例谈基于探究式生物实验教学的初中科学思维培养

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　　【摘 要】科学思维的培养是当下中学生物学的重要教学目标之一，探究式的生物实验教学作为生物实验的重要组成部分，在实验中提升学生的科学思维具有重要意义。本文以“先天性行为和学习行为”一课为例，提炼出基于探究式生物实验教学的科学思维培养教学策略，对探究实验的教学提出了几点建议。
　　【关键词】探究；生物实验；科学思维
　　所谓科学思维是指：“尊重事实和证据，崇尚严谨和务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力。”其中涵盖了通过设计实验探究生命规律的能力，是中学生应具备的基本素养之一，但由于探究实验难度较大，对学生的实验技能要求较高，在初中阶段的开展往往具有较大的难度。如何更加合理地开展探究式生物实验，并通过实验培养学生的科学思维值得深思。
　　1.教材分析
　　本节课是人教版八年级上册第五单元《生物圈中的其他生物》第二章《动物的运动和行为》中的第二节。动物的行为常表现为各种各样的运动，本节内容以第一节“动物的运动”为基础。按照课程标准的要求，本课的重要概念为：动物的行为由先天遗传或后天学习而获得，并要求学生尝试进行“小鼠走迷宫获取食物的学习行为”的实验探究。
　　2.教学中存在的主要问题
　　2.1学生能力不足
　　八年级学生能针对一些简单的生活现象提出科学的问题，了解探究实验应遵循的基本原则，但设计探究实验的能力较弱，难以独立就具体问题提出完整的实验设计方案，对实验现象进行完整记录、分析、推理、总结的能力不高，需要教师针对实验步骤进行细致地指导。
　　2.2实验难度较大
　　本节课涉及到的实验对象为哺乳动物，实验对象的行为有比较大的自主性，不可控因素较多，给实验的开展带来了较大的难度，需要在实验前制定完善的实验计划，并具有持之以恒的实验精神。
　　3.教学建议
　　3.1合作学习，自主探究，培养解决问题的能力
　　本节课涉及的实验是小组合作的探究性实验，教师在实验前针对学生已有的生活经验，抛出问题：是不是动物越高等，学习行为越复杂？引发学生思考，提出质疑。接着引导学生以实验的方式探究问题，从探究实验的基本步骤出发，引导学生思考实验对象需要具有高等的动物、体型小、易抓捕、易操作、对环境变化敏感等特点，探讨后选择小鼠作为实验对象，布置相应课题——探究“小鼠走迷宫获取食物的学习行为”。然后，教师介绍探究实验的方式方法，分析小鼠的生理特征，学生通过小组合作讨论，针对小鼠特征制订完善的实验计划。
　　3.2实验创新，化繁为简
　　教材中针对本实验的介绍较少，实验难度较大，不易成功，需要化繁为简，完善书本实验方案，开展探究活动。具体实验步骤如下：
　　（1）小鼠的迷宫仿造书本示意图制作，运用的材料为废弃木材边角料，精致地还原了书本迷宫，在迷宫的出口放置一盒小鼠喜爱的食物。
　　（2）实验前先让小鼠处于饥饿状态。实验过程中，若小鼠不走迷宫，可以用毛笔轻触，刺激小鼠的行为。
　　（3）记录每一次小鼠走出迷宫获得食物的时间，与小鼠经历的“尝试与错误”的次数进行比较。
　　3.3课前实验，课中展示，培养评价与质疑的能力
　　当前，很多学生过分迷信书本、迷信教师，对于教材和教师的观点不加思索，死记硬背。培养学生质疑能力的最好方式就是进行实验探究，但探究实验的难度往往较大，用时较长，很多教师在实际教学中放弃此类实验。
　　本实验可以分成两部分完成，教师课前布置，學生以研究性学习小组的形式，课后展开实验操作，结合信息技术，记录实验过程，整理实验数据，激发了学生的学习兴趣，培养团队合作能力以及实事求是的科学态度和创新意识。
　　通过课下具体实验的操作，直观了解小鼠走迷宫行为的形成过程，提升实验技能，在课堂上进行交流展示，展示内容包括：实验材料、实验过程、实验结果并分析实验不足。在交流展示中产生思维碰撞。
　　展示交流后，采用小组评价和教师评价相结合的方式，在自我评价的过程中，寻找实验方案的不足，在生生评价和师生评价中，不断完善实验方案，推动学生真正参与到实验的设计与完成当中，提高学生学习目的性，并能及时体验学习的成就感。
　　3.4分析结果，得出结论，培养归纳总结能力
　　以不同研究性学习小组为单位进行重复实验，统计实验结果，展示交流后与科学家完成的蚯蚓走迷宫的实验进行类比，在分析比较中，引导学生思考学习行为如何形成，从而建构学习行为的概念，并得出：学习行为与遗传因素、环境因素、生活经验和学习有关系的观点，进而得出实验结论：动物越高等，学习能力越强，学习行为越复杂。
　　4.结论
　　培养科学思维，是当前中学生物学的重要教学目标，探究实验作为提升学生核心素养的一大阵地起到重要作用。但由于探究实验耗时较长，实验难度较大，往往被很多教师忽略。但只有让学生真正参与实验，才能更好地提升学生的科学思维。
　　【参考文献】
　　[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017
　　[2]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准[S].北京：人民教育出版社，2011
　　（基金项目：本文为福建省教育科学“十三五”规划2017年度课题“基于理性思维培养的初中生物学教学研究与实践”（NO.FJJKXB17-235）的阶段性成果。）
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