開展探究活動構建生物學重要概念培養學生理性思維

李聰聰 嚴素平

摘 要：本文主要探討在初中生物教學的探究活動中，教師要基于生物學重要概念，系統的、有效的改進好每次探究活動，在探究活動中成功構建生物學重要概念，培養學生理性思維。

關鍵詞 ：探究活動 生物學重要概念 理性思維

生物學核心素養的提出引導我們從新的視角去審視我們的生物學教學，生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任是生物核心素養的四要素，其中科學探究與理性思維互相倚重，理性思維是科學探究的重要內涵，科學探究是理性思維的實證過程，科學探究活動有利于學生知識的建構，有利于學生能力的培養。我們通過問卷調查發現學生普遍認為自己的思維能力有待開發，并且喜歡探究式課堂并且希望經歷科學家的探究歷程。基于此現象對我們的生物教學提出了更高要求。那么如何開展探究活動構建生物學重要概念培養學生理性思維呢？生物教材中的探究活動主要有以下類型：資料分析、觀察與思考、實驗、探究、調查、模擬制作、設計等活動，其中根據是否以實踐活動為主把它們分成實踐生成概念組與思維生成概念組。實驗、探究、調查、模擬制作、實踐活動、設計等活動以實驗操作、探究實驗、調查活動、制作活動等歸為實踐生成概念組;資料分析、觀察與思考以觀察對比綜合等思維鍛煉為主歸為思維生成概念組。下面結合課本上典型探究活動實例過程逐步進行分析。

一、在思維生成概念組活動中構建生物學重要概念培養學生理性思維

資料分析、觀察與思考這兩類活動呈現的學生活動以思維活動為主。這類活動的共性是，為學生呈現部分實物、圖片、文字、數據、表格等資源，教師通過引導學生通過對圖片或者實物的觀察、資料的分析、數據的對比分析得出相關生物概念，并在觀察、分析、對比、匯總的過程中培養學生的理性思維。在這一過程中應該注意針對重要概念做好活動材料的準備，可以適當的補充資源，并結合活動材料設計一些精準有效的問題為學生的活動指明方向。例如在動物在生物圈中的作用一節中，教材圍繞動物在維持生態平衡中起到的重要作用設計了三份資料和相應的四個探究問題，教師在授課過程中資料一可以補充上海市“剿滅麻雀”活動之后的資料，讓學生通過對比剿滅麻雀前后的農作物產量，明確麻雀數量對農田生態系統的的影響;資料二可以設計學生書寫食物鏈、繪制狼與野兔數量變化的曲線等問題，讓學生在分析對比過程中發現狼和野兔的數量變化是相互依存相互制約的規律。資料三通過人們表面看到的螞蟻“侵食”金合歡的現象引起學生質疑，然后通過對科學家調查得到的數據表格對比分析，可以增設梯度性問題，通過思考綜合三個資料發現動物在維持生態平衡中起到的作用。

二、在實踐生成概念組活動中構建生物學重要概念培養學生理性思維

生物科學本質上是一門實驗科學，也是一門自然科學，實驗教學是生物學教學的基本形式之一。課程標準也倡導探究性學習，因此教師要為學生提供適當的實踐機會，讓學生通過實踐活動獲得生物學自然規律。教材中設計的這類活動主要由實驗、探究、課外實踐、技能訓練、調查等，教師要從一個廣闊的視角去發現這些活動之間的聯系，通過教師有效的把這些活動相融合，讓學生在不斷實踐中習得、發現、驗證自然科學規律，從而正確的構建生物學重要概念。在科學探究過程中教師應讓學生們自由分組，以小組合作方式展開探究活動，這樣可以盡量給每一位學生提供參與的機會。教師在實驗分析以及小組討論的環節，引導學生積極動手、主動參與、自主思考，進而達到探究式學習的效果。同時在實踐過程從觀察到的現象去分析事物的本質，這中驗證過程也是學生理性思維的培養過程。

例如在初中生物開學第一課時就為七年級上冊的總體活動做好謀劃，為學生學習生物學開啟一個良好的開端。讓學生播種希望設計自己的小盆栽，分工合作種好小組的責任田。這一活動中教師可以把種子萌發的條件、發豆芽、測試種子發芽率、無土栽培、以及探究活動的各項技能訓練等融匯于同一主題活動之中。多種多樣的植物材料可以為課本上安排的實驗提供豐富的實驗材料，例如觀察制作植物臨時裝片時，在觀察制作洋蔥臨時裝片的基礎上，學生可以選取自己責任田中的植物的根、莖、葉、花等不同器官制作裝片并進行觀察，體驗科學家的實踐過程的樂趣。在栽培、觀察、記錄的探究過程中發現生命科學規律、領悟科學本質、自主建構概念，養成理性思維習慣。

活動中教師的主導作用決定了學生活動的方向，需要教師做好周密的計劃，如何組織學生小組合作，如何設計好記錄表輔助學生明確實驗方向，怎樣做好觀察記錄。學生培育小組責任田的過程中教師要注意引導學生大膽質疑積極驗證。例如播種之前提出問題：所有的種子萌發需要的條件一樣嗎？肥料與光照會影響種子的萌發嗎？指導學生做好驗證試驗。觀察記錄過程中學生會遇到很多問題，這時教師要及時引導學生自主的做出分析。

再如，生物體結構層次的相關內容中的重要概念是“細胞是生物體功能以及結構的基本單位”，為了使學生能夠深入、全面地了解這一概念，教師可以設計一個探究實驗，觀察動植物細胞結構，比如人的皮膚細胞、口腔上皮細胞、神經細胞、平滑肌細胞、番茄果肉、黃瓜果肉細胞、洋蔥表皮細胞等，構建一個植物、動物都有的細胞核、細胞質、細胞膜結構，然后進行生命活動。植物細胞相對于動物細胞而言，特殊結構在于液泡、葉綠體、細胞壁等結構。然后再組織學生們探究、觀察洋蔥根尖細胞的分裂，使學生了解成熟區細胞、伸長區細胞、分生區細胞、根冠細胞在形態結構方面的變化。通過觀察細胞的不同結構以及不同形態，可以使學生了解生物體細胞在生長、發育、繁殖等方面的作用，進而推斷出細胞是生物體功能及結構的基本單位這個重要的生物學概念。

教師要基于生物學重要概念，系統的、有效的改進好每次探究活動，從而引導學生在探究活動中自主構建生物學重要概念，并獲得理性思維能力的提升。

注：此文系保定市教育科學“十三五”規劃課題《初中生物學重要概念教學中培養學生理性思維的策略研究》 （課題編號192029）的研究成果之一。