基于开放式教学理念开展初中生物学探究实践活动

摘 要：本文针对目前初中生物学探究实践活动的现状及存在的问题，基于开放式教学理念开展实验教学和探究实践活动，为教师实施《义务教育生物学课程标准（2022年版）》新增的学习主题“生物学与社会·跨学科实践”提供教学案例参考，旨在培养学生的生物学科核心素养。

关键词：探究实践；开放式教学；核心素养

文章编号：1003-7586（2024）06-0057-03 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称《义教课标》）指出，生物学教学要关注学生在真实情境中主动参与和亲身实践的经历，进而改变学生的学习方式，培养其创新精神和探究实践能力。探究实践能力是学生学习生物学课程后应具备的核心素养之一，是生物学课程育人价值的重要体现。新时代背景下，学校是培养初中生探究实践素养的主阵地。教师应树立开放的教学观，在教学过程中创设开放的教学环境并营造学习氛围，加强指导学生的各类探究实践活动。学生在亲身经历并解决真实问题的过程中主动构建生物学概念，习得科学探究方法。

1 初中生物学探究实践活动的开展现状及原因分析

笔者对北师大版义务教育教科书生物学教材内容进行统计，七、八年级共4册课本中列出的活动合计117个。其中包括演示21个、实践活动72个、建议活动24个，主要集中在七年级；涉及的活动类型有观察、解剖、探究、研究、调查、设计、制作、种植、饲养、拟订计划和课外实践等内容。

2020年国家义务教育质量监测湛江市《科学学习质量监测结果报告》（以下简称“报告”）数据表明，八年级学生在生物学课堂上从未进行过实验操作的占24.0%，进行过1ofS4II5pvTCEcBTYAvUNww==～2次实验的占48.5%，进行过3次及以上实验的占27.5%。由此可见，探究实践活动虽然在初中生物学课程中占据了重要的地位，但实际开展情况并不理想。其主要表现为开展频次少、实验内容单一等，在培养学生科学思维、探究实践核心素养方面并没有充分发挥作用。对此，原因分析如下。

（1）课时有限。根据教育部《义教课标》规定，生物学课时数应为每周2～3节，其中包含了理论、实验和探究实践活动等课时，《义教课标》指出：“生物学与社会·跨学科实践”学习主题约占总课时数的10%。随着《义教课标》的落地实施，教师对探究实践活动的重视程度逐渐提高，但生物学课程时间有限，两年时间内需要完成4册书的授课并带领学生准备初中学业质量水平考试。此外，教材中部分活动设计的持续时间较长，如验证绿叶在光下合成淀粉、植物的蒸腾失水、制作生态瓶、制作酸奶等活动，均具有持续时间长、环境依赖性强等问题，仅靠课内时间无法正常完成教学。^［1］

（2）教学观念落后。核心素养导向下的生物学课堂倡导以学生为中心，基于实际生活创设情境，引导学生在亲身经历、体验、实践的过程中运用所学知识解决生产生活问题。在传统课堂上通常以教师的“教”为中心，教师以“讲”为主，实验课往往变成“看实验视频课”，导致学生缺乏实践体验，被动跟随教师的思路进行学习。

高质量的初中生物学探究实践活动教学案例仍有待开发。初中生物学课程包括丰富的知识体系，以及人类认识自然现象和规律的特有思维模式及探究方法，需要学生在亲身经历科学实验、探究实践的过程中理解和应用。教师探究教学的水平影响学生的探究实践能力，包括指导学生设计实验或活动、引导学生进行讨论、将知识与实际相结合等教学方式。然而，《义教课标》中提供的实践活动案例较为笼统，并且操作细节不够具体，实用性不强。

2 开放式教学理念与探究实践活动

2.1 开放式教学的含义

开放式教学要求以学生为中心，要求教师深入了解学生实际，根据学生已有的知识经验，联系社会生活实际，创设开放的问题情境，提供丰富的信息，促使学生通过自主发现的方式进行学习。^［2］在开放式教学中，学生有足够的空间去思考、探索和创新。教师在不同的教学环节针对不同水平的学生提供适当的指导，注重过程性评价和综合评价，引导学生在实践中学习和应用知识，促进学生核心素养的发展。

2.2 探究实践活动

探究实践活动主要包括科学探究和跨学科实践，以及学生获取生物学科学知识、领悟科学思想观念、领悟科学家研究自然界方法的各种活动。其中，学生在活动过程中要经历的主要环节包括：发现问题并提出任务、制定方案、获得证据或形成初步产品、分析证据并改进设计、得出结论或物化成果、进行表达、交流并展示等。

3 基于开放式教学理念开展初中生物学探究实践活动

下面以北师大版义务教育教科书《生物学·七年级·上册》（以下简称“教材”）“探究非生物因素对生物的影响”实验为例，从选择实验变量的开放性、设计思路的开放性、解决问题策略的开放性、结论的开放性等方面介绍开放式教学理念在初中生物学探究实践活动中的具体应用。

