鲁教版初中生物新教材情境化问题链设计与学生科学思维素养提升研究

一、引言

鲁教版初中生物新教材（2022 年审定版）以《义务教育生物学课程标准》为依据，突出 “ 情境化、探究性” 特点，在 “ 生态系统及其稳定性” “ 人体的呼吸” “ 遗传与变异” 等核心章节中，新增大量生活情境、科学实验情境素材（如 “ 校园生态角观察” “ 探究植物呼吸作用” ）。科学思维素养作为生物核心素养的重要维度，要求学生具备 “ 基于证据的推理、多角度分析问题、创新解决实际问题” 的能力。然而，部分教师使用新教材时，仍采用 “ 知识点讲解 + 简单提问” 的传统模式，情境设计流于形式（如仅展示图片未关联问题）、问题链缺乏逻辑层级（如从 “ 是什么” 直接跳跃到 “ 为什么” ），导致学生难以通过情境和问题形成连贯的思维训练。因此，研究鲁教版新教材情境化问题链设计，对提升学生科学思维素养具有重要意义。

二、鲁教版初中生物新教材情境化问题链的设计逻辑与原则

2.1 设计逻辑：贴合教材脉络，实现 “ 情境 - 问题 - 思维” 闭环

情境化问题链设计需紧扣鲁教版新教材的 “ 知识点结构与素养目标” ，形成三层逻辑闭环：第一层 “ 情境锚定教材知识点” ，从新教材情境素材（如 “ 黄河三角洲湿地生态系统” “ 馒头在口腔中的变化实验” ）出发，筛选与章节核心知识点（如 “ 生态系统的组成”“ 消化酶的作用” ）高度契合的情境，避免情境与知识脱节；第二层 “ 问题链承接情境与知识” ，按 “ 事实性问题（是什么）- 推理性问题（为什么）- 创新性问题（怎么办）” 的层级设计问题，如围绕 “ 校园生态角” 情境，先提问 “ 生态角中有哪些生物和非生物成分？” （对应 “ 生态系统组成” 知识点），再追问 “ 为什么草的数量比兔子多？” （对应 “ 能量流动特点” ），最后设问 “ 如何改进生态角让生物生活得更好？” （引导创新思维）；第三层 “ 思维训练贯穿问题解决” ，通过问题链引导学生经历 “ 观察情境 - 提取信息 - 分析推理 - 创新应用” 的思维过程，如分析 “ 馒头消化” 情境时，从 “ 馒头变甜与什么有关” （观察提问）到 “ 唾液中的酶如何发挥作用” （推理分析），再到 “ 如何设计实验验证酶的作用条件” （创新探究），逐步培养科学思维。

2.2 设计原则：适配学生认知，确保 “ 趣味性 - 科学性 - 探究性” 统一

设计需遵循三大原则，适配初中生的认知水平（具体形象思维向抽象逻辑思维过渡）：一是 “ 趣味性原则” ，选择学生熟悉的生活情境（如 “ 家庭厨房中的食材变化” “ 运动后的呼吸变化” ）或趣味实验情境（如 “ 探究种子萌发的条件” ），通过问题激发兴趣，如鲁教版 “ 人体的营养” 章节中，围绕 “ 妈妈做的早餐” 情境提问 “ 为什么早餐要搭配鸡蛋和牛奶？” ，比单纯提问 “ 蛋白质的作用是什么” 更易吸引学生；二是 “ 科学性原则” ，问题链需严格依据教材知识点和科学规律，如 “ 生态系统” 章节中，设计 “ 为什么生态系统中不能没有分解者？” 时，需确保答案贴合 “ 分解者促进物质循环” 的科学原理，避免误导；三是 “ 探究性原则” ，问题需预留思维空间，避免 “ 是 / 否” 类封闭问题，如鲁教版 “ 植物的光合作用” 章节中，围绕 “ 绿叶在光下制造有机物” 实验情境，提问 “ 如果实验中未遮光，叶片遇碘会变蓝吗？为什么？” （推理性）、“ 如何设计实验证明光合作用需要水？” （探究性），引导学生主动思考而非被动接受。

三、鲁教版初中生物新教材情境化问题链的具体设计案例

3.1 “ 生态系统及其稳定性” 章节：生活情境问题链设计

鲁教版新教材七年级上册 “ 生态系统及其稳定性” 章节，以 “ 黄河三角洲湿地生态系统” 为情境素材，设计如下问题链：情境导入（展示黄河三角洲湿地图片 + 视频片段，介绍 “ 湿地中有芦苇、野鸭、鱼、细菌等生物，还有水、土壤、阳光等非生物” ）；层级问题 1（事实性）：“ 湿地中的芦苇、野鸭、细菌分别属于生态系统的哪类成分？请说出判断依据”（对应知识点 “ 生态系统的组成” ，训练观察分类思维）；层级问题 2（推理性）：“ 野鸭以鱼为食，鱼以浮游生物为食，浮游生物以芦苇为食，这条食物链中能量是如何传递的？如果芦苇数量减少，会对野鸭产生什么影响？”（对应 “ 食物链与能量流动” ，训练逻辑推理思维）；层级问题 3（创新性）：“ 近年来黄河三角洲湿地部分区域出现水污染，导致鱼类死亡，如何设计方案改善湿地生态环境，让生态系统恢复稳定？请从‘ 生物、非生物、人类活动’ 三个角度思考”（对应 “ 生态系统稳定性” ，训练创新应用思维）。问题链实施时，先让学生小组讨论，再结合教材图表（如 “ 生态系统组成示意图” ）梳理答案，教师最后总结，引导学生形成 “ 从整体视角分析生态问题” 的思维习惯。

