基于開放式教學理念開展初中生物學探究實踐活動

摘 要：本文針對目前初中生物學探究實踐活動的現狀及存在的問題，基于開放式教學理念開展實驗教學和探究實踐活動，為教師實施《義務教育生物學課程標準（2022年版）》新增的學習主題“生物學與社會·跨學科實踐”提供教學案例參考，旨在培養學生的生物學科核心素養。

關鍵詞：探究實踐；開放式教學；核心素養

文章編號：1003-7586（2024）06-0057-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱《義教課標》）指出，生物學教學要關注學生在真實情境中主動參與和親身實踐的經歷，進而改變學生的學習方式，培養其創新精神和探究實踐能力。探究實踐能力是學生學習生物學課程后應具備的核心素養之一，是生物學課程育人價值的重要體現。新時代背景下，學校是培養初中生探究實踐素養的主陣地。教師應樹立開放的教學觀，在教學過程中創設開放的教學環境并營造學習氛圍，加強指導學生的各類探究實踐活動。學生在親身經歷并解決真實問題的過程中主動構建生物學概念，習得科學探究方法。

1 初中生物學探究實踐活動的開展現狀及原因分析

筆者對北師大版義務教育教科書生物學教材內容進行統計，七、八年級共4冊課本中列出的活動合計117個。其中包括演示21個、實踐活動72個、建議活動24個，主要集中在七年級；涉及的活動類型有觀察、解剖、探究、研究、調查、設計、制作、種植、飼養、擬訂計劃和課外實踐等內容。

2020年國家義務教育質量監測湛江市《科學學習質量監測結果報告》（以下簡稱“報告”）數據表明，八年級學生在生物學課堂上從未進行過實驗操作的占24.0%，進行過1ofS4II5pvTCEcBTYAvUNww==～2次實驗的占48.5%，進行過3次及以上實驗的占27.5%。由此可見，探究實踐活動雖然在初中生物學課程中占據了重要的地位，但實際開展情況并不理想。其主要表現為開展頻次少、實驗內容單一等，在培養學生科學思維、探究實踐核心素養方面并沒有充分發揮作用。對此，原因分析如下。

（1）課時有限。根據教育部《義教課標》規定，生物學課時數應為每周2～3節，其中包含了理論、實驗和探究實踐活動等課時，《義教課標》指出：“生物學與社會·跨學科實踐”學習主題約占總課時數的10%。隨著《義教課標》的落地實施，教師對探究實踐活動的重視程度逐漸提高，但生物學課程時間有限，兩年時間內需要完成4冊書的授課并帶領學生準備初中學業質量水平考試。此外，教材中部分活動設計的持續時間較長，如驗證綠葉在光下合成淀粉、植物的蒸騰失水、制作生態瓶、制作酸奶等活動，均具有持續時間長、環境依賴性強等問題，僅靠課內時間無法正常完成教學。^［1］

（2）教學觀念落后。核心素養導向下的生物學課堂倡導以學生為中心，基于實際生活創設情境，引導學生在親身經歷、體驗、實踐的過程中運用所學知識解決生產生活問題。在傳統課堂上通常以教師的“教”為中心，教師以“講”為主，實驗課往往變成“看實驗視頻課”，導致學生缺乏實踐體驗，被動跟隨教師的思路進行學習。

高質量的初中生物學探究實踐活動教學案例仍有待開發。初中生物學課程包括豐富的知識體系，以及人類認識自然現象和規律的特有思維模式及探究方法，需要學生在親身經歷科學實驗、探究實踐的過程中理解和應用。教師探究教學的水平影響學生的探究實踐能力，包括指導學生設計實驗或活動、引導學生進行討論、將知識與實際相結合等教學方式。然而，《義教課標》中提供的實踐活動案例較為籠統，并且操作細節不夠具體，實用性不強。

2 開放式教學理念與探究實踐活動

2.1 開放式教學的含義

開放式教學要求以學生為中心，要求教師深入了解學生實際，根據學生已有的知識經驗，聯系社會生活實際，創設開放的問題情境，提供豐富的信息，促使學生通過自主發現的方式進行學習。^［2］在開放式教學中，學生有足夠的空間去思考、探索和創新。教師在不同的教學環節針對不同水平的學生提供適當的指導，注重過程性評價和綜合評價，引導學生在實踐中學習和應用知識，促進學生核心素養的發展。

2.2 探究實踐活動

探究實踐活動主要包括科學探究和跨學科實踐，以及學生獲取生物學科學知識、領悟科學思想觀念、領悟科學家研究自然界方法的各種活動。其中，學生在活動過程中要經歷的主要環節包括：發現問題并提出任務、制定方案、獲得證據或形成初步產品、分析證據并改進設計、得出結論或物化成果、進行表達、交流并展示等。

3 基于開放式教學理念開展初中生物學探究實踐活動

下面以北師大版義務教育教科書《生物學·七年級·上冊》（以下簡稱“教材”）“探究非生物因素對生物的影響”實驗為例，從選擇實驗變量的開放性、設計思路的開放性、解決問題策略的開放性、結論的開放性等方面介紹開放式教學理念在初中生物學探究實踐活動中的具體應用。

