万方
清远市博爱学校 广东清远市 511500
摘要：初中生物是一门建立在实验上的基础性学科，生物实验是生物知识汲取的重要途径之一。初中生物的教学，不仅加强学生对生物知识的融会贯通，同时培养学生的生物学科核心素养，这对学生未来发展至关重要。本文结合实验教学过程中的实例阐明如何培养学生生命观念、理性思维、科学探究、社会责任四种生物学科核心素养。
关键词：初中生物；实验教学；生物学科核心素养；
初中生物知识的汲取大多来源于生物教材展示和教师的讲解，然而生物实验教学，其内容包括实验和观察等，促使学生更容易摄取并归纳总结生物学基本概念。其中，《初中生物新课程标准》的课程理念要求提高学生生物学科核心素养，其包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四方面内容[1]，而实验教学是这些科学素养培养的主要途径之一。因此如何通过科学的实验教学以提高生物学科核心素养是教师亟需研究的。
1 科学实验，树立生命观念
初中生物基础知识的汲取多与周边的生物息息相关，而观察生命现象和科学实验等是获得生物学基础知识的重要途径之一。通过这些方式，学生可以理解生物的奥秘和本质，从而形成生命观念。其中，生命观念是指对已观察的表观现象及内在相互关联或差异性进行阐述并得以证实的抽象观念，是激发对生物学相关生理活动和表观现象的意识、观念和思想发放的基础，是形成初中生物学基本概念的基础[2]。
如观察实验：“观察菠菜下表皮气孔的结构”。在老师的指导下，学生通过显微镜观察气孔的结构，直观地理解了表皮结构的相互关联以及特异性，使之形成 “气孔是由两个半月形的保卫细胞围成的”这一概念。接着通过问题激发学生思考，如提出疑问“气孔有什么作用呢？”。学生通过联想已观察的表皮结构并结合已初步形成的概念总结出气孔功能是气体交换和水分散失的门户，进而领悟“结构与功能相适应”这一生命观念。
再如实验：“模拟保护色的形成”。本实验旨在其中一位学生模拟捕食者“捕捉”小卡片（模拟不同颜色的被捕食者）。在实验过程中，引导学生积极参与模拟实验，使之领悟到具有保护色的被捕食者能够逃避捕食者的“捕捉”并得以生存。在老师的讲解和引导下，学生便掌握“保护色是自然选择的结果”这一结论。接着提出疑问“保护色反应生物与环境存在哪种关联？”通过设疑，学生能够领悟“适应性是生物进化的结果”这一生命观念。
2 善于思考，培养理性思维
生物界中各生物物种和元件之间都存在内在的关联，这就要求学生在实验中，善于观察并找出生命表面的各种生理现象，并在在教师的引导下，利用已掌握的生物学事实和证据来思考并总结各个生理现象间之间的潜在联系，从而推导出它们之间的内在关联，最终形成理性的科学思维能力。总而言之，理性思维是在实验教学过程中学生逐步培养的能力，即基于相关生物学知识和实验数据运用归纳与概括、演绎与推理和模型与建模等方法探究生理现象及规律[3]。
如：“观察大肠杆菌和酵母菌的永久装片”。学生通过显微镜观察大肠杆菌和酵母菌的结构，结合对这两类细胞的生理结构的相关知识掌握，能够识别出这两者在结构上的主要区别，即大肠杆菌无成形的细胞核但真菌有成形的细胞核。最后，通过外在的结构的区别推演出生物进化的顺序：细菌比真菌低等。举一反三，学生观察植物细胞和动物细胞的永久装片，并通过比较和归纳得出：动物细胞与其他细胞生物的区别无细胞壁；植物细胞与其他生物的区别是有叶绿体，营养方式是自养。通过此实验观察和理性思考，能够培养学生归纳与概括、演绎与推理的科学思维能力。
在初中生物教材中，还有大量的验证实验。因此，在实验教学过程中，教师可以鼓励学生质疑实验的不足之处，同时激发学生的发散性思维，探索更优方案，最终形成理性思维。如：“探究植物的呼吸作用产生二氧化碳”。学生观察图1装置时，考虑到玻璃器件连接的不稳定，就会质疑该装置的密封性。教师给与肯定，并引导学生以小组为单位，利用身边的材料，制作更优且简易的实验装置，充分调动学生的积极性。经过课后的头脑风暴和对实验原理的理解，学生制作了如图2的实验装置。通过改进实验装置，化复杂为简单，培养学生勇于质疑和勇于创新的精神，提高学生科学思维能力。
