人教版初中生物学教材实验分析

蔡靓雯

摘  要 对人教版初中生物教材中所涉及实验的栏目进行分析和分类，对实验的整体编排以及具体内容展开全面分析，并对教材中实验的设计缘由进行充分分析，总结出该教材有利于学生学习的优点、缺点，同时提出建议，以期改进及完善。

关键词 教材;初中生物学;科学探究能力;实验;创新能力;生物学素养

中图分类号：G633.91    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2021）03-0059-04

0 前言

课程标准中明确提出在初中阶段学生要通过学习发展实验操作能力以及科学探究能力，并在实验中锻炼合作能力，习得创新能力，巩固所学知识等。教材是学生与知识能力之间的桥梁，学生通过教材获得开展实验的基础知识，了解实验仪器及用具等，同时在开展实验过程中又能进一步巩固知识、发散思维。可见，实验在教材中扮演着越来越重要的角色。本文以《义务教育生物学课程标准（2011年版）》中的内容为指导依据，开展教材实验分析。

1 人教版初中生物学教材实验的编排

人教版初中生物学教材中设置了不同的实验栏目，各个栏目各有特点，所要培养的能力也不完全相同，对学生各方面能力的发展起到积极的促进作用。教材中安排科学探究实验的栏目包括观察与思考、探究、课外实践、调查、演示实验、实验、技能训练、设计、制作、模拟制作、模拟探究、拟定计划、模拟实验等共13个栏目，这些栏目对初中生物学教材十个主题内容的呈现各有侧重，并非每个栏目都涵盖这些主题，是根据知识内容、学生的认知发展顺序以及各个主题对学生能力培养的主要方向而进行设计安排的。该教材依据学生的逻辑发展顺序、知识难易程度以及知识点的相关性等，将课程标准中的十个主题编写为七个单元，并且依据每个单元所要获得的知识与能力安排了不同的实验栏目。现对人教版初中生物学教材中设置的实验栏目及其数量进行归纳，如表1所示。

由表1可知，该教材在“生物圈中的绿色植物”“生物圈中的人”“生物圈中的其他生物”“生物圈中生命的延续和发展”这四个单元中设置了较多的实验栏目，观察与思考、技能训练、实验、探究、课外实践这几个栏目设置的频数较高。设置最多的栏目为观察与思考，共31个，占总数的28%;其次为技能训练栏目，共21个，占总数的19%;实验栏目15个，占总数的14%;探究栏目14个，占总数的13%;课外实践栏目11个，占总数的10%。

该教材所设的观察与思考栏目目的在于激发学生通过细致观察感性材料，如图片视频、教师准备的教具模型或实物等，在思考问题的同时进行合作交流，促进学生主动建构知识，完善知识体系，将感性认识上升为理性认识，符合初中生的心理逻辑顺序。但是，该教材中观察与思考栏目所设置的实验大多需要在课上进行。如第五单元“生物圈中的其他生物”第一章要求学生观察水族箱或烧杯中的水螅的身体结构及其捕食水蚤的过程。该观察实验如若让学生课后进行则难以达到预期效果，并且该栏目中“观察鲫鱼”“观察青蛙”等实物观察存在不可控性，观察图片则较易进行。

技能训练栏目设置有关能力的习得，如发现问题、提出问题、作出假设、区分事实和观点、设计实验、比较、推理、测量和计算等能力，对学生将要习得的技能进行专门强化，体验到技能与能力的获得。

实验及模拟实验栏目多是让学生动手实践，如“练习使用显微镜”等，致力于让学生能学以致用、动手操作，将知识应用于实践，并在教师指导下完成实验，培养合作能力，所锻炼的生物学素养较为全面。

探究及模拟探究栏目是在具体情境下，让学生通过体验科学探究的过程，如提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流，培养科学探究能力、独立解决问题能力以及发散思维，帮助学生形成正确的科学态度[1]。设计了如“测定种子的发芽率”实验，并给予进行实验的相关知識（检测装置、不同种子萌发温度、发芽率计算公式），引导学生自主进行探究并讨论。

课外实践是让学生在家、社区、校园、公园等区域进行实践活动，让学生在课后通过对课上所学知识的应用，体验到知识的应用性，感受到应用知识的自我满足感，同时培养生命观念及社会责任[2]，如“为你的家人量血压”。

