摘" 要：以人教版初中生物學(xué)教科書內(nèi)容為例，從實(shí)驗(yàn)教學(xué)的具體過程出發(fā)，探討在概念教學(xué)中，如何幫助學(xué)生建立生命觀念、發(fā)展科學(xué)思維、提升科學(xué)探究能力、樹立健康意識(shí)，體現(xiàn)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的價(jià)值.

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué);生物學(xué)核心素養(yǎng);概念教學(xué)

中圖分類號(hào)：G632""" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A""" 文章編號(hào)：1008-0333（2024）17-0142-04

收稿日期：2024-03-15

作者簡介：楊麗華（1977.2—），女，福建省福州人，本科，中學(xué)一級(jí)教師，從事初中生物教學(xué)研究.

基金項(xiàng)目：教育部福建師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心2022年度開放課題“基于核心素養(yǎng)的中學(xué)生物‘讀思達(dá)’課堂教學(xué)實(shí)踐研究”（課題編號(hào)：KCA2022120）.

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，許多生物學(xué)知識(shí)是科學(xué)家在大量實(shí)驗(yàn)中總結(jié)出來的，許多生物學(xué)現(xiàn)象和原理也是科學(xué)家反復(fù)驗(yàn)證的結(jié)果.在生物學(xué)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)是至關(guān)重要的一部分.由于長期受應(yīng)試教育的影響，生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)被忽視.生物學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求生物課程不是簡單地向?qū)W生灌輸生物學(xué)概念，而是在引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建生物學(xué)概念的基礎(chǔ)上，重視培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)［1］.生物學(xué)核心素養(yǎng)主要包括生命觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐和態(tài)度責(zé)任［2］.顯然，傳統(tǒng)的講授法無法實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo).而實(shí)驗(yàn)活動(dòng)不僅能幫助學(xué)生直觀形象地了解生命現(xiàn)象，進(jìn)而形成生命觀念，而且還能提高學(xué)生科學(xué)探究實(shí)踐的能力，并在實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的能力，樹立健康的意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)的目標(biāo).本文用幾個(gè)具體的案例來介紹筆者在概念教學(xué)中，如何應(yīng)用實(shí)驗(yàn)活動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng).

1 "立足生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，形成生命觀念

生命觀念是生物學(xué)概念、原理、規(guī)律的提煉和升華，是理解或解釋生物學(xué)相關(guān)現(xiàn)象、分析和解決生物學(xué)實(shí)際問題的意識(shí)和思想方法.而初中生物學(xué)中有一些概念是微觀世界的生物現(xiàn)象，這些微觀的生物學(xué)現(xiàn)象對(duì)中學(xué)生來說是很難感悟的一塊知識(shí)，如果我們能通過生物實(shí)驗(yàn)把微觀世界變成直觀的生物現(xiàn)象呈現(xiàn)在學(xué)生眼前，就能化難為易，幫助學(xué)生深入直觀理解生物學(xué)現(xiàn)象，建立生命觀念.

例如，人教版生物學(xué)七年級(jí)上冊(cè)第一單元第二章第四節(jié)《細(xì)胞的生活》，其中有個(gè)概念1：細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，這也是這節(jié)課的難點(diǎn)之一.細(xì)胞膜的功能是屬于微觀世界的知識(shí)，教師常常用傳統(tǒng)例證法、類比法來講解.例證法：海帶中碘含量雖然比海水高很多，但海帶仍會(huì)繼續(xù)吸收海水中的碘；把新鮮的菠菜放在清水中，葉綠素不會(huì)從細(xì)胞內(nèi)出來，如果把菠菜放到沸水中，葉綠素就從細(xì)胞內(nèi)跑出來.再用類比法：把細(xì)胞膜的功能比作學(xué)校保安的功能等等.這種教學(xué)方法學(xué)生沒有直觀的體驗(yàn)和感受，許多學(xué)生還是會(huì)有疑惑，為什么這些例子說明是細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出，而不是細(xì)胞壁呢？

在教學(xué)時(shí)用一個(gè)直觀的演示實(shí)驗(yàn)來幫助學(xué)生感知這個(gè)微觀的生物學(xué)概念，建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念.