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3 积极探索，提高科学探究能力
初中生物科学研究旨在针对现实生活中的相关生物学现象的观察，从而发现问题、提出假设、研定方案、实施方案、阐明归纳结论以及表述交流的能力，并且在探究过程中培养学生团队合作和创新精神。作为一门实验科学，在初中生物中涵盖大量的探究性实验。这就需要教师在实验教学过程中通过情境导入引发学生思考，然后一步一步引导学生进行科学实验，最终培养学生科学探究能力[4]。
如：“探究种子萌发的环境条件”。首先教师引出情境：为什么农民春天播种水稻，而不是冬天呢？通过此情境引发学生思考并结合相关的生物学知识从而提出问题：温度会影响种子的萌发吗？然后根据单一变量原则和重复实验原则，学生在老师的引导下设计实验组和对照组以证明温度会影响种子的萌发。与此同时，教师要求学生在家根据自己的设计完成实验，并将实验结果在课堂上进行汇报和交流。这样学生在家实验，充分调动了学生的积极性，并在快乐中培养科学探究能力。同时，学生利用生活中的物品实施实验，开发学生的发散思维，在实验中培养学生的创新能力。更大程度上提高学生的科学探究潜力。
再如：“验证光合作用需要二氧化碳”，首先学生根据探究的问题，说出该实验的变量是二氧化碳。教师提示学生氢氧化钠可以吸收二氧化碳。在教师的指导下，学生设计一组对照实验，对照组：清水-无二氧化碳，实验组：氢氧化钠-有二氧化碳。学生以小组为单位实施实验。在实验过程中，很多学生的酒精褪色操作中存在一定的问题，同组队员之间会相互提醒，以最安全最准确的操作完成实验，并分析实验结果得出结论。这样，在团队合作中通过交流相互学习，提高学生的科学探究能力。
4 日常反思，培养社会责任
生物学科核心素养的社会责任是学生学习生物学之后所塑造的，是在对生命观念的认知，科学理性思维的培养和科学探究能力的提高的基础上，通过参与到社会公共事务的运作和研讨，从而潜移默化地树立社会责任意识。在初中生物教材中共包含生态与环境保护意识、关爱生命意识、健康生活意识、社会参与意识和科学实践意识等五个与初中生物学相关的社会责任主题。这些社会责任主题的培养不仅促使学生以社会责任感的情感来观察生活现象，还对学生今后落实社会责任相关方面的行为具有积极的影响[5]。
如“模拟酸雨对种子萌发的影响”。学生每天用不同浓度的硫酸溶液和蒸馏水分别喷洒待萌发的种子，观察实验结果并计算种子的萌发率，得出酸雨会影响植物的萌发。紧接着，教师引导学生根据生活经验总结出引起酸雨的原因。这样以结果为导向，层层推进引发学生对日常行为习惯和防治意识的思考，树立学生保护环境的社会责任感。
再如“探究酒精对水蚤心率的影响”。学生通过观察和统计不同浓度酒精下水蚤的心率，实验结果得出高浓度酒精对其心率有阻遏作用。通过此实验，教师可引导学生反思酒精对人体的影响。这样不仅引发学生把已学的生物知识应用到生活实际中，还能够使学生关注自己和家人的生活方式并在此过程中逐步建立健康生活的观念。
5 结语
生物学核心素养是学生学习生物学过程中逐步塑造的适应自身发展和社会进步所需的必要素养。在生物实验教学过程中渗透生物学科核心素养，有利于学生在生物学基本概念的基础上树立生命观念、形成理性思维、提高科学探究能力以及培养社会责任感。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部. 普通高中生物学课程标准[M].北京：人民教育出版社，2018:3.
[2] 高解华. 培养生命观念的初中生物实验群策略[J].科学咨询, 2020, (1) : 91.
[3] 张培贤. 初中生物理性思维培养策略[J].中学生物学,2019,(35) :74.
[4] 刘金菊. 初中生物实验教学中创造思维的培养[J].中学教研,2020,(3) :37.
[5] 周欢红. 在初中生物教学中提高学生生物学核心素养中社会责任的实践研究[J].实践与反思,2019,(6) :61.