“教材內容重組策略”在初中科學思維能力培養中的應用

吳素紅

【摘要】新課標倡導教師在教學中要鉆研教材、反復研讀、深入了解教材。變“教教材”為“用教材教”，大膽地對教材內容進行取舍，對教材順序進行調整，對教材不合理的地方進行優化，形成屬于自己的見解。以《種子的萌發》一課為例，展示“教材內容重組策略”在學生科學思維能力培養過程中的應用。

【關鍵詞】教材內容重組;核心素養;科學思維;探究實驗

“科學思維”是中學生物學課程學科核心素養的重要組成部分。在《初中生物學課程標準（2011版）》中強調：生物學不僅是眾多事實和理論的匯總，也是一個不斷探究的過程。科學探究既是科學家工作的基本方式，也是科學課程中重要的學習內容和有效的教學方式。義務教育階段的生物學課程是自然科學領域的學科課程，其精要是展示生物科學的基本內容，反映自然科學的本質。它既要讓學生理解基礎的生物學知識，又要讓學生領悟生物學家在研究過程中所持有的觀點和解決問題的思路和方法。

實驗設計是提高學生科學探究能力的有效途徑。科學探究期待學生主動地參與學習過程，在親歷提出問題、作出假設、制定計劃、實施計劃、得出結論、表達交流等過程中習得科學探究實驗的歷程，養成理性思維的習慣，形成積極的科學態度，發展終生學習的能力。

科學探究和實驗設計對于初次接觸生物的初中生來說，既新奇又棘手。新奇之處在于它能激發學生探索世界的欲望;棘手之處在于探究實驗的設計講究科學的實驗原則，而初中生的知識儲備相對較低，對于即將要開展的實驗設計，往往覺得無從下手。因此，保護學生的探究積極性非常重要。在充分解讀教材的基礎上，利用“教材內容重組策略”可以有效突破探究實驗教學難點，為學生搭設思維腳手架，為學生科學探究能力的發展奠定基礎。下面，以“種子的萌發”一課為例，探討教材內容重組策略在初中科學思維能力培養中的應用。

一、調整問題情境，激發探究欲望

問題情境不僅可以激發學生思考，而且能夠為整節課的教學設計服務。教材“想一想，議一議”中，采用“清明前后，種瓜點豆”的情境。該情境可以激發學生對“種子萌發的環境條件”的探究欲望，但在教學內容的延續性上稍有欠缺。因此，可以將問題情境調整為：“鄉長為鄉親們購買了一批種子，卻發現種子不能萌發，請你推測原因？”引發學生思考影響種子萌發的自身及外界環境條件。延續該問題情境提出：“鄉長下次再為鄉親們購買種子，怎樣做才能確保買到良種？”為學生探究“測定種子的發芽率”做好鋪墊。調整之后的問題情境，更加貼近生活實際，通過一步步的設問引領學生思考問題、解決問題。

二、重組教材思路，理清思維脈絡

教材的授課思路為：“種子萌發的環境條件”探究實驗—種子萌發的自身條件—種子萌發的過程—“測定種子的發芽率”探究實驗。在“種子萌發的環境條件”探究實驗中，實驗設計環節教材設置了如下問題：“選擇什么樣的種子進行實驗？”這實際上就涉及到種子萌發的自身條件內容，因此，可以將種子萌發的自身條件調整到探究實驗之前。一來，可以借此復習上一節種子結構的內容，二來可以作為探究實驗的引入。調整后的思路為：種子萌發的自身條件—“種子萌發的環境條件”探究實驗—種子萌發的過程—“測定種子的發芽率”探究實驗。這樣的授課思路，激發學生利用原有的知識分析新問題，層層遞進地理清知識脈絡。

