三環聯動：初中生物學實驗教學中“觀·探·思”核心素養培養模式

當前初中生物學實驗教學普遍存在“重結果輕過程”“重知識輕素養\"的問題，學生難以從實驗中形成科學思維與社會責任意識。在初中生物學實驗教學中，筆者應用\"觀·探·思”三環聯動模式，通過觀察聚焦實驗現象、探究深化實驗操作、遷移創新實驗方法，實現核心素養的階梯式培養，有效達成《義務教育生物學課程標準》（2022年版）對生物學實驗教學的要求。

一、模式構建：實驗教學與核心素養的契合邏輯

（一）“觀·探·思\"的內涵解析

“觀·探·思”三環聯動模式以實驗為載體，觀察、探究、反思三個環節層層遞進推動素養生成，達成素養目標。觀察是認知的起點，強調通過感官與工具協同獲取有價值的實驗信息，從而提出需要探究的問題。如在觀察葉片結構時，學生借助顯微鏡辨識葉肉細胞與表皮細胞的差異，從柵欄組織的緊密排列中理解“結構與功能相適應\"的生命觀念后，再進一步提出要解決的問題。探究是思維的深化，重在問題驅動下的實踐與驗證。如探究種子萌發的條件時，學生需自主設計對照實驗，通過控制水分、溫度等變量，逐步排除干擾因素，最終歸納出種子萌發的必要條件，這一過程不僅培養了學生科學思維的嚴謹性，也提升了探究實踐能力。反思則是素養的內化，教師需引導學生從實驗現象中提煉規律，并遷移至真實情境。

（二）使核心素養落地的路徑

實驗的作用不僅僅是幫助學生理解和記憶知識，更重要的是幫助學生將自己掌握的生物學知識應用到實踐中，尤其是應用到生活中，在實驗過程中形成科學素養。如在“觀察鳥卵結構\"實驗中，學生通過解剖發現卵殼膜的氣孔和卵黃系帶的固定作用，直觀理解生物繁殖的適應性特征，這正是生命觀念形成的必由之路。又如，在“饅頭在口腔中的變化”實驗中，學生需設計“咀嚼次數與淀粉分解程度\"的對照實驗，通過碘液檢測驗證假設。這一過程既鍛煉了學生的科學思維，也提升了動手操作的實驗能力。

二、初中生物學實驗教學中“觀·探·思”核心素養培養模式

（一）觀察階段：情境驅動，提出問題

觀察是科學探究的起點，情境驅動的核心在于將抽象知識轉化為具體問題。教師應立足學生生活經驗，通過真實場景、實物觀察或問題沖突激活學生的認知興趣，引導學生從被動“觀\"轉向主動“察”。

以“探究影響鼠婦分布的環境因素”實驗為例，教師可以在課前布置任務，讓學生分組在校園墻角、花壇、石塊下等區域尋找鼠婦，并用透明容器收集并觀察其活動特點。課堂上，教師播放一段鼠婦在潮濕落葉堆中快速爬行的視頻，提問：“為什么鼠婦總出現在陰暗角落？它們怕光還是怕干燥？”學生結合實地觀察經驗，提出“光照和濕度可能影響鼠婦分布”的假設。隨后，教師分發塑料盒、黑紙板、干濕土壤等簡易材料，引導學生設計對比實驗：將10只鼠婦放入鋪干濕兩種土壤的盒子，一半遮蓋黑紙板模擬陰暗環境，另一半暴露于燈光下，每隔2分鐘記錄鼠婦在各區域的分布數量。學生使用放大鏡觀察鼠婦移動軌跡，用表格記錄不同條件下鼠婦的數量變化，并討論研究“明亮干燥”區域鼠婦較少的原因。

教師可以借助校園環境、日常現象或簡易實驗器材創設情境，使學生在觀察中自然生成問題并提出問題，以問題為核心明確探究方向。此環節需注重工具使用規范化和觀察記錄結構化，幫助學生形成有序觀察的習慣，為后續探究奠定基礎，重點要引導學生提出問題，同時滲透\"結構與功能觀\"\"物質與能量觀”等初期的生命觀念。

