探究式實驗在初中生物教學中的實踐應用

湯英

【摘要】實驗教學在初中生物學科教學中肩負著鍛煉學生動手操作能力、培養學生科學探究意識、提升學生生物思維能力的教學使命。教師以探究式教學視角和教學手段優化調整實驗教學活動，依托探究式模擬實驗、探究式觀察實驗、探究式分組實驗、探究式隨堂實驗、探究式課外實驗等多種實驗教學載體，增強學生生物實驗學習思維活力，開發學生創造性學習思維，全面提升學生生物實驗學習品質。

【關鍵詞】初中生物;探究式實驗;教學實踐

一、探究式模擬實驗，激活學生學習興趣

信息技術教學方法具有極強的直觀性、兼容性、交互性、操作性等優勢。教師依托信息技術教學手段，開展探究式模擬實驗教學活動，能夠提高生物實驗過程、實驗現象的演繹效果，增強學生生物實驗直觀學習體驗，激活學生生物課堂實驗學習興趣。

教師更新生物實驗教學理念，依托模擬實驗教學軟件，或借助信息網絡搜集更多生物知識相關的科普作品、教學微課等模擬實驗內容，引入更多優質模擬實驗教學資源。受精的過程和胚胎發育的大致過程是“人的生殖”這一節的重點內容，教學這部分內容時，教師無法通過現實中的實驗過程將教學內容呈現在學生面前。教師搜集有關受精和胚胎發育的科普作品，根據教學需求將這些科普作品的內容進行有機整合，制作成精子與卵細胞結合、從受精卵到胚胎、胚胎的發育過程等一個個教學微課，以探究式模擬實驗的形式，將教學內容直觀地展現給學生。學生通過觀看教學微課，建立對人的生殖過程的初步認識，掌握有關受精和胚胎發育等生物知識。

教師利用信息網絡搜集與人的生殖相關的科普作品，設計探究式模擬實驗展開生物課堂教學程序，將受精和胚胎發育的過程以一種更為直觀的形式呈現給學生，增強了學生的生物實驗學習體驗，幫助學生更好地理解、掌握有關受精和胚胎發育的生物知識。教師以探究式模擬實驗的形式開展教學活動，解決了學生探索涉及微觀世界的初中生物知識時認知上的難題，增強了學生的學習體驗，激活學生學習生物知識的興趣。

二、探究式觀察實驗，調度學生學習意識

觀察實驗在初中生物實驗教學中占據著很大比例。教師以探究式實驗形式組織學生完成實驗觀察學習活動，能夠調度學生學習意識，提高學生實驗觀察和自主思考的指向性，促使學生高質量完成生物實驗觀察學習任務。

在教學“發生在肺內的氣體交換”時，教師用玻璃罩模擬胸廓，玻璃管模擬氣管、支氣管，氣球模擬肺，橡皮膜模擬膈，進行演示實驗。教師一手握住模型，另一手向上推橡皮膜，再放松橡皮膜，并示意學生注意觀察模型里面的氣球體積變化與橡皮膜位置變化的關系。學生通過觀察發現，上推橡皮膜時氣球體積變小，放松橡皮膜時氣球體積變大。完成觀察活動后，教師拋出實驗觀察問題：“氣球在什么情況下脹大？在什么情況下回縮？”學生在思考、討論問題的過程中，分析、歸納出肺與外界氣體交換的原理和過程。

教師在進行“發生在肺內的氣體交換”的演示實驗時，通過提示學生注意觀察模型里面的氣球體積變化與橡皮膜位置變化的關系，思考、討論氣球在什么情況下脹大、在什么情況下回縮來引導學生更加高質、高效地完成探究式觀察實驗，建立對肺與外界的氣體交換的認識。教師在探究式觀察實驗中投放實驗觀察問題、實驗觀察任務，能夠幫助學生快速把握住觀察實驗的內容要點，充分調度學生的生物學習意識。

三、探究式分組實驗，培養學生學習協作

分組實驗是歷練學生動手操作能力、培養學生學習協作精神的重要實驗活動載體。教師做好探究式分組實驗教學布設，遵循分層教學原則組建實驗學習小組，組織各小組在實驗組長的帶領下進行實驗分工，有序參與到實驗探究的各個環節。

