初中生物實驗生活化拓展的思考與實踐

哈爾濱市第一二四中學 曾葵葵

生物學是研究生命現象和生命活動規律的科學，它作為自然科學的一門基礎學科，是很多學科發展的基礎。 在生物學本身的發展中，實驗占有舉足輕重的地位，生物學的形成和發展都以實驗為支撐，因此，生物實驗不僅是生物學的學習內容之一， 更是學習生物學的基本手段和形式。

從生物學發展的歷程來看，生物實驗是生物學科形成和發展的基礎。 在新一輪基礎教育改革中，生物實驗的地位和作用得到進一步的確認， 它對轉變學生學習方式、提升學生智力水平、必備能力和形成科學的世界觀、人生觀、價值觀等都發揮著不可估量的作用。生物學學習與學生生活緊密相連，很多生物學知識都來自生活[1]。生物實驗生活化拓展是對生物實驗教學的有效補充，越來越多的教師對此開展了主動實踐，采用生活化的教學資源、內容和目標，提高學生的實驗能力和核心素養[2]。

一、生物實驗生活化拓展時代背景

縱觀我國生物學科發展的歷史，生物實驗作為生物學的重要技術已有一百多年的時間。 隨著歷史的變遷，生物學實驗的發展也在不斷地進步。尤其是21 世紀初，我國基礎教育課程改革為生物實驗教學帶來了新的發展契機。隨著2001 版、2011 版、2022 版生物學課程標準的實施，作為一線教師能夠明確地感受到，在生物實驗教學中，不論是對實驗教學的地位、作用、認識，還是從實驗的數量和質量上，實踐教學體系都在逐步完善。

首先，課程標準中對學生實驗實踐活動的建議經歷了從建議開展活動到給出明確的實驗實踐活動內容的變化，讓教師在使用教材實驗的同時能夠不斷深入開發和設計新的實驗，幫助學生獲得知識，發現規律。 其次，生物實驗中探究性實驗、 對比演示性實驗和驗證性實驗比例增大，這種改變突出了生物學實驗在學生學習中的獨特地位，也對轉變學生的學習方式和學習態度起到了巨大的作用。最后，生物學實驗從作為生物知識學習的補充成為科學學習的必要環節， 在學生學習生物學知識習得科學思維的方法，獲得科學實驗的能力，養成嚴謹的科學態度等方面的作用也不可估量。

結合國內外生物實驗教學的發展情況來看，我國的生物實驗教學在基礎教育改革中從啟動到深化，走過了極不平凡的探索歷程。雖然我國在生物學課程和教學質量上與發達國家的距離在不斷縮短，但是生物實驗教學的改革和發展還面臨著很大的挑戰。 在這樣的時代背景下，更需要來自實踐層面的新模式、新經驗的分享和交流。 這不僅是生物學教學的需求，更是當代教師在課程改革中應該擔起的責任和義務。

二、生物實驗生活化拓展的現代學習理論

現代學習理論研究的成果表明人的知識和能力的形成和發展符合一定的規律，生物實驗生活化拓展作為學習的形式之一，在設計和實踐中也是在學習理論的基礎上進行的。生物實驗生活化拓展離不開理論支撐，如“最近發展區”的運用，極大地促進了學生生活實驗的實踐進展。

在生物實驗實踐中既有行為主義學習理論中學習的循序漸進，積少成多的訓練，突出實驗操作的順序性、規范性和準確性，也有利用認知學習理論中“最近發展區”的概念，激發學生主動性、積極性，將學生已有的知識經驗和即將達到的發展水平進行鏈接。 學生是學習的主體，生物實驗生活化實踐給了學生很大的發揮空間，這也是人本主義學習理論所強調的，生活化的實驗設計更能給學生創設一種輕松平等的情境，激發學生的學習興趣，讓學生產生學習和探究的欲望。 讓學生在生活中開發資源，利用信息資源進行設計實驗和實踐，是建構主義學習理論特別強調關注學生的“學”，進行有效知識構建的主要論點。