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：將三個(gè)新鮮雞卵的卵黃取出，分別放在1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)三個(gè)培養(yǎng)皿中.（這時(shí)向?qū)W生說明卵黃是一個(gè)動(dòng)物細(xì)胞，卵黃膜是細(xì)胞膜，這個(gè)知識(shí)八年級(jí)會(huì)學(xué)到.）

步驟2：向1號(hào)培養(yǎng)皿中的卵黃滴加紅墨水，2號(hào)培養(yǎng)皿中的卵黃滴加石蕊溶液，3號(hào)培養(yǎng)皿不加任何物質(zhì).靜置10分鐘，將1、2號(hào)培養(yǎng)皿里剩余的液體去掉，并將卵黃表面殘留的溶液用清水沖洗干凈.

步驟3：用解剖針依次將3個(gè)卵黃表面的細(xì)胞膜刺破，觀察3個(gè)卵黃顏色變化.

學(xué)生看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：1號(hào)卵黃被染上紅色，2號(hào)和3號(hào)不變色，還是原來的黃色.通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)生就能直觀看到細(xì)胞膜控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，如此可以有效地幫助學(xué)生理解微觀的生物學(xué)概念.接著教師提問：為什么細(xì)胞膜具有控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的功能，而細(xì)胞壁不具備這個(gè)功能呢？由此，引發(fā)學(xué)生思考、討論，從而建立結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念.

2" 立足生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，發(fā)展科學(xué)思維

2.1" 通過演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生分析、推理等邏輯思維能力

在生物學(xué)新課程教學(xué)中要重視引導(dǎo)學(xué)生自己構(gòu)建概念，而概念的建立難以一蹴而就，需要以學(xué)生認(rèn)識(shí)豐富的事實(shí)為基礎(chǔ)，而實(shí)驗(yàn)活動(dòng)是認(rèn)識(shí)這些事實(shí)的一條重要途徑.通過學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察引發(fā)思考分析，再推理歸納形成概念，再將相互關(guān)聯(lián)的概念串聯(lián)，整合成重要概念，從而培養(yǎng)學(xué)生分析、推理等邏輯思維能力，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的核心素養(yǎng)［3］.

例如，“細(xì)胞的生活”這節(jié)課還有一個(gè)概念2：細(xì)胞生活需要能量.要掌握這個(gè)概念需要先理解以下幾個(gè)概念：能量能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式；能量轉(zhuǎn)換需要能量轉(zhuǎn)化器或進(jìn)行燃燒；細(xì)胞的有機(jī)物中有化學(xué)能；細(xì)胞中能量轉(zhuǎn)換器是葉綠體和線粒體.而要理解這些抽象的生物學(xué)概念，可以設(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生通過分析推理逐步構(gòu)建這些相關(guān)聯(lián)的生物學(xué)概念，再整合成重要概念.實(shí)驗(yàn)過程如圖1.

通過實(shí)驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)2和實(shí)驗(yàn)3，學(xué)生能分析推理出：能量不能憑空產(chǎn)生，它是從一種能量轉(zhuǎn)換成另一種能量，而且能量轉(zhuǎn)換需要能量轉(zhuǎn)換器（這也為學(xué)習(xí)細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換器埋下伏筆）或燃燒.通過實(shí)驗(yàn)4，學(xué)生就能推斷出花生種子燃燒產(chǎn)生的光能和熱能是種子細(xì)胞中的能量轉(zhuǎn)換來的，根據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)：細(xì)胞中的物質(zhì)有有機(jī)物和無機(jī)物，而能燃燒的是有機(jī)物，學(xué)生就能推理出細(xì)胞中的能量存在有機(jī)物中，最后老師告知學(xué)生細(xì)胞有機(jī)物中的能量稱為化學(xué)能.

