建构知识体系 发展科学思维——例析初中生物学实验复习教学策略

沈益明 陈秋香

（1.诏安第一中学，福建 诏安 363500；2.漳州市教育科学研究院，福建 漳州 363000）

中学生物学是以实验为基础的科学领域重要学科课程，发展学生的科学思维是其核心任务之一。［1］实验复习教学不是让学生重新“做实验”，或简单地回顾实验操作步骤，而是引导学生发现不同实验之间的联系，找出“支点”，整合零碎、分散的或相对独立的生物学概念，使之形成具有一定联系的、结构化的知识体系。思维是大脑对外界事物信息进行加工的过程，分析、综合、抽象及概括是思维基本形式。［2］科学思维是运用科学的思维方法认识事物、解决实践问题的思维习惯和能力。科学思维与生物学实验是相辅相成的，建构知识体系的初中生物学实验复习教学，旨在发展学生的科学思维。

一、以“点”为媒，建构知识体系

以某一“点”为基准进行实验复习教学，这个“点”可以是实验器材、药品及产物等，发挥“点”的辐射作用，指导学生找出具有该“点”的相关实验，促进学生建构知识体系，提高归纳总结能力。

案例1：“显微镜的使用”实验复习教学时，要求学生归纳总结哪些初中生物学实验使用到显微镜？指导学生充分利用教科书，总结观察洋葱鳞片叶内表皮细胞、口腔上皮细胞临时装片、观察根尖的永久切片、观察人体的基本组织、叶片的结构、小鱼尾鳍内血液的流动及观察烟草浸出液对水蚤心率的影响等使用显微镜的生物学实验。让显微镜在学生的大脑“大聚会”，发展学生的归纳能力。

案例2：碘液、清水、二氧化碳等可以作为建构知识体系的“点”。如碘液在观察口腔上皮细胞临时装片实验中具有染色作用，在探究馒头在口腔中的变化实验中则是检验淀粉是否存在，在观察酵母菌的实验中既有染色作用又有检验淀粉的作用。

以“点”为媒，帮助学生理清“点”在不同实验中的作用。不是让学生简单地记忆这一“点”，而是比较不同实验“点”的不同，强化“点”的应用，促进学生建构知识体系，提升归纳能力。

二、以“线”为媒，建构知识体系

以某一“线”为主轴，将相关实验“串”起来，开展初中生物学实验复习教学，促使学生建构知识体系。

案例3：以光合作用反应式为“线”，指导学生设计实验方案，复习有关水是光合作用的原料探究实验。天竺葵暗处理后，剪断主叶脉，将植物体置于蒸馏水中、光照四小时，将剪口前的甲叶片及剪口后的乙叶片分别置于酒精中隔水加热，漂洗后滴碘液，甲叶片变蓝，乙叶片不变蓝。以此证明水是光合作用的原料，淀粉是光合作用的产物。通过交流与讨论，指导学生复习该实验原理：剪断主叶脉目的是切断运输水和无机盐的导管。将植物体置于蒸馏水中以确保水是单一变量。以光合作用反应式为“线”，除复习教科书提供有关探究实验之外，重点指导学生设计有关探究实验方案，帮助学生明确检测淀粉的实验都要进行暗处理，建构牢固的知识体系，提高实验设计能力。

案例4：沿着植物体中水分的吸收、运输和散失这条“线”，复习观察根毛和根尖的结构实验、导管的运输作用、观察叶片的结构及其下表皮结构等实验。帮助学生认识到根毛数量多、根毛细胞细胞壁薄、液泡大等特点，这些特点与吸收水分和无机盐功能相适应的。明确导管贯穿植物体全身。深刻理解叶片的表皮是透明的，靠近上表皮的叶肉细胞排列紧密整齐、含叶绿体多，靠近下表皮的叶肉细胞排列疏松、含叶绿体少。叶片这些结构与其光合作用的功能是相适应的。促进学生深化对“生物体的结构与功能相适应”及“植物体的一个统一的整体”的认识。

教师要重视挖掘有价值的“线”，引导学生学会将不同的实验沿“线”成“串”，进行相关实验复习，建构知识体系，提高学习能力。

三、以“面”为媒，建构知识体系

以“点”“线”为基础，引导学生从横向与纵向将相关实验连接为“面”。初中生物学实验有观察实验、模拟实验、调查实验及探究实验等多种类型。可以根据实验类别进行归类复习，形成不同的“实验面”。

案例5：初中生物学模拟实验有馒头在口腔中的变化、模拟牙齿的咀嚼和舌的搅拌作用、模拟酸雨对种子萌发的影等。如应用不同浓度的醋酸模拟不同pH 值的酸雨对种子萌发的影响，引导学生由此推测酸雨对植物的影响、对环境的影响等。通过建构“模拟实验面”，促进学生有效复习相关知识的同时，提高类比推理能力，发展核心素养。

案例6：有关循环系统实验包括血液的分层实验、观察血涂片、观察小鱼尾鳍内血液的流动、观察心脏的结构等。复习时，引导学生找出这些实验的联系，形成血液循环的“实验面”。如找出血涂片中的三种血细胞在血液分层实验中的相关位置；不同血型之间输血可能出现的红细胞凝集现象；观察小鱼尾鳍内血液的流动时，通过红细胞单行通过来判断毛细血管，再通过血流方向判断动脉、静脉；观察心脏的结构，与心房联系的是静脉，与心室联系的是动脉。帮助学生理解血液循环的实质及其生物学意义，提高“实验面”的总结能力。

引导学生进行“实验面”复习，理解实验“点”“线”“面”之间的相互关系，促进知识的融会贯通，建构知识体系，提高知识建构能力。

四、以“体”为媒，建构知识体系

引导学生打破教科书《生物学》之间界限、动植物及微生物之间的界限，开展实验复习教学，建构“立体化”的知识体系。

案例7：围绕淀粉的制造、储存及消化，复习人教版《生物学》七年级下册的探究馒头在口腔中的变化实验、七年级上册的观察小麦种子的结构实验及七年级上册的绿叶在光下制造有机物。以此“跨越”多本教科书、“跨越”动植物学，摒弃传统的“冷饭重炒”式复习教学，激发学生新鲜感与复习兴趣，建构“立体”的知识体系。

案例8：复习“萌发种子产生二氧化碳实验”时，创设问题情境：用新鲜的豆苗代替种子，需要提供什么环境条件？课本中的演示实验存在哪些不足？如何设计对照实验？甲、乙中澄清石灰水都变浑浊的原因是什么？通过逐步深入的设问，指导学生合作探究，明确用新鲜的豆苗代替种子，需要提供黑暗的环境。课本中的演示实验没有设置对照实验。应设计相同的装置乙，其中放置煮熟的种子。甲中澄清石灰水变浑浊的原因是萌发种子产生了二氧化碳。而乙是因为微生物分解煮熟种子中的有机物，产生二氧化碳。通过复习有关呼吸作用与光合作用的关系、细菌的培养、对照实验的设计及科学探究过程与方法等知识，促进学生发展批判思维能力及解决问题能力。

建构“立体化”实验框架是“点”“线”“面”知识框架的提升，帮助学生“点”—“线”—“面”—“体”的联想、理解及应用，做到由此及彼、运用自如。

初中生物学实验复习围绕“点”“线”“面”“体”将不同的实验联系在一起，实现跨章节大单元复习，最大限度地为学生提供思维生成与提升平台，［3］促进学生系统复习，提高复习效率。