三、生物實驗生活化拓展實踐案例

（一）項目式研究的有效落地

項目式學習是當前全球教育創新的熱點話題之一，這種學習方式是把學習置于真實的、 有意義的問題情境中，通過讓學生自主探究和協作交流，形成問題解決的技巧和能力，培育學生的核心素養。有關項目式學習活動在《義務教育生物學課程標準（2022 年版）》（以下簡稱新課標）中有明確的標準和要求， 這也是新課標中變化比較明顯的內容?；陧椖渴綄W習的初中生物實驗教學也成為了教師教學改革的重要一項，除了教材中提供的一些實驗外，實驗生活化拓展更利于依托項目式學習來完成。

以“尋找海帶中的碘”為例，學生在學習到含碘比較多的食物是海帶時，不禁產生質疑。在教師的組織和激勵下，學生形成項目式學習課題“尋找海帶中的碘”。該項目的驅動問題是“海帶中是否有碘”，在驅動問題研究中持續性產生了4 個子問題：

子問題1：海帶中的碘是否高于其他食物？

子問題2：碘對人體的作用有哪些？

子問題3：因碘的過量攝入而引發的疾病有哪些？怎樣預防和治療？

子問題4：怎樣針對碘的科學使用做好科普？

在研究驅動問題時，學生想到利用淀粉遇碘變藍的特性來進行驗證。對于“如何提取海帶中的碘”學生上網查找方法，了解到在海帶灰中導入醋酸和雙氧水可以提取碘單質。項目研究小組的學生在實驗中采用的實驗材料和裝置都來源于生活。 實驗材料和實驗裝置如下：

實驗材料：干海帶、白醋、雙氧水、玉米淀粉、清水。

實驗裝置：瓷碗、一次性杯、紗布。

實驗步驟：先將海帶放在瓷碗中燃燒，直至變成海帶灰。 再向裝有海帶灰的瓷碗中依次倒入醋酸和雙氧水，靜置5 分鐘。在等待的過程中將淀粉放入水中并加熱成淀粉溶液。隨后，用紗布將海帶灰反應液進行過濾，濾液放置一次性杯中待用。 再取兩個相等的一次性杯，分別放入等量的水和淀粉溶液。 最后，將等量的海帶灰粉反應液分別放入水和淀粉溶液中，觀察現象。

實驗現象：淀粉溶液變成藍色，水不變色。

實驗結論：海帶中含有碘。

通過解決驅動問題，項目小組的學生獲得了實驗操作的方法，促使他們立即投入到對子問題1 的探究中。 學生取了花生、蔬菜干等幾種食物，用同樣的方法進行實驗，最終得到海帶中碘的含量比較豐富。隨后項目小組的學生分工合作，通過查找書籍、詢問醫生、上網找資料等方式探究子問題2 和子問題3 的答案。小組成員將實驗過程和查找的資料進行整理，形成圖文并茂的小手冊，在家長的幫助下，在社區內進行宣傳和科普，既回答了子問題4，又得到了社區工作人員的支持和小區居民的認可。

以上實驗雖然不是教材中的實驗，但仍然取得了實驗育人的效果。 學生通過學習自發產生問題，并能夠在教師的引導下通過自己的探究和成員間的合作， 分析問題、解決問題，最終將研究成果進行科普宣傳，這是對生物實驗生活化拓展的優化體現和有效落實。

