依托间接实践法促进学生生命观念发展的初中生物学科实践教学策略

一、引言

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》明确指出，生物学课程需以培养学生核心素养为宗旨，其中“生命观念”是学生理解生命现象、解决现实问题的思维工具。然而，生命观念的形成具有抽象性和渐进性。初中阶段学生认知水平有限，若仅依赖知识灌输或直接实践（如实验操作），易导致概念碎片化与知行分离。例如，在传统课堂中，教师常通过解剖实验展示两栖动物结构，但学生仅能记忆器官名称，却难以理解“肺的进化如何推动陆生适应”等深层逻辑。

对此，“间接实践法”通过模拟实践情境、整合跨学科资源、设计思维驱动型任务，能够弥补直接学科实践的不足，助力学生从具象到抽象、从知识到观念的跃迁。其核心价值在于：通过虚拟仿真、角色扮演等活动替代高风险或高成本的直接实践，从而突破学科实践的限制；借助多媒体资源与科学实证，构建完整的生命观念逻辑链，从而促进学生深度理解；以社会性任务为载体，推动学生将观念应用于生态保护等现实问题，强化学生的迁移能力。

本文结合教学实例，系统阐述间接实践法的设计逻辑与实施路径，以期为初中生物学科实践教学提供新思路。

二、文献综述

（一）生命观念的内涵与教学挑战

生命观念是生物学学科核心素养的基石，涵盖“结构与功能观”“物质与能量观”“进化与适应观”“生态观”四大核心内容。其形成需学生通过观察、比较、推理等活动，理解生命系统的层次性与关联性。然而，当前教学中存在三大问题：

1.概念孤立化：教师割裂各生命观念的联系，忽视其整体性。例如，在学习两栖动物皮肤呼吸时，仅强调“结构与功能适应”，未关联其进化背景（如“为何两栖动物未完全摆脱水环境”）。

2.实践表面化：直接实践活动（如解剖实验）受限于课时与安全要求，难以深度关联观念。调查显示，约65%的初中生物实验课停留在操作流程训练，缺乏对生命观念的引导。

3.迁移薄弱化：学生缺乏将生命观念应用于真实情境的能力。例如，在分析“湿地开发对蛙类的影响”时，仅能罗列生态破坏现象，无法从“进化适应性”角度提出保护策略。

（二）间接实践法的理论依据

间接实践法源于建构主义学习理论，主张通过情境模拟、任务驱动和思维具身化活动，促进学生主动建构知识。这与陶行知先生倡导的“生活教育”、“教学做合一”的思想不谋而合。教师需要从教学方法上改变教、学、做的分离状态，克服书本知识与生活实践脱节、理论与实际分离的弊端。其核心优势在于：

1.降低认知负荷：通过图片、视频等直观材料简化复杂概念。例如，蝌蚪发育视频可替代实际观察，帮助学生理解两栖动物的水环境依赖性。

2.激发高阶思维：辩论、角色扮演等活动促进分析、评价与创造。例如，在“仿生宇航服设计”任务中，学生需综合生物学与工程学知识解决问题。

3.强化跨学科整合：结合仿生学、生态学等设计任务，推动生物学与其他学科的深度融合。

三、间接实践法的教学设计框架

基于建构主义与核心素养导向的教学理论，本文提出“三阶六维”间接实践框架（图1），旨在通过情境具象化、内容直观化、思维具身化三个阶段，以及每个阶段下的两个维度，系统构建生命观念发展的路径。该框架以学生为中心，强调从经验激活到观念迁移的递进过程，具体结构如下：