3.1 教材分析

“探究影響鼠婦分布的環境因素”實驗是教材第二章第二節的內容，教師在分析實驗法研究的示例后，針對問題“怎樣運用實驗法探究影響生物分布的環境因素？”引導學生運用實驗法進行實踐活動，讓學生在真實的實踐中體驗實驗法探究的過程和方法。

3.2 原有教學方式存在的問題

學生在城市中的學校、社區不易一次性捕獲到足夠數量的鼠婦，因此缺乏捕捉的體驗和感受，對“非生物因素影響生物的分布”的生命觀念缺少直觀感知。教材提出開放性問題“環境中的各種因素都可能影響鼠婦的分布，究竟是哪種環境因素影響鼠婦的分布？”，引導學生從捕捉鼠婦的過程中所觀察到的現象獲得啟發并作出合理假設。學生按照實驗手冊提供的步驟開展探究，其中設置的變量、流程、方法一致。由于探究任務僅停留在計時、觀察鼠婦的運動軌跡、計算等形式化的方法，導致學生對于影響生物生活的“非生物因素”的認識往往過于淺顯。

3.3 基于開放式教學理念優化教學設計

3.3.1 小組課外預實驗

教師提前一周布置課外探究實驗，學生根據興趣組建探究小組，利用課余時間查閱資料并捕捉鼠婦，注意觀察其生活環境特點及行為表現，作好記錄，填寫如下實驗報告。

“探究_______對鼠婦生活的影響”探究實驗報告

組長： 實驗日期：

組員及分工：

生物名片：

（查閱資料，列出有關鼠婦的形態特征、生活習慣、生活環境等信息。）

根據你的經驗和初步判斷，提出的問題是：_______。

針對你的問題，作出假設：_______。

材料用具：_______。

實驗裝置的設計（附圖）：_______。

實驗步驟：（結合實驗變量，參照教材與實驗手冊調整操作）

得出結論：________________________。

收獲與反思：______________________________。

設計意圖：鼓勵學生親自捕捉鼠婦并設計實驗，完成實驗并分析數據，在開放的空間里完整地體驗科學探究的一般過程。課外預實驗為“先學后教”提供活動支架，旨在激發學生學習興趣，有助于初步理解教材開展實驗的提示和要求。同時減少學生初次接觸探究實驗時的慌亂與迷茫，解決因課堂時間不足導致探究不充分的問題，為后續深入探究和跨學科實踐活動的開展打下基礎。

3.3.2 課堂深度探究

教師通過問題串引導學生進一步思考：“探究環境因素”實驗中只用一只鼠婦作為實驗對象為什么不科學？裝置除了一側有光、一側黑暗（根據實際探究變量設置對照）外，其他條件應如何設計？除了用表格記錄數據外，是否有其他更直觀、形象的方式？將全班數據進行統計并計算平均值的目的是什么？實驗結果與假設有什么區別？

教師引導學生組間辨析、評價，學生小組內修改、完善實驗方案。

學生根據修改后的實驗方案進行深度探究。

設計意圖：課堂上引導學生分享課外預實驗的經歷，體驗科學探究的一般過程和發現，在初步感知探究實驗設計的基礎上完善實驗方案，并進行再實驗。經過教師的指導，小組的辨析、評價，學生進一步深化對實驗法研究的過程和對方法的理解，在真實的問題情境中豐富對“非生物因素影響生物的分布”這一生命觀念的感悟。

3.3.3 跨學科實踐作業

教師引導學生完善實驗報告單。

學生飼養鼠婦，觀察并記錄其生長發育過程。

根據鼠婦的生活史、生活習性、食性、生活所需的環境條件（如溫度、濕度等），利用生活中簡單易得的材料設計恰當的裝置，飼養并觀察、記錄其生長發育的過程。

設計意圖：實驗結束后教師引導學生將鼠婦放歸自然環境，培養學生珍愛生命的意識。飼養鼠婦的跨學科實踐作業作為課堂探究實踐的拓展延伸，既豐富了學生的體驗，又引導學生關注人與自然、生物學與社會之間的關系。學生通過課外閱讀、查找資料、觀察記錄、探究實踐并留心生活等方式，激發自身學習生物學的積極性、主動性和創造性。

4 結語

科學探究和跨學科實踐是落實探究實踐素養的有效方式，基于開放式教學理念推動初中生物學探究實踐活動的開展，能夠為《義教課標》的落地實施注入活力。為提高探究實踐活動的開課率，需要加強以下兩點建設：

①增加實驗室、生物園、實踐基地等設施的建設和管理，同時積極尋求與社會機構的合作，為學生提供安全、開放的探究實踐空間，開發本地特色生物學實踐課程資源。

②以就近、便利、安全、有效為原則，充分利用學校、家庭、社區資源，貼近學生生活實際，開發本土特色實踐課程資源，進一步激發學生的學習熱情，為切實培養學生的探究實踐素養提供課程保障。

參考文獻

［1］ 劉丹.初中生物學探究實踐活動開展情況的調研分析［J］.中學生物教學，2023（25）：4-6.

［2］ 沈兵.開放式教學理念在初中數學課堂中的運用策略［J］.新課程研究，2023（23）：120-122.