在形成以上概念串的基礎(chǔ)上，再結(jié)合學(xué)生已有的知識(shí)“有機(jī)物是光合作用的產(chǎn)物，光合作用需要光照，場(chǎng)所是葉綠體”就不難推理出細(xì)胞有機(jī)物中的化學(xué)能是光能轉(zhuǎn)換來的，而且也能理解能量轉(zhuǎn)換器是葉綠體.最后，細(xì)胞在生命活動(dòng)時(shí)需要熱能、動(dòng)能等能量，是細(xì)胞有機(jī)物中化學(xué)能轉(zhuǎn)換來的這個(gè)概念就順理成章地形成了.

這樣通過幾個(gè)相關(guān)聯(lián)的實(shí)驗(yàn)，把抽象的概念用形象的實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)出來，再通過概念間內(nèi)在聯(lián)系，抽絲剝繭，推理分析，既構(gòu)建出抽象的生物學(xué)概念，又培養(yǎng)了學(xué)生的邏輯思維能力.

2.2" 通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探索的熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)

在生物學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)中提出，生物學(xué)概念教學(xué)要重視學(xué)生對(duì)概念的深度理解， 而不是簡單地死記硬背一些孤立的生物學(xué)事實(shí).筆者在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)對(duì)于一些復(fù)雜的概念，如果只是采用傳統(tǒng)單一的講授法，學(xué)生就無法理解概念的內(nèi)涵，對(duì)于概念的感知是模糊不清的，由此導(dǎo)致學(xué)生在運(yùn)用概念時(shí)往往會(huì)出差錯(cuò)或者無從下手.概念內(nèi)涵是反映概念所指對(duì)象的本質(zhì)屬性特征，如果我們能用實(shí)驗(yàn)還原生物的這些特征，就能有效地幫助學(xué)生理解生物學(xué)概念的內(nèi)涵.而有些傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)存在局限性，無法深刻全面詮釋概念的內(nèi)涵，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，幫助學(xué)生深入理解概念的內(nèi)涵，并激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索熱情，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).

例如：人教版七年級(jí)上冊(cè)第三單元第一章“種子植物”這節(jié)中，“玉米種子的結(jié)構(gòu)”是這節(jié)課的重要概念之一.傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案是：將玉米種子縱切，用放大鏡在玉米種子縱切面上觀察種子各個(gè)結(jié)構(gòu).通過這個(gè)傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)，大部分同學(xué)只懂得在玉米種子縱切面上說出玉米種子各結(jié)構(gòu)的位置，而玉米種子各結(jié)構(gòu)的具體形態(tài)，學(xué)生不知道.如果給他們一粒完整的玉米種子，學(xué)生也說不出胚和胚乳的位置，胚芽、胚軸、胚根和子葉在哪里就更不清楚了.通過這個(gè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)學(xué)生只形成一個(gè)模糊的概念，沒有真正理解概念的內(nèi)涵.

筆者在教學(xué)時(shí)，嘗試改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，幫助學(xué)生深刻理解概念的內(nèi)涵，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí).實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案如下：

活動(dòng)1：先讓學(xué)生用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方案來認(rèn)識(shí)玉米種子的結(jié)構(gòu).

活動(dòng)2：接著給學(xué)生一粒完整的玉米種子，讓學(xué)生說出玉米種子各結(jié)構(gòu)的位置和形態(tài)，絕大部分學(xué)生給不出答案.借機(jī)老師可以引導(dǎo)：同學(xué)們能不能自己設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來解決這個(gè)難點(diǎn)呢？適時(shí)激發(fā)學(xué)生科學(xué)探索的熱情.

經(jīng)過學(xué)生的探索討論和教師的引導(dǎo)，制定以下改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案.

活動(dòng)3：先取一粒成熟新鮮的玉米種子，在玉米種子的一面用肉眼就能觀察到由白色和黃色兩個(gè)結(jié)構(gòu)組成，用解剖針沿白色邊緣輕輕一撥，就能把兩個(gè)結(jié)構(gòu)分開.經(jīng)過討論分析學(xué)生能說出白色的像小船的結(jié)構(gòu)是胚，黃色的包在胚外圍結(jié)構(gòu)的是胚乳.