人教版初中生物学教材中还设置了演示实验，目的在于通过教师的操作或教师指导学生参与实验，让学生了解实验过程，观察实验现象。演示实验栏目设置的实验往往具有一定的操作难度及危险性，最好安排教师操作，能有效规避风险，如“种子萌发放出了什么气体”这样的实验。

调查栏目所设实验如“调查校园、公园或农田的生物种类”等，则多为锻炼学生的合作能力、处理分析信息能力和语言表达能力等。

设计及拟定计划多是在本节知识学习之后呈现，是书本知识在日常生活中的运用及体现，有利于培养学生的生命观念及社会责任，如“为家长设计一份午餐食谱”等。

制作及模拟制作是让学生自己动手制作用于实验的材料，通过对原材料的处理及工具的使用，考查学生实践操作能力，培养学生细心及耐心的品质，如“制作孢子印”“制作动物细胞模型”等。该教材的实验部分通过设置不同的栏目进而培养学生不同的生物学素养，其中科学探究能力以及科学思维的培养是该教材实验编排的重点内容。

2 人教版初中生物学教材实验的分类

根据不同的分类标准，中学生物学实验有着不同的分类，从生物学学科特点看，生物学实验可分为形态学实验、解剖学实验、生理学实验和分类学实验等;从教学活动的特点看，可以将生物学实验分为观察实验、验证性实验、探究性实验及设计和制作实验等[3]。但人教版初中生物学教材中有关实验的栏目较多，且实验的数量以及类型颇丰，每个栏目中的不同实验的类型也不尽相似，不局限于以上两种分类。实验是学生内化知识的重要途径之一，为了较好地研究和分析该教材中相关实验是否有利于促进知识点的学习，以及该实验的设计缘由，现将人教版初中生物学教材中的有关实验按课程标准的内容进行分类，并将其在教材中的单元分布进行归纳整理，如表2所示。

由表2可知，该教材注重观察及科学探究能力的培养，同时关注学生动手操作能力和合作精神的培养，科学探究活动渗透到教材的不同部分[4]。其中，数量最多的实验类型为探究类实验，共25个，占总数的49%;其次为观察类实验，共13个，占总数的25%;再次为实习和研究性课题，共10个，占总数的20%;验证实验和实作练习分别为一个和两个，分别占总数的2%和4%。

“生物和生物圈”是初中生物学的开篇，也是学生接触生物学的开始，教材中所编写的知识内容大部分是与生命及其生活环境息息相关的，是学生日常生活能够接触到的。该单元中设置了探究及调查实验，借助学生从日常生活中积累的前科学经验过渡到生物学知识的原理，并在开展实验过程中增进学生的团队合作意识，培养其科学思维。

“生物体的结构层次”的知识内容围绕细胞展开，细胞概念较为抽象，不容易理解，为了使其更加直观而有利于学生对知识的学习，教材中设置了许多观察实验，如“观察人的口腔上皮细胞”“观察植物细胞临时装片”等。在实验选材方面也选择容易获得且容易观察的材料，如人的口腔上皮用牙签轻刮即可获得。通过实验，学生的显微镜使用技能也获得锻炼，有利于学生对细胞结构层次的理解。

“生物圈中的绿色植物”介绍了植物的生长、代谢及其在生物圈中的作用等内容，是学生较难理解的内容。教材中设置了许多探究及观察实验，如“观察种子的结构”“探究种子萌发的条件”等，都是植物的结构和功能相联系的实验。再如“观察叶片结构”的实验，通过让学生获得感性材料，再与植物进行蒸腾作用相联系，既符合学生认知心理，通过实验又能有效理解知识内涵。本单元设置演示实验有利于情境创设，培养学生的发散思维。

“生物圈中的人”的内容虽与学生息息相关，但是所涉及的人体的消化、呼吸、血液循环、废物排出及神经调节等内容难以用肉眼直接观察。教材中设置了许多探究实验，如“馒头在口腔中的变化”，通过探究过程，了解食物的消化原理及其过程。在神经调节部分，教材在实验上选择了常见的材料，通过现象明显、简单有趣的实作练习如“膝跳反射”等，激发学生的学习兴趣，把观念上较难理解的现象用直观的形式表现出来，有利于学生对知识的理解。

“生物圈中的其他生物”由于知识内容丰富，涵盖范围广，且实验材料皆较难获得，于是本单元在实验设置上多采用探究实验，如“探究小鼠走迷宫获取食物的学习行为”“探究鸟适于飞行的形态结构特点”等。通过假设的方式，促使学生主动去调查资料，去总结结论，形成科学思维，有利于知识的获得。此外通过制作米酒等实践，还能促进知识迁移以及技能的获得。

