初中生物学教学中探究式学习的实践与反思

作者简介：刘志坚（1970 —），男，汉族，山东博兴人，本科，中学一级，研究方向：初中生物学教学。

在传统的生物学教学中，学生往往被动接受知识，缺乏独立思考和探究的能力。为了改变这一现状，探究式学习逐渐受到重视。探究式学习作为一种以学生为中心的教学方法，注重培养学生的探究能力和科学素养，通过引导学生主动参与、动手实践，促进学生对生物学知识的理解和掌握。然而，如何有效地实施探究式学习，仍需不断探索和实践。本文以济南版七年级上册“生物学的探究方法”一节为例，探讨探究式学习在初中生物学教学中的实践并进行反思。通过对实际案例的分析，期望为初中生物学教学提供一种新的思路和方法，促进学生科学探究能力的提升。

【案例呈现】

◆教学内容：济南版生物学七年级上册第一单元第一章第三节“生物学的探究方法”。

◆教材分析：本节课在初中生物学课程中占据着重要的地位，它以经典实验“巴斯德实验”为核心，引领学生首次全面接触“科学探究”这一主题。这个实验不仅包含科学的实验思想，还有巧妙的实验设计方法，是培养学生科学思维和能力的良好载体。

◆学情分析：本节课的教学对象是七年级的学生，他们刚刚接触生物学，对生物学的研究方法和实验设计还比较陌生。因此，在教学过程中，教师需要注重学生对生物学研究方法的认知和理解，并通过实验操作，帮助学生掌握基本的研究方法和实验设计技能。

◆教学目标：通过对“巴斯德实验”的深入分析和讨论，能够了解科学探究的大致过程和研究方法，掌握从观察现象中发现并筛选出有价值的问题的能力，并设计简单实验进行验证。同时，能够明确实验成功的关键在于控制实验变量和设计对照实验，培养学生严谨的科学态度。此外，通过了解和体验科学家的思维和工作方法，体会和学习他们严谨求实的科学态度和锲而不舍、勇于探索的科学精神。

◆教学资料：学生过敏就医视频、巴斯德实验教学录像、巴斯德生平录像、变质肉汤、蜿豆种子等。

◆教学程序

（一）导入新课

教师：同学们，你们好！今天我们将探讨一个非常有趣且重要的课题——生物学的探究方法。在日常生活中，我们经常会遇到各种生物现象和问题，而探究方法正是帮助我们理解和解决这些问题的关键。首先，让我们来看一段视频，请大家仔细观察，并思考视频中展示的内容。

（播放视频：一名学生在医院接受过敏测试，医生询问其最近几天的饮食情况。）

教师：视频中的这名学生正在接受过敏测试，你们觉得他为什么会全身过敏？

学生：可能是吃了某种食物导致的过敏。

学生：或者是接触了某种物质。

教师：很好，同学们提出了自己的猜想。在生活中，我们经常会对一些现象产生疑问，而这些疑问往往与我们的日常生活经验密切相关。比如这位同学，我们首先会想到是不是吃了什么不该吃的东西。那么，有了猜想之后，我们该如何验证这个猜想是否正确呢？

学生：可以进行皮肤测试。

学生：或者进行血液检测。

教师：非常棒！同学们提出了很多方法。那么，这些方法在科学探究中属于哪个环节呢？

（多媒体展示科学探究的几个基本环节：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出結论、表达交流等。）

教师：科学探究的方法能帮助我们解决日常生活中的问题，也一定能帮助我们解决生物学上的问题。那么，真正的科学家是如何进行探究的呢？今天我们就来深入了解生物学的探究方法。

本节课我们将重点学习科学探究的基本步骤和常用的探究方法。通过学习，大家能够掌握科学探究的方法，培养自己的科学探究能力。接下来，让我们一起进入科学探究的世界，探索其中的奥秘吧！