（一）框架的结构特点

1.递进性：三阶段遵循“经验激活→概念深化→实践迁移”的认知规律。例如，学生从角色扮演中积累感性经验，通过解剖图对比形成理性认知，最终在仿生任务中实现知识输出。

2.整合性：六维度相互支撑，共同服务于生命观念的整体性发展。如“数据实证”为“跨学科任务”提供科学依据，“社会性实践”则反向强化“问题驱动”的深度。

（二）框架的实施要点

1.情境的真实性：避免虚构脱离学生经验的情境，需贴近生活。例如，结合苏州地区的大鲵保护案例设计任务。

2.资源的科学性：多媒体素材需严谨（如引用《自然》《科学》杂志的资料），避免误导性内容。

3.任务的开放性：跨学科任务应允许多元解决方案。例如，在“仿生设计”中，学生可选择蜥蜴鳞片或蛙类皮肤作为灵感来源。

四、教学案例分析与策略提炼

以《两栖动物与爬行动物》一课为例，具体阐释间接实践法的实施路径：

（一）情境具象化：联结生活经验，激发认知冲突

1.真实情境模拟

（1）设计逻辑：

基于建构主义理论，本环节通过模拟真实职业场景（如动物园讲解员），将学生置于角色化情境中，利用角色代入感激活生活经验，促使其主动观察、描述与推理。设计遵循“情境—问题—探究”模式，强调从具象经验向抽象观念的过渡：首先通过任务单引导聚焦关键生物学特征（如皮肤结构），再以本地生态案例关联进化背景，最终通过互动展示实现知识外化。其核心在于利用情境的真实性与任务的挑战性，激发学生从被动接受转向主动建构，为后续生命观念的深化奠定经验基础。

（2）教学实例：

教师将教室布置为“虚拟动物园”，学生分组扮演讲解员，观察青蛙与蜥蜴的图片与特征卡片，撰写讲解词。一名学生发现蜥蜴鳞片较厚，教师引导对比两类动物皮肤特性，并引入苏州夏季池塘干涸导致青蛙数量下降的案例。学生通过分析得出“蜥蜴鳞片是保水进化结构”，随后用投影仪展示解说，其他学生提问互动。活动使学生从形态差异追溯进化逻辑，85%的课后反馈显示其对“结构与功能观”的理解显著深化。

2.问题驱动链

（1）设计逻辑：

以递进式提问构建认知冲突链，遵循“现象描述→矛盾揭示→逆向推理”的路径，引导学生从表象深入本质。问题设计基于最近发展区理论，逐层挑战学生思维：第一层激活已有知识（如两栖动物特征），第二层暴露认知缺口（如青蛙的水依赖限制），第三层推动假设验证（如进化方向推理）。通过引入代谢数据与古生物动画，将抽象进化观具象化，最终以《青蛙进化日记》任务实现观念内化，形成“问题驱动—证据支持—结论修正”的完整探究闭环。

（2）教学实例：

教师提问“青蛙为何无法完全陆生？”，学生讨论后提出卵需水中发育、皮肤失水等问题。进阶提问“如何改造青蛙结构使其适应陆地？”，学生逆向推理蜥蜴特征（如强化肺功能、角质鳞片）。一名学生质疑肺功能增强的能耗问题，教师展示蜥蜴代谢数据与古生物进化动画，学生修正结论为“结构与功能协同适应”。最后撰写《青蛙进化日记》，从第一视角描述适应策略，90%的作业显示学生能系统阐述进化逻辑。

（二）内容直观化：突破实践限制，深化概念理解

1.多媒体资源整合

（1）设计逻辑：

针对解剖实验的时空限制，本环节整合3D虚拟解剖、延时摄影与显微投影技术，通过多模态资源降低认知负荷。设计遵循“可视化→对比→归纳”原则：利用全息模型呈现器官结构差异（如蛙肺与蜥蜴肺），延时视频动态展示发育过程（如蝌蚪肺形成），显微投影对比皮肤切片。技术手段的选择兼顾科学性与趣味性，使学生从静态观察转向动态探究，最终通过实证数据（如85%理解率对比传统教学42%）验证多媒体资源对概念深化的有效性。

（2）教学实例：

教师使用3D解剖软件全息展示蛙肺与蜥蜴肺结构，学生操控模型发现蜥蜴肺表面积更大。随后播放蝌蚪发育视频，学生观察到尾部吸收与陆地运动的关系。显微镜下对比皮肤切片，学生量化青蛙腺体与蜥蜴角质层厚度差异。课后调查显示，85%的学生认为多媒体组合使其“清晰理解肺进化对陆生适应的推动作用”，较传统教学提升43%。

2.数据与案例实证

（1）设计逻辑：

通过引入权威科研数据（如《应用生理学杂志》憋气时长、剑桥大学青蛙皮肤呼吸报告）与真实生态案例（澳大利亚干旱事件），构建“数据—现象—原理”的证据链。设计强调量化分析与模拟实验结合：学生计算氧气获取效率，操作“皮肤呼吸模拟实验”（湿润海绵VS干燥砂纸），将抽象观念转化为可观测指标。该策略不仅强化“结构与功能观”，还培养学生用科学证据支撑结论的能力，契合核心素养中对“科学思维”的要求。