（二）生物實驗改進的催化劑

生物實驗生活化拓展可以幫助學生更多地發掘生活資源，給予利用身邊工具進行實驗的自由，這對學生是一種激勵， 能激發學生去開發更多的工具和裝置來完成實驗。例如，在種子呼吸作用釋放二氧化碳演示實驗中，教材中的實驗裝置更多地來源于實驗室儀器，對學生來說儀器相對不容易取得。 于是學生在生活中就地取材，用空置的帶按壓頭的塑料瓶代替實驗室儀器，在按壓頭口處連接上膠皮管，膠皮管用夾子夾住。 隨后在其中一個裝置中放入煮熟的種子，另一個裝置中放入萌發的種子。 這樣的裝置方便實用，實驗效果也很明顯。 再如，用金魚來代替水蚤，探究酒精對心率的影響；在講到葉片上氣孔時已經是北方的冬天， 用芹菜的莖來代替葉片進行觀察氣孔的實驗；用雞蛋的蛋殼膜制作腎小球的模擬裝置等。這樣的做法能夠極大地激發學生參與實驗和改進實驗的熱情。 可以說，生物實驗生活化拓展是生物實驗改進的催化劑。

（三）社會責任和科學態度培養的有利契機

生物實驗是學習生物學的重要方式， 是擴展視野、增強本領的重要途徑。在實驗設計和實施過程中學生不僅能掌握知識、提升能力，更能在實驗中培養嚴謹的科學態度、訓練科學的思維方法、形成正確的世界觀。 生物實驗生活化拓展更多的是在生活中提出問題， 這些問題更貼近生活， 通過探究獲得的答案也對生活有一定的指導作用，因此，生活化的生物實驗，有利于培養學生的社會責任和科學態度。

例如，在倡導環境保護進行垃圾分類時，教師可引導學生從調查每名學生家里每日產生的垃圾量入手， 對全班學生家每日產生的垃圾進行估算。得到數據后，推算整個城市乃至整個國家每日產生的垃圾數量。 所得數據刺激著學生的感官， 也讓學生深刻感受到垃圾再利用的重要性， 繼而主動地參與到垃圾分類的宣傳和實踐中。 又如， 近年新冠病毒的肆虐讓學生切身感受到科學預防傳染病的重要性， 同時面對社會中銷售的各種殺菌抑菌的用品，學生也想用科學的手段進行鑒別。 于是學生提出：洗潔精、84 消毒液、去污粉哪個抑菌效果最好？ 從這個問題出發， 學生利用教材中檢測不同環境中的細菌真菌的做法，設計對照實驗進行探究，最終形成科學小論文。 在整個實驗探究過程中， 學生不僅能夠用科學方法去解決實際問題，還能提高自身的觀察與動手能力，提升參與社會決策的意識和決心， 自身的使命感和責任感也在潛移默化中形成和發展。

四、生物實驗生活化的實踐反思

生活是知識的源泉，只有讓生活走進教學，讓教學回歸生活，才能為課堂教學注入新的生機與活力。 隨著新課程改革與素養教育的深入實施，讓生活滲透進初中生物實驗教學的呼聲越來越高。總結生物實驗生活化拓展的實踐經驗，從實驗方式設定生活化、實驗儀器生活化和實驗材料選擇生活化三個方面出發，是生物實驗生活化拓展的良好切入點[3]。

（一）實驗方式設定生活化

教師要科學地選擇演示實驗的內容，使實驗更加通俗易懂，貼近生活。 與此同時，教師要鼓勵學生進行分組實驗，讓學生親自動手實驗，在相互協作中體驗實驗過程，獲得豐富的感性認知，最終實現實驗方式設定的生活化。

（二）實驗儀器選擇生活化

選擇學生實際生活中隨手可得、 隨處可見的生活物品來代替實驗儀器，這既能夠節約資源，又能夠讓學生意識到實驗在生活中的具體操作和實用性， 對于難于獲取的實驗器材， 學生也能在自己的生活環境中用其他實驗材料代替，學生在親自動手的過程中，揭開了實驗的神秘面紗。

（三）實驗材料選擇生活化

生物實驗本身與生活有著密切的聯系，從生活中不斷挖掘與生物知識有關的事物，能讓學生真正感覺到生物知識就在自己身邊，生物實驗也在自己身邊。 這種貼近生活的實驗更加通俗易懂，更能激發學生的學習興趣，激發學生的好奇心，點燃學生的探究欲望。