活動(dòng)4：接著用放大鏡觀察胚，在胚的中間有一條裂縫，用解剖針能從縫隙中挑出兩個(gè)細(xì)小的結(jié)構(gòu)，學(xué)生可以推測(cè)出是胚芽和胚根，連接這兩個(gè)中間結(jié)構(gòu)就是胚軸，其余的結(jié)構(gòu)就是子葉.而且學(xué)生很清楚地看到胚芽、胚軸、胚根和子葉的位置和形態(tài)，也明確子葉只有一片.

先讓學(xué)生嘗試傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的不足，然后適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索的欲望，既幫助學(xué)生理解概念的內(nèi)涵，又培養(yǎng)學(xué)生勇于探索、敢于批判質(zhì)疑的創(chuàng)新意識(shí)，發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的能力.

3" 立足生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，提升科學(xué)探究能力

在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生頭腦中有一些已有的前概念，有的是似是而非的日常概念，有的是與科學(xué)概念相悖的錯(cuò)誤概念.要糾正這些錯(cuò)誤的前概念，如果教師只是強(qiáng)行把正確的概念灌輸給學(xué)生或用一些靜態(tài)的圖片來講解，這樣學(xué)生學(xué)習(xí)效果都不好，因?yàn)榍案拍钤趯W(xué)生心里根深蒂固.最好的辦法是引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)，通過真實(shí)的生物情境，收集和分析證據(jù)，得出正確的結(jié)論，幫助學(xué)生分辨真假，領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念，提升科學(xué)探究能力.

“種子植物”這節(jié)課另一個(gè)概念：胚是新植物體的幼體.學(xué)生已有的知識(shí)是一粒種子能發(fā)育成一棵新植物體，而種子中哪一個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)育成新植物體呢？大部分學(xué)生認(rèn)為是胚芽發(fā)育成新植物體，這是一個(gè)錯(cuò)誤的前概念.筆者在教學(xué)時(shí)引導(dǎo)學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)來糾正這個(gè)錯(cuò)誤的前概念，激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的意識(shí)，提高科學(xué)探究能力.

教學(xué)過程如下：

教師提問：種子中哪一個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)育成新植物體呢？大部分同學(xué)的答案是胚芽.接著教師發(fā)表自己的觀點(diǎn)：老師認(rèn)為是胚根發(fā)育成新植物體.教師又問：誰的觀點(diǎn)是對(duì)的呢？是不是老師的觀點(diǎn)一定是對(duì)的呢？借機(jī)引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念.教師再問：有什么方法可以證明誰的觀點(diǎn)是對(duì)的？適時(shí)激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的意識(shí).

經(jīng)過學(xué)生小組討論和老師引導(dǎo)，設(shè)計(jì)出如下兩個(gè)探究實(shí)驗(yàn)：

實(shí)驗(yàn)一：

步驟1：取15粒綠豆種子，浸泡10小時(shí)后，繼續(xù)培養(yǎng)至胚根剛突破種皮時(shí)，取出種子.

步驟2：用不同顏色丙烯原料分別在胚根、胚芽、胚軸處進(jìn)行標(biāo)記.

步驟3：繼續(xù)培養(yǎng)，定期觀察并記錄各結(jié)構(gòu)的發(fā)育情況.

通過實(shí)驗(yàn)1得出結(jié)論是：種子萌發(fā)過程中，胚根發(fā)育成根，胚軸伸長， 胚芽發(fā)育成莖和葉.

實(shí)驗(yàn)二：

選取大小相同的綠豆種子，分成4組，每組15粒，將綠豆種子浸泡10小時(shí)后，用刀片切除掉部分子葉，分別使每組子葉保留 1/4、1/2、完整子葉和完全去除子葉，培養(yǎng)10 天后，測(cè)量植株莖的直徑和高度，每組取平均值.