（二）“巴斯德实验”的探究过程

1.问题提炼：从现象到研究的转变

（1）实物观察：直观感受肉汤变质

教师把学生分成若干小组，给每组发放一小碗已经变质的肉汤，让学生利用视觉、嗅觉、味觉等多种感官对肉汤进行观察，并使用语言描述其外观、气味和口感等方面的特点。例如，学生可能会注意到肉汤的颜色由原本的鲜亮变得暗淡，气味由原本的鲜香变得酸臭，口感也变得更加稀薄。这一环节不仅帮助学生建立对肉汤变质现象的初步感知，还为后续的问题筛选和假设确定提供了实证基础。

（2）问题筛选：基于肉汤观察的提问

基于对肉汤的观察，教师引导学生根据观察结果提出与肉汤变质相关的问题。例如，肉汤为什么会变酸？肉汤变酸是否与空气中的某种物质有关？随后，教师引导学生对这些问题进行筛选，挑选出具有研究价值的问题，让学生明白不是所有问题都值得研究，只有那些能够引发深入思考并有可能通过实证研究找到答案的问题才真正具有探究的价值。

2.假设的确定：对问题的初步猜测

在确定了具有探究价值的问题后，教师引导学生根据自己的理解和已有知识作出可能的假设，例如，“肉汤变酸是因为空气中的细菌落入”或“肉汤的变酸与温度的变化有关”。教师鼓励学生自由发挥想象，作出多种可能的假设，同时思考如何验证自己的假设，尝试设计实验来探究肉汤变酸的原因。这一环节让学生明白，科学结论不是凭空臆断或主观猜测的结果，而是需要通过实验和逻辑推理来验证和推导的。

3.制订计划：巴斯德实验的引入

在引导学生进入巴斯德实验之前，教师需要确保学生对实验的目的和原理有清晰的认识，并为他们提供必要的实验材料和资源。

（1）教师利用投影仪展示实验的“友情提示”，包括实验的原理、所需材料和用具、实验步骤、潜在问题、事故处理方法，帮助学生更好地理解实验要求，减少操作错误，并确保实验的安全进行。

（2）教师组织学生以小组为单位进行交流，每个小组都需要详细介绍自己的实验计划。在交流过程中，教师引导学生关注实验的可操作性和成本效益，并鼓励他们相互比较和评价。通过这种交流，学生可以取长补短，完善自己的实验计划。

（3）教师通过投影仪为学生展示巴斯德实验。学生通过观看课件，可以了解到19世纪中期人们面临的问题以及巴斯德为此作出的突出贡献。此外，教师还可以播放关于巴斯德的影视片段，让学生深入了解这位科学家的生平和成就，以激发他们对科学探究的兴趣和热情。

（4）为了引导学生思考和比较自己的假设与巴斯德的假设，教师提出一些问题供学生讨论。例如，巴斯德的研究是为了解决什么问题？他的科学假设与我们的有什么不同？与巴斯德相比，我们的研究问题是否具有同等的价值？这些问题旨在帮助学生认识到科学研究需要基于实证和逻辑推理，而不能仅凭猜测或主观臆断。

4.计划实施：对照分析巴斯德实验

（1）教师将学生的实验计划与巴斯德实验的过程进行对比。这种对比不仅让学生看到自己设计的亮点，还能让学生意识到需要改进的地方。教师在交流过程中积极参与，鼓励学生表达观点，并对他们的答案进行评价和补充。

（2）教师展示巴斯德实验中的曲颈瓶设计，让学生了解其巧妙之处。教师要引导学生意识到实验设计的关键在于控制变量。巴斯德的曲颈瓶设计通过排除干扰因素，使实验结果更加准确可信。这不仅让学生感受到科学实验设计的智慧，还培养了他们的科学思维能力。

（3）教师提出一系列与实验相关的问题，形成问题链，促使学生思考如何保证实验结果的准确性和可信度。例如，在巴斯德的实验中，除了控制变量外，为确保实验结果的准确和可信度还需要注意什么问题？鼓励学生结合生活经验，提出实验操作中需要注意的问题，引导他们理解实验需要规范的操作程序、仔细观察、勤于记录、尊重实验现象等关键要素。这种互动不仅能营造学习氛围，还能促进学生信息处理和观点形成，并为后续教学环节中对实验法与观察法的认识奠定基础。