“生物圈中生命的延续和发展”主要包括生物的生殖及发育、遗传与变异以及达尔文的自然选择学说。生殖及发育这一知识点与学生的生活联系较密切，教材主要通过观察感性材料，激发学生的学习欲望。在遗传与变异这部分，由于有关遗传的概念较新鲜陌生且比较抽象，于是教材在实验设置上多采用探究实验。如通过“花生果实大小的变异”这一探究实验，通过假设得论的方式，将抽象的概念形象化，有利于学生的理解。

“健康地生活”单元介绍了疾病及其免疫的内容，在学习相关知识时，教材利用该知识与学生自身防护息息相关的特点，安排了较多的探究以及研究性课题。如“探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响”，让学生形成远离烟酒的生命观念，并通过“调查当地常见的几种传染病”及参观禁毒展览等实习与研究性课题，达到本单元主题“健康地生活”所要传递的健康、自律的生活观。

可以看出，实验作为知识点的重要组成部分，是重要的教学内容。人教版初中生物学四本教材中所设置的实验种类丰富，符合学生的认知发展且充分结合生活实际，是该教材的一大特色，说明该教材十分注重科学探究，注重知识的探究过程，并且有相当大的篇幅引导学生进行探究活动，给学生提供了较多的探究实践机会，培养学生的科学探究能力。

3 人教版初中生物学教材实验的不足与建议

随着基础教育改革的不断深入，初中生物学实验教学也凸显了其重要性，在实验的数量及形式上都有所增加，但仍是基础教育的薄弱之处[5]，教材在实验的安排和设置上也有不足。现将其不足进行总结归纳，并提出改进建议。

首先，人教版初中生物学实验所需实验材料有较明显的季节依赖性及地区差异。如“觀察叶片的结构”实验中采用蚕豆叶片，蚕豆是适合在春秋季节播种的植物，如果在夏冬季节则种子很难发芽，而该实验按照教学进度一般在12月份，蚕豆叶就较难获得。又如“绿叶在光下制造有机物”实验以天竺葵作为材料，天竺葵在冬季温度低的环境下容易冻伤，不适合北方地区或寒冷地区进行实验。再如“制作并观察植物细胞临时装片”实验采用洋葱作为观察材料，而在广东地区没有食用洋葱或者种植洋葱的习性，市面上很难买到，用其作为实验材料确有难处。因此，笔者建议采用一年中四季皆能生长的作物，并且能提供多种实验材料以供选择。

其次，实验操作复杂，存在不可控性，较难达到预期效果。如“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验中选择的是血色素较少的鱼尾鳍，而且小鱼容易在实验中窒息或折腾致死，影响实验效果。笔者建议换成生命力较为顽强的环节动物如蚯蚓等。

最后，教材中部分实验装置较为烦琐复杂，不易操作。如验证“绿叶在光下制造有机物”，探究“种子萌发放出了什么气体”“胸廓变化与呼吸的关系”“制作米酒”等实验中所需的实验仪器较多，酒精灯、火柴、玻璃管、试管、蒸锅、燃气等的使用容易涉及安全问题，教师在实际教学过程中不敢轻易让学生尝试，达不到教材所预期的实验效果。笔者认为，这类实验可以教师演示、学生参与讨论的方式进行，以规避风险。

4 结语

本文对人教版初中生物学的实验部分进行了分析，梳理了该教材实验与知识点之间的联系，指出其不足之处并提出改进建议。通过深入分析发现，人教版初中生物学教材实验涵盖了对知识技能和情感态度的培养，若是能在教学中进一步升华体现则效果更佳，但物无尽美，该教材实验所存在的不足之处也是不容忽视的。相信随着基础教育改革的不断深化，初中生物学实验会在完善中进一步发挥其教育作用。■

参考文献

[1]梁盼.中美初中生物教材实验部分的比较研究[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2017.

[2]杨丽君.人教版初中生物学新旧教材实验部分的比较研究[D].新疆：石河子大学，2019.

[3]刘恩山.中学生物学教学论[M].北京：高等教育出版社，2009.

[4]白赫.法国初中物理教材结构分析[D].天津：天津师范大学，2014.

[5]骆礼林.初中生物实验优化与创新[D].长沙：湖南师范大学，2017.