探究式分組實驗中，教師要注重調度學生實驗學習的主觀能動性，減少不必要的實驗思維干預，賦予學生充分的自主學習思維空間。實驗“種子萌發的環境條件”的實驗目的是探究在什么樣的環境條件下種子才能萌發，而實際上，適宜的溫度、一定的水分和充足的空氣等都是種子萌發所需要的環境條件，學生需要運用對照實驗法，設計多個實驗組和對照組才能得出正確的實驗結果。教師為學生準備好器材，并將學生分組，根據教材的實驗內容，細分多個對照組為單一對照組，多個變量為單一變量，將全班學生分為三個大組，每個大組再分為四個小組，使每個大組探究一種條件，各個小組則根據所屬大組并按照要求探究的條件，以小組為單位自主進行實驗設計，設計對照實驗探究某一環境條件對種子萌發的影響。

“種子萌發的環境條件”的實驗內容較多，學生很難一個人短時間內獨立完成全部實驗內容，不利于學習活動的進行。這就需要學生以分組協作的形式開展探究式實驗，在小組合作中探索影響種子萌發的環境條件，在實驗中及時反思總結實驗成果，達成學習目標。教師在開展探究式分組實驗，有助于更好地鞏固學生的學習成效，培養學生協作學習的意識。

四、探究式隨堂實驗，促進學生學習互動

探究式隨堂實驗是教師根據課堂教學進度，運用簡單的實驗道具，靈活開展的一些知識驗證、知識探究的實驗活動。生物實驗教學具有很強的不可預知性和動態性，學生思維方式、認知能力、實驗水平等方面的個體差異性，會讓學生在課堂教學活動中形成很多個性化學習理解。

教師密切關注學生課堂學習表現，抓住學生個性理解、學習錯誤、主動質疑等教學契機，創意設計隨堂實驗內容，為學生生物知識的理解應用帶來更多思維啟迪。在進行實驗“饅頭在口腔中的變化”時，有學生提出唾液淀粉酶的活性可能與溫度也有關系，環境的溫度越高，酶的活性越強。教師增設0℃、20℃、60℃、90℃的水浴試管，帶領學生進行探究實驗。經過實驗發現，0℃、20℃、60℃、90℃的水浴試管中淀粉的分解效果均不如37℃的水浴試管，且水溫越接近37℃，淀粉的分解效果越好。通過實驗，學生可以得出結論，唾液淀粉酶的最適溫度為37℃，溫度高于或低于最適溫度，酶的活性都會降低。

教師在“饅頭在口腔中的變化”的實驗教學中，抓住學生對溫度與唾液淀粉酶的活性的個性理解，在原有實驗的基礎上，增設0℃、20℃、60℃、90℃的水浴試管進行探究式隨堂實驗。這有助于增強師生間的教學互動，幫助學生提高生物實驗的學習品質，深化學生的生物知識認知。

五、探究式課外實驗，拓寬學生學習視野

教師立足生物學科教學這一獨特屬性，做好生物實驗延伸教學，緊密圍繞生物課堂教學的重難點知識內容，布設探究式課外實驗，搭建生物知識與學生日常生活的聯系橋梁，拓寬學生生物學習視野，推動學生生物知識內化，培養學生善于利用生物知識分析生活現象、解決生活問題的學習能力，鍛煉學生生物學科應用思維的綜合性和靈活性。

教師設計取材方便、操作簡單的生物課外實驗，降低實驗操作成本和學習難度，將學生實驗學習思維集中于生物知識的理解應用之上，指導學生健康生活。教師在教學“被子植物的一生”時，以“酸雨對生物的危害”為實驗主題，給學生設計一個探究式課外實驗。該實驗與“種子萌發的環境條件”的設計思路和實驗過程基本一致，只不過變量由水、溫度等變成了“酸雨”，也就是在實驗過程中，在清水中加入適量的醋模擬酸雨，來研究酸雨對種子萌發的影響。學生經過實驗發現，遭受酸雨后的種子的生長速度明顯低于正常種子的生長速度，從而形成了對酸雨危害的認識。

教師以“種子萌發的環境條件”為藍本設計“酸雨對生物的危害”的探究式課外實驗，不但可以使學生更加熟悉教材中的實驗，深化學生對課堂教學實驗的理解和應用，而且可以讓學生的生物學習與其日常生活的聯系更加緊密，鍛煉學生的生物知識應用思維和實踐能力。

加強探究式實驗教學模式在初中生物課堂的實踐滲透，能夠打造富有生命力的生物實驗課堂，為學生生物實驗學習、生物知識探索塑造嶄新學習動力，有利于學生生物學科學習情感培養及學習能力提升。探究式模擬實驗、探究式觀察實驗、探究式分組實驗、探究式隨堂實驗、探究式課外實驗，都是初中生物課堂開展探究式實驗的有效途徑，教師立足教學知識特點創意設計探究式實驗類型和實驗內容，最大限度發揮探究式實驗的獨特教學價值，彰顯生物學科學習魅力。

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