三、整合關聯知識，挖掘新舊概念

本節“種子萌發的環境條件”探究實驗，是繼“光對鼠婦分布的影響”探究實驗后，學生第二次接觸探究實驗的科學方法，也是學生第一次真正獨立地進行探究實驗設計，因此，有必要再現舊實驗重溫探究實驗的六大步驟。同時由此帶出“對照實驗”的概念，并為本節新的科學方法——“實驗組和對照組”的概念理做好鋪墊。

四、轉化抽象思維，滲透建模思想

探究實驗的設計思路是較為抽象的知識體系，課本實驗方案以大篇幅的文字呈現，容易讓學生迷失在文字的解讀中，建立表格能幫助學生理清實驗設計思路，化繁為簡。這也是對教材二次處理的結果。構建表格的過程中，也滲透了科學建模的思想。具體的構建過程如以下第5點所示。

五、分解實驗變量，降低探究難度

“種子萌發的環境條件”的探究實驗，因實驗周期較長，無法在一節課上完成，因此，課堂重點是讓學生理清實驗思路、形成科學的實驗方案。根據教材給出的材料，學生可作出如下假設：“種子的萌發需要一定的水分、適宜的溫度和充足的空氣”。如果一次性要求學生完成三個變量的實驗設計，顯然對于初次進行探究實驗的初中生來說，難度太大。而事實上，懂得設計一個變量的實驗，另外兩個變量的實驗設計就不成問題。因此，授課思路調整為：分解、綜合、應用。

1.分解。選定一個變量做實驗設計示例，引導學生按照“單一變量”的原則設計實驗。

2.綜合。合并三個實驗，進行綜合實驗設計。

3.應用。嘗試以“種子萌發是否需要光照”為題，設計探究實驗。表格如下：

六、穿插課后練習，滲透科學思想

“種子萌發是否需要光照”的拓展實驗，學生僅僅只是進行實驗設計，沒有親自操作，無論哪種結果的預測，都需要足夠的科學數據做支撐。此時，及時呈現課后練習的科學數據，為學生分析問題提供了必要的依據。同時，滲透科學分析要嚴謹、有依據的科學思想。表格如下：

七、剝離實驗細節，提煉實驗思路

教材將許多實驗設計的細節放在設計實驗之前進行討論。目的是讓學生在明晰細節的情況下，更全面地進行實驗設計。然而，明晰實驗設計思路之前加入細節的考慮，可能會增大學生設計實驗的難度。因此，剝離實驗細節，提煉實驗思路顯得尤為重要。實驗細節可在學生明確實驗思路后進行充分討論。例如，“如何控制空氣條件？”學生可在完成三個變量的實驗設計之后討論。再如，“實驗中每組能否只有1粒種子？”“1號瓶和3號瓶是一組對照實驗嗎？為什么？”學生可在分析教材實驗方案之后進行討論。

八、巧用旁欄思考，培養逆向思維

本節旁欄思考：“如何檢測種子是否處于休眠狀態？”教材將其放在種子萌發的自身條件內容之后。學生容易將焦點聚集在種子的自身條件而忽略環境因素對種子萌發的影響。因此，此思考題可在教師帶學生總結完影響種子萌發的所有因素后，再引導學生利用反向法從所有影響因素中進行逐一排除，從而促進學生形成縝密的科學逆向思維，為以后解決實際問題奠定基礎。

綜上所述，根據教學需要和學生學情，有針對性地對教材情境、教材內容、教學思路、教材素材、旁欄思考、課后練習等進行重組整合，能有效地促進探究性教學的實施，提升學生的科學探究能力，培養學生的生物學學科素養，端正科學態度。

參考文獻：

[1]教育部.初中生物課程標準：2011年版[M].人民教育出版社.

[2]邢菊芳.“探究種子萌發的外界條件”實驗的設計與實施[J].生物學教學，2019（9）：58-59.

[3]江釤.基于科學思維的深度探究[J].中學生物教學，2018（3）：13-15.

[4]李高梅.重新整合教材素材 拓展實驗設計課題[J].中學生物教學，2018（10）：9-11.