（二）探究階段：任務分層，進階實踐

探究階段的分層任務設計需遵循“低門檻、緩坡度、多層次\"的原則，兼顧學生能力差異。基礎層任務側重規范操作和基礎認知，如掌握顯微鏡對光、調焦等基礎操作技能；提升層任務聚焦現象分析與對比，如通過觀察細胞形態差異建立生物學概念；拓展層任務則強調綜合應用，如設計多變量實驗培養高階思維。分層任務需與小組合作相結合，通過角色分工讓不同能力的學生在協作中互補，既避免“能者包攬”，又減少“邊緣化\"現象，確保探究過程人人參與、層層遞進，最終實現科學思維與實踐能力的整體提升。

以“觀察草履蟲\"實驗為例，教師可以將探究任務分為三個層次：基礎層任務，學生使用顯微鏡觀察草履蟲的運動方式，用繪圖記錄其形態；提升層任務，學生嘗試用棉纖維阻擋草履蟲，觀察其避開障礙物的反應，推測纖毛運動的功能；拓展層任務，學生則探究環境變化對草履蟲活動的影響，思考單細胞生物對外界刺激的適應性。合作學習中，小組內分工明確：操作員負責調節顯微鏡和滴加試劑，記錄員繪制結構圖并填寫現象表格，匯報員整合結論并聯系生活實際。如探究“水域污染如何影響草履蟲生存\"實驗時，在不同的階段，操作員、記錄員、匯報員三種角色要輪換，使每個學生都能充分參與體驗實驗的全過程。教師巡回指導時，還可以因材施教，提示基礎薄弱組關注“草履蟲是否真的像課本描述的一樣呈倒置草鞋形”，鼓勵能力較強組嘗試用吸水紙控制溶液濃度。

（三）反思階段：多維評價，遷移創新

反思階段是素養內化的關鍵環節，需通過多元化評價引導學生從“做實驗\"轉向“用結論\"進而形成科學研究的基本素養。教師還要引導學生設計思維導圖、梳理知識脈絡、撰寫實驗報告、強化科學表述、開展主題辯論等多種方式促進遷移應用，幫助學生在“現象一結論一實踐”鏈條中建立深度認知。評價需兼顧過程與結果：自評側重反思操作規范，互評關注團隊貢獻，師評聚焦思維深度。通過多維反饋，學生逐步形成批判性思維和創新意識。

以“觀察種子的結構\"實驗為例，學生解剖浸泡后的菜豆種子并繪制結構圖后，教師可以設計三步反思任務：首先，用思維導圖歸納“種皮一子葉一胚”的功能關系；其次，結合本地春播時農民選擇飽滿種子的現象，討論“種子完整性與萌發率的關系”；最后，圍繞“是否應該免費為山區農戶提供高產但成本高的雜交種子”展開小型辯論，聯系種子結構知識分析利弊。評價環節中，學生自評“是否觀察到胚芽與胚根的細微差異”，小組互評思維導圖的邏輯完整性，教師則根據辯論中的論據科學性打分（如能否用子葉儲存營養的原理支持“飽滿種子萌發率高”的結論）。有的學生提出“子葉破損的種子可能長成弱苗”，并建議農民播種前人工篩選種子，體現了知識向現實問題的遷移。

綜上所述，初中生物學實驗教學中“觀·探·思”三環聯動核心素養培養模式通過觀察、探究、反思的有機整合，實現了初中生物學實驗教學與核心素養培養的深度融合。在觀察階段，情境驅動的真實問題激發學生主動探究；在探究階段，分層任務與小組協作角色互換兼顧了基礎能力與高階思維；在反思階段，多維評價與知識向生產生活遷移促使知識轉化為責任意識。在多年的實踐中，該模式有效提升了學生的實驗參與度、科學論證能力及問題解決能力，實現了核心素養的階梯式培養。

【本文系曲靖市教育科學規劃課題“初中生物實驗教學中培養學生核心素養的實踐探究”（立項編號：QJ2023YB22）的研究成果】