通過實(shí)驗(yàn)2學(xué)生觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：子葉留存越多，幼苗越高，莖也越粗，而完全去除子葉的種子不能萌發(fā).由此能得出結(jié)論：子葉在種子萌發(fā)時(shí)提供營養(yǎng).

結(jié)合實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二學(xué)生就能自行糾正錯(cuò)誤的前概念，形成科學(xué)的概念.通過整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、設(shè)計(jì)并改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案到最終分析得出結(jié)論，不僅能夠激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念，而且促進(jìn)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)探究的方法，提升科學(xué)探究的能力.

4" 立足生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，樹立健康意識(shí)

在生物學(xué)新課程教學(xué)中要注重引導(dǎo)學(xué)生樹立健康意識(shí).健康意識(shí)是指在掌握人體生理和衛(wèi)生保健知識(shí)的基礎(chǔ)上，關(guān)注身體內(nèi)外各種因素對(duì)健康的影響，形成健康生活的態(tài)度和行為習(xí)慣［3］.大部分學(xué)生雖然知道哪些行為習(xí)慣是有害健康的，但對(duì)于其中的原理沒有深入理解，而且也沒有親身體會(huì)，對(duì)于危害的感知并不深刻［4］.如果能讓學(xué)生通過探究實(shí)驗(yàn)親身證實(shí)這些不良行為習(xí)慣的危害，就能引發(fā)學(xué)生的共鳴，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)樹立健康意識(shí)，讓學(xué)生受益終生.

長輩經(jīng)常告誡孩子抽煙傷肺、酗酒傷肝傷胃，那到底酗酒對(duì)胃有多大傷害呢？借機(jī)教師就能引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證這個(gè)問題.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

步驟1：取一個(gè)新鮮的豬胃，分成大小相等的A、B、C三塊，分別放置到三個(gè)碗中.

步驟2：往A豬胃中加一杯45度的白酒，往B豬胃中加等量的清水.C豬胃不加任何物質(zhì).

步驟3：用手分別揉搓A、B、C豬胃3分鐘（模擬胃的蠕動(dòng)）.

步驟4：觀察并比較A、B、C豬胃內(nèi)壁胃黏膜的區(qū)別.

學(xué)生看到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是：B、C豬胃內(nèi)壁胃黏膜沒有區(qū)別，而A豬胃內(nèi)壁胃黏膜受到破壞，有些白色的物質(zhì)脫落下來.

通過探究實(shí)驗(yàn)學(xué)生親身證實(shí)酒精對(duì)胃的危害，讓學(xué)生意識(shí)到健康生活方式的重要性，進(jìn)而主動(dòng)樹立健康意識(shí).

5" 結(jié)束語

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)能夠幫助學(xué)生更深入直觀地了解生命現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念.實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生運(yùn)用觀察、比較、分析、推理等方法進(jìn)行獨(dú)立的思考判斷并總結(jié)，無形當(dāng)中培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)思維的能力.學(xué)生在設(shè)計(jì)并實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)過程中，不僅掌握了實(shí)驗(yàn)探究方法、提升了實(shí)驗(yàn)探究能力，而且還培養(yǎng)了主動(dòng)解決問題的意識(shí)、團(tuán)隊(duì)合作意識(shí)和堅(jiān)持不懈的探索精神.實(shí)驗(yàn)活動(dòng)還能激發(fā)學(xué)生對(duì)未知世界的探索熱情，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，樹立健康意識(shí)，提高綜合素養(yǎng).

參考文獻(xiàn)：［1］ 魏文， 焦燕南.立足實(shí)驗(yàn)教學(xué) 滲透核心素養(yǎng)［J］.中學(xué)生物教學(xué)，2019（7）：39-41.

［2］ 吳成軍.義務(wù)教育生物學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵及分析［J］.生物學(xué)教學(xué)，2022（7）：2-5.

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［責(zé)任編輯：季春陽］