例谈论证式实验教学在初中生物学教学的应用

生物学作为一门以实验为核心的学科，在初中阶段的教学中扮演着关键角色。传统的生物学实验教学往往侧重于知识的传授和实验操作技能的训练，学生多是被动执行实验步骤，缺乏主动思考和探究过程。论证式实验教学能有效地激发学生的主动性，培养他们的科学思维和探究技巧，提升核心素养。

、论证式实验教学的内涵与理论基础

论证式实验教学是一种将科学论证融入实验教学过程的教学模式。它强调学生在实验操作中，通过观察、提问、设计方案、收集数据、分析结果等环节，对科学观点进行推理、质疑、辩护及反思，最终形成合理结论的教学方法。

建构主义学习理论认为，在论证式实验教学中，学生通过与同伴的交流、讨论和论证，不断地对自己的观点进行反思和修正，从而构建起对知识的深刻理解。学生在收集证据、分析证据和进行推理的过程中，将新的知识与已有的知识经验相联系，形成新的认知结构。

科学研究理论认为论证式的教学方法与科学探索的过程有许多共同点，例如解决疑问、设定假说、策划试验、搜集数据并证实等步骤。学生亲历科学探究过程，学到科学探究技术和技巧，提升核心素养。

二、论证式实验教学是培养核心素养的重要途径（一）能促进学生的推理和论证能力的提升：例：探究 “酵母菌发酵原

提出论题：教师提出 “酿酒需要密封，而发面不需要，两者发酵环境的区别是什么” 等问题，引导学生思考酵母菌发酵的原理。

学生制定研究计划，设立有氧或无氧的对照试验，观察酵母菌在各种环境下产生的发酵效果。并作出一些猜想： “没有氧气时，酵母菌能生成酒精;氧气少时，酵母菌几乎不能生成酒精；氧气充足时，则产出二氧化碳及水分”，然后利用这些猜想去验证他们的想法是否正确。实验后互相交流结果和观点，讨论不同实验方案的优缺点。部分小组发现，在没有氧气温度为4℃的冰箱中酵母菌发酵不明显。这个现象揭示了酵母菌发酵过程中对氧气、温度的影响，学生们能从多角度审视问题，进而提升他们推理论证能力。

（二）有利于培养创新思维： 如探究蚂蚁的行为提出论题：蚂蚁在寻找食物和返回巢穴过程中，会有哪些行为？如何探究这些行为？

学生根据生活经验和已有知识提出各种猜想，如蚂蚁可能通过气味、视觉或触觉来识别路径等。教师引导学生设计实验，用五通管和三通管来探究蚂蚁的行为，该装置制作简单、材料环保、成本低，能避免蚂蚁落水问题，实验效果好。学生在实验过程中，对蚂蚁 “逃逸” 行为过程中出现的徘徊现象进行观察和分析，收集证据来支持自己的观点，交流探讨蚂蚁行为背后的原因，培养学生的批判性和创新性思维，提升学生的核心素养。

三、论证式实验教学是初中生物学实验教学中的重要方（一）合理安排光合作用实例，引导学生论证探究

在进行光合作用实验教学时，老师引导学生设计富有生动性的问题场景，激发探索欲望。例如种植韭黄与一般韭菜的视频，提出问题：“为什么韭黄在不同的光照条件下生长状况会有如此大的差异？植物的生长与光照之间存在怎样的关系？” 通过这样的问题情境，激发学生探究光合作用与植物生长关系的兴趣。

根据问题鼓励学生组成小组团队并制定试验计划去研究光合作用的原料、条件、 。设计一个对比实验来探索光照与光合作用的关系，选择 生长的薄荷植株， 其中两个分别置于明亮或阴暗处，另一个则覆盖着黑布，经过一定时间培育之后， 酒精脱色法、 滴碘液的方法处理它们的叶子，观察颜色转变。在此过程中，学生需考虑如何设定实验变量、挑选合适的实验对象、规划操作流程等，学会独立思考和操作技

巧。

学生按照设计好的实验方案进行实验操作，并认真记录实验数据和现象，如叶片颜色的变化、是否有气泡产生等。向其它团队分享和辩论： 阳光下生长的薄荷 子时，它们会呈现蓝色反应，这表明产生了淀粉;而在低光线或无光的环 生的淀粉量较少；如果是在完全黑暗的状态下，这些叶子的颜色不会 成淀粉 。 H1 学生们能够推断出以下结论：只有在较强日光照射下，植物才能进行 以合成并积累淀粉。在论证过程中，学生不仅加深了对光合作用知识的理解，还学会了如何运用证据支持自己的观点，提高了论证能力，提升了学生的核心素养 。

（二）活用角色扮演，深化学生的论证体验

在讲解生物的保护色时，教师可以设计角色扮演活动。把学员分成不同的团队，各自充当 "掠食者" 与 "被捕食者" 的角色，用各色纸质来表示 "被捕食者"，并将其放在各种色彩主题的环境中，例如以绿色为底的草坪（使用绿色卡纸制作）和干枯的树叶堆积处（利用黄色卡纸制成）等等。“捕食者” 在规定时间内尽可能多地 “捕食”（捡起）“猎物”，模拟自然界中捕食者与猎物之间的关系。

在角色扮演活动过程中，教师引导学生观察不同颜色的 “猎物” 在不同环境中的被捕食情况并做好记录，思考为什么有些颜色的 “猎物” 更容易被捕食，而有些颜 易生存下来。例如，在绿色背景的 “环境” 中，绿色的 “猎物” 由于与环境颜色相 红黄色等颜色鲜艳的 “猎物” 则更容易被捕食，让学生分析其中的原因。 学生 提出自己关于保护色形成原因的观点，并进行论证。例如，学生可以通过分析不同颜色 “猎物” 的被捕食率，论证得出保护色是生物在长期的自然选择过程中逐渐形成的，与环境颜色相似的个体更容易生存和繁殖，从而将有利的性状的基因遗传给后代。

通过角色扮演和论证过程，学生能够更直观地理解保护色的形成原理，深化对自然选择学说的认识，同时提高了观察能力、分析能力和论证能力。

（三）巧制模型，促进学生的论证与知识建构

在实验论证的教学过程中，学生可以通过分析、总结和提炼实验现象和数据，构建出相关的模型，从而加深对知识的理解。

探究气孔开闭的原理：气孔是如何开闭的？哪些因素会影响气孔的开闭？

在学习了气孔的构造和功能之后，学生们提出了关于气孔开闭原理的推测，例如保护细胞吸水和失水会引发气孔开启或关闭。通过构建模型来模拟气孔的开闭过程。例如，用气球和吸管等材料制作简单的模型，模拟保卫细胞的形态变化对气孔开闭的影响。在建立模型的过程中，学生们会对模型的合理性提出质疑和反驳，并持续地修改和完善模型，展示自己构建的模型和实验结果，与同学和教师进行讨论。

借助论证式的生物实验教学，学生在构建模型、提出观点、调整模型以及优化观点、角色扮演的过程中，应用了科学的思考手段，培育了创新思维和解决问题的技巧，从而提高了他们的核心素养。

参考文献：

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