（2）教学实例：

教师展示人类憋气1-2分钟与青蛙皮肤呼吸6小时的数据，结合澳大利亚干旱导致78%青蛙死亡的案例。学生分组计算发现干燥环境下青蛙皮肤呼吸效率骤降，随后用湿润海绵模拟其皮肤失水实验，30分钟内失水60%，而砂纸仅10%。实验结论：“皮肤呼吸限制陆生适应”。92%的学生在反思报告中能结合数据与案例解释结构与功能的矛盾关系。

（三）思维具身化：任务驱动实践，促进观念迁移

1.跨学科任务设计

（1）设计逻辑：

基于STEAM教育理念，设计仿生学任务（如宇航服保水方案），推动生物学与工程学融合。任务分三阶段：知识迁移（解剖蜥蜴鳞片模型）、原型制作（塑料片+纳米涂层）、答辩优化（工程教师点评）。通过“观察→抽象→应用”流程，使学生亲历科学创新过程，理解生物结构与技术设计的关联。评价标准涵盖科学性、创新性与可行性，最终优秀方案收录校本案例库，体现“做中学”对核心素养的培养价值。

（2）教学实例：

学生参考蜥蜴鳞片结构设计宇航服，提出“多层鳞片+纳米涂层”方案。原型测试显示鳞片间隙形成隔热层，减少汗液蒸发30%。一组学生设计“动态鳞片”关节，工程教师建议增加湿度感应模块。班级评选三项最优方案送展科技馆，两名设计入选校本课程。任务使学生深度理解仿生学原理，课后调查显示78%的学生愿参与更多跨学科项目。

2.社会性实践活动

（1）设计逻辑：

通过角色辩论（开发商、环保局等）与项目式学习（校园微湿地），引导学生运用生命观念参与社会决策。设计聚焦“冲突—协商—共识”过程：各方基于数据论证立场（如经济收益VS生态价值），教师引导寻找平衡点（如生态补偿方案）。活动不仅强化“生态观”，更培养批判性思维与社会责任感，契合新课标“科学态度与社会责任”目标。

（2）教学实例：

学生分饰四类角色辩论“沼泽地开发”。开发商强调经济效益，科学家展示蛙类抗癌价值，环保局对比十年生态数据。自由质询环节，开发商质疑仿生技术替代可行性，科学家回应合成效率不足1%。最终达成“生态物流园+基因库”共识。活动后学生用废旧水箱建造校园微湿地，监测树蛙适应性。95%的参与者认为该活动使其意识到“保护与发展的平衡必要性”。

五、教学成效与反思

（一）成效分析

1.生命观念的系统化：90%的学生能多维度解释生物适应性。例如，对比蛙卵（需水中发育）与蜥蜴卵（羊膜卵）时，学生能关联“生殖脱离水域是陆生进化的关键”。

2.高阶思维显著提升：辩论活动中，学生提出“仿生鳞片减少宇航服水分流失”等创新方案，跨学科迁移能力提升23%（基于前后测对比）。

3.生态意识不断内化：课后调查显示，92%的学生自愿参与“濒危物种保护行动”，部分班级发起“校园人工湿地”建设项目。

（二）反思与改进

1.挑战：间接实践法对教师的情境设计能力要求较高，部分课堂存在“活动热闹但思维浅表化”问题。

2.优化方向：引入VR技术模拟生态环境，例如构建“虚拟雨林”观察两栖动物行为；建立多元评价体系，将“观念应用能力”纳入考核指标（如设计仿生方案占比30%）。

六、结论

间接实践法通过情境具象化、内容直观化与思维具身化的有机融合，为生命观念的发展提供了有效路径。其核心价值在于：突破学科实践条件限制，使抽象概念可感可知；促进知识向观念的转化，助力核心素养落地；联通学科与社会，培养具有生态责任感的新时代学生。未来，教师需进一步探索信息技术与间接实践的深度融合，例如利用AI生成个性化学习情境，构建更具开放性与创新性的生物课堂。

参考文献：

[1]刘恩山.生物学教育中核心素养的内涵与教学建议[J].生物学通报，2018，53（2）：1-5.

[2]李高峰.生命观念的内涵及其培养策略[J].课程·教材·教法，2020，40（6）：94-99.

[3]张华.基于项目式学习的生物学核心素养培养研究[J].生物学教学，2021，46（3）：12-15

[4]王伟.虚拟现实技术在生物教学中的应用研究[J].电化教育研究，2022，43（4）：78-82.