对照实验的设计原则，但本实验设计难度较大，学生无法一次性设计完成。笔者将其转变为两个连续的探究实验： ①探究绿色植物制造的有机物主要是什么；②探究绿色植物制造有机物需要哪些条件。通过提供必需理论资料、设计递进式问题等方式为学生搭建深入探究、深化思维的阶梯，抓住学生讨论中的闪光点，伺机引导深入研究。提前准备好实验材料，课上只针对实验处理的关键细节让学生现场操作。

第一个实验设计了三个递进关系的问题： ①如何鉴定有机物。教师提供各种常见有机物鉴定方法的资料。通过资料分析，学生发现问题： 叶子为绿色，对显色反应的结果观察有影响；②如何去除叶绿素？教师提供研究资料和实验工具，学生小组讨论明确方案后当即执行；③设计实验方案，为了降低难度且为下一个实验方案设计做铺垫，教师提供打乱顺序的实验步骤，由学生排序后执行方案、分析实验结果、得出结论： 绿色植物制造的有机物主要是淀粉。

第二个实验引导学生探究光的必要性并设计了两个问题： ①对照实验中无关变量的有效控制和叶片遮光处理操作。教师为每个小组准备两株长势和生理状态相同的绿豆苗、黑纸和曲别针，学生进行遮光处理，组间交流纠正；②结合上一个实验结果制定实验方案并分组完成，组间交流，讨论的焦点集中在实验初始是否有暗处理过程、暗处理总时长等问题。最后，教师及时总结，将暗处理总时长对实验效果的影响作为一个延伸问题，由生物兴趣小组课下深入研究，得出结论后课上汇报。

通过以上两个实验的亲身参与，学生自然而然就可以得出结论： 绿叶在光下制造淀粉。

3 增设模型实验，助力学生自主学习

模型是人们为了某种特定目的，而对认识对象所作的一种简化的概括性的描述。模型的形式很多，包括物理模型、数学模型、概念模型等。物理模型即以实物或图画形式直观地表达认识对象的特征。下面就增设物理模型实验谈两点体会。

3.1 通过观察物理模型，直观感知生命对象或生命现象 例如，心脏结构较复杂，教材中安排了资料图片观察思考，虽然利于清晰了解心脏壁、瓣膜、血管等结构，却不利于学生对心脏的结构形成立体的认知。因此，在教学中增加模型观察实验，通过对心脏模型的拆装、触摸体验，立体、直观的感知心脏结构特点，进而渗透结构与功能相适应的生物学观点。

3.2 通过制作物理模型，深入理解结构与功能相适应的生物学观点 学生在教学案问题引导下自主学习教材相关内容，制作模型并评价其制作的科学性，教师在学生讨论中把握讨论方向、更正错误观点。通过制作科学美观的模型引导学生积极学习相关内容。例如，学生制作的肾单位模型，准确体现了入球小动脉与出球小动脉的粗细、用一排黄豆代表单层细胞组成肾小囊壁、用不同的材质体现肾单位处的血液流动途径和尿液形成途径。“肺与外界进行气体交换”教学中，将教材中的演示实验改为分组实验，学生利用气球、吸管、矿泉水瓶等材料制作了胸廓模型，探究呼吸时膈肌与肺的运动情况以及胸廓扩大与吸气的因果关系。大多数学生通过自主探究都能得出正确的结论且印象深刻。

4 结语

初中生物学实验教学对于培养学习兴趣、学习生物学知识和发展学生能力的重要性不言而喻，如何优化初中生物学实验教学是值得深入探讨的问题。教学实践发现，合理选取实验材料、转变实验模式和增设模型实验对学生生物学学习兴趣的提升、科学思维的开发和探究能力的发展大有裨益。