5.得出结论：从实验到理论的升华

教师引导学生分析实验结果，对比实验现象与假设，验证假设的正确性。学生发现，肉汤变酸确实与空气中的细菌有关，而温度的变化也可能影响肉汤的变质速度。在这一过程中，学生不仅学到了科学知识，还学会了如何运用科学方法探究问题、验证假设，并将实验结果上升为理论。

（三）总结研究方法

1.引导学生观察豌豆种子

教师从科学发现与观察的关系入手，通过实例让学生明确观察在科学探究中的重要性，如许多伟大的科学发现都是通过细致的观察得出的，并让学生意识到，观察不仅仅是看看而已，而是要用心灵去感受、用头脑去思考。

为了让学生更好地体验观察法，教师分发豌豆种子，并让学生观察豌豆种子的形态特点。教师可以给予一定的指导，如观察的方向、注意的细节。通过这一实践活动，学生能够体验到观察的乐趣，并逐渐锻炼出敏锐的观察力。在描述豌豆种子的过程中，学生不仅学会了如何捕捉细微的特征，还意识到语言表达的准确性在观察中的重要性。

2.实验法、观察法的延伸

在观察过程中，教师适时点化学生的“思维迷雾”，引导他们思考观察法的局限性。例如，观察法是否适用于所有情况？如何保证观察的客观性和准确性？引导学生认识到，除了实验法、观察法，生物学探究采用的方法还有很多。例如，调查法是通过调查和统计来研究事物的方法，适用于对大量事物的统计和分析；模拟法是通过模拟事物的环境和条件来研究事物的方法，适用于对复杂事物的探究；推理法是通过逻辑推理和演绎来研究事物的方法，适用于对理论问题的探究等。这些方法虽然不同，但都是为了探寻事物的本质和规律，因此可以说是“殊途同归”。在此期间，教师要让学生明白，科学探究的过程没有固定的规则和方法，需要根据自己的大胆设想进行探究，只要符合科学的思维和方法就应该被大力提倡。

（四）课堂小结

今天的教学深入探讨了科学探究的一般过程及生物学探究的基本方法。通过巴斯德实验，学生体验了科学探究的一般步骤，包括提出问题、作出假设、制订计划、实施计划和得出结论等，深刻理解了科学研究的严谨性和逻辑性。同时，学生学习了实验法、观察法、调查法等生物学探究的基本方法，为深入研究生物学现象提供了有效手段。“提出一个问题往往比解决一个问题更重要”。一个好的问题不仅能够引发学生的好奇心，更是推动学生不断探索和研究的动力。通过本次教学，学生不仅获得了知识，还培养了科学思维和探究能力。

【教学反思】

1.探究式学习在本次教学中的运用，显著提高了学生的学习积极性和主动性。通过观察肉汤的变化，学生对微生物产生了浓厚的兴趣，纷纷提出自己的问题和假设。在制定和实施巴斯德实验的过程中，学生积极参与、动手实践，充分发挥了自己的主观能动性。

2.在实验过程中，学生认真观察、记录实验现象，分析实验结果，得出结论。他们学会了如何发现问题、提出问题、分析问题和解决问题，提高了思维能力和科学素养。这种学习方法鼓励学生发挥想象力，提出自己的假设，并通过实验和观察来验证假设的正确性，培养了学生的观察力、思维能力以及创新能力。

3.通過实物观察、问题提炼、假设与验证、制订计划和计划实施等环节，学生亲身经历了科学探究的过程，培养了探究能力和科学素养。探究式学习让学生成为学习的主体，激发了他们的好奇心和求知欲，促使他们主动思考、积极探索。

（作者单位：山东省博兴县实验中学）

编辑：常超波