3.1 教材分析

“探究影响鼠妇分布的环境因素”实验是教材第二章第二节的内容，教师在分析实验法研究的示例后，针对问题“怎样运用实验法探究影响生物分布的环境因素？”引导学生运用实验法进行实践活动，让学生在真实的实践中体验实验法探究的过程和方法。

3.2 原有教学方式存在的问题

学生在城市中的学校、社区不易一次性捕获到足够数量的鼠妇，因此缺乏捕捉的体验和感受，对“非生物因素影响生物的分布”的生命观念缺少直观感知。教材提出开放性问题“环境中的各种因素都可能影响鼠妇的分布，究竟是哪种环境因素影响鼠妇的分布？”，引导学生从捕捉鼠妇的过程中所观察到的现象获得启发并作出合理假设。学生按照实验手册提供的步骤开展探究，其中设置的变量、流程、方法一致。由于探究任务仅停留在计时、观察鼠妇的运动轨迹、计算等形式化的方法，导致学生对于影响生物生活的“非生物因素”的认识往往过于浅显。

3.3 基于开放式教学理念优化教学设计

3.3.1 小组课外预实验

教师提前一周布置课外探究实验，学生根据兴趣组建探究小组，利用课余时间查阅资料并捕捉鼠妇，注意观察其生活环境特点及行为表现，作好记录，填写如下实验报告。

“探究_______对鼠妇生活的影响”探究实验报告

组长： 实验日期：

组员及分工：

生物名片：

（查阅资料，列出有关鼠妇的形态特征、生活习惯、生活环境等信息。）

根据你的经验和初步判断，提出的问题是：_______。

针对你的问题，作出假设：_______。

材料用具：_______。

实验装置的设计（附图）：_______。

实验步骤：（结合实验变量，参照教材与实验手册调整操作）

得出结论：________________________。

收获与反思：______________________________。

设计意图：鼓励学生亲自捕捉鼠妇并设计实验，完成实验并分析数据，在开放的空间里完整地体验科学探究的一般过程。课外预实验为“先学后教”提供活动支架，旨在激发学生学习兴趣，有助于初步理解教材开展实验的提示和要求。同时减少学生初次接触探究实验时的慌乱与迷茫，解决因课堂时间不足导致探究不充分的问题，为后续深入探究和跨学科实践活动的开展打下基础。

3.3.2 课堂深度探究

教师通过问题串引导学生进一步思考：“探究环境因素”实验中只用一只鼠妇作为实验对象为什么不科学？装置除了一侧有光、一侧黑暗（根据实际探究变量设置对照）外，其他条件应如何设计？除了用表格记录数据外，是否有其他更直观、形象的方式？将全班数据进行统计并计算平均值的目的是什么？实验结果与假设有什么区别？

教师引导学生组间辨析、评价，学生小组内修改、完善实验方案。

学生根据修改后的实验方案进行深度探究。

设计意图：课堂上引导学生分享课外预实验的经历，体验科学探究的一般过程和发现，在初步感知探究实验设计的基础上完善实验方案，并进行再实验。经过教师的指导，小组的辨析、评价，学生进一步深化对实验法研究的过程和对方法的理解，在真实的问题情境中丰富对“非生物因素影响生物的分布”这一生命观念的感悟。

3.3.3 跨学科实践作业

教师引导学生完善实验报告单。

学生饲养鼠妇，观察并记录其生长发育过程。

根据鼠妇的生活史、生活习性、食性、生活所需的环境条件（如温度、湿度等），利用生活中简单易得的材料设计恰当的装置，饲养并观察、记录其生长发育的过程。

设计意图：实验结束后教师引导学生将鼠妇放归自然环境，培养学生珍爱生命的意识。饲养鼠妇的跨学科实践作业作为课堂探究实践的拓展延伸，既丰富了学生的体验，又引导学生关注人与自然、生物学与社会之间的关系。学生通过课外阅读、查找资料、观察记录、探究实践并留心生活等方式，激发自身学习生物学的积极性、主动性和创造性。

4 结语

科学探究和跨学科实践是落实探究实践素养的有效方式，基于开放式教学理念推动初中生物学探究实践活动的开展，能够为《义教课标》的落地实施注入活力。为提高探究实践活动的开课率，需要加强以下两点建设：

①增加实验室、生物园、实践基地等设施的建设和管理，同时积极寻求与社会机构的合作，为学生提供安全、开放的探究实践空间，开发本地特色生物学实践课程资源。

②以就近、便利、安全、有效为原则，充分利用学校、家庭、社区资源，贴近学生生活实际，开发本土特色实践课程资源，进一步激发学生的学习热情，为切实培养学生的探究实践素养提供课程保障。

参考文献

［1］ 刘丹.初中生物学探究实践活动开展情况的调研分析［J］.中学生物教学，2023（25）：4-6.

［2］ 沈兵.开放式教学理念在初中数学课堂中的运用策略［J］.新课程研究，2023（23）：120-122.