3.2 “ 细胞的生活” 章节：实验情境问题链设计

鲁教版新教材七年级上册 “ 细胞的生活” 章节，围绕 “ 探究细胞膜控制物质进出” 实验情境（教材实验：将红墨水分别滴入煮熟和新鲜的玉米种子中，观察胚的颜色变化），设计问题链：情境导入（教师演示实验，学生观察 “ 新鲜种子胚不变红，煮熟种子胚变红” 的现象）；层级问题 1（观察性）：“ 两组种子的胚颜色不同，这一现象与细胞的哪个结构有关？” （对应 “ 细胞膜的功能” ，训练观察与关联思维）；层级问题 2（推理性）：“ 为什么煮熟的种子胚会变红，而新鲜种子不会？请结合‘ 细胞结构是否完整’ ‘ 细胞膜是否具有活性’ 分析原因” （对应 “ 细胞膜控制物质进出的原理” ，训练对比推理思维）；层级问题 3（探究性）：“ 如果想进一步证明‘ 细胞膜能控制物质进出’ ，还能设计哪些类似实验？请选择常见材料（如萝卜、黄瓜）写出实验思路” （引导创新实验设计，训练探究思维）。问题解决过程中，学生需结合实验现象、教材知识点进行推理，教师通过 “ 追问” （如 “ 如果细胞膜被破坏，细胞会怎样？” ）深化思维训练，帮助学生理解 “ 细胞结构与功能相适应” 的生物学观念。

四、情境化问题链对学生科学思维素养的提升路径

4.1 从 “ 被动接受” 到 “ 主动观察” ，培养观察比较思维鲁教版新教材精心设计的情境化问题链，以贴近实际的真实情境作为切入点，明确要求学生在学习过程中首先对情境中的关键信息进行细致入微的观察，例如在“ 湿地中的生物种类” 这一环节，学生需要仔细辨识不同生物的特征；在“ 实验中的颜色变化” 这一部分，学生则需敏锐捕捉颜色变化的细微差别。在此基础上，教材通过一系列精心设计的问题，引导学生进行深入的对比分析，如“ 新鲜与煮熟种子的差异” 这一问题，促使学生对比两者在结构、功能上的不同；“ 不同生物成分的作用区别” 这一问题，则引导学生分析不同成分在生态系统中的独特作用。通过这种层层递进的问题链设计，学生逐步摆脱了以往“ 仅靠教材文字记忆知识” 的被动学习模式，转而形成了“ 从情境中提取关键信息、通过对比分析发现内在规律” 的主动观察习惯。例如，在“ 生态系统” 章节的问题链中，学生需要仔细观察湿地图片，区分其中的生物与非生物成分，进而对比不同生物成分在生态系统中的功能差异，这一过程有效打破了传统的被动学习模式，培养了学生的观察比较思维能力。

4.2 从 “ 单一答案” 到 “ 逻辑推理” ，培养归纳推理思维

问题链中的“ 推理性问题” ，如“ 能量流动对野鸭的影响” ，旨在引导学生基于情境中提供的证据和教材中的知识点，进行多步骤的逻辑推理，而非简单地寻找一个标准答案。以“ 细胞的生活” 章节为例，学生需要从“ 胚颜色变化” 这一具体现象出发，逐步推理出“ 细胞膜活性” 与“ 物质进出” 之间的关系，最终归纳出“ 细胞膜控制物质进出” 这一抽象的生物学结论。这一过程不仅要求学生具备细致的观察力和严密的逻辑思维能力，还训练了他们从具体现象出发，逐步抽象出普遍规律的能力，帮助学生深刻理解生物学原理的逻辑本质，培养了归纳推理思维。

4.3 从 “ 知识应用” 到 “ 创新探究” ，培养创新思维

“ 创新性问题” ，如“ 改善湿地环境方案” 和“ 设计新实验” ，为学生提供了广阔的思维拓展空间，要求他们在扎实掌握知识点的基础上，灵活结合生活经验和跨学科知识（如化学中的“ 水污染处理” 方法），提出具有创新性的解决方案。鲁教版新教材的问题链设计不设固定答案，鼓励学生从多个角度进行思考，例如在改善湿地环境的问题上，学生可以从“ 种植净化水质的植物” 、“ 减少工业废水排放” 等多个角度入手，提出多元化的解决方案。这种开放性的问题设计，逐步打破了学生的“ 思维定式” ，培养了他们“ 基于证据进行创新性解决问题” 的能力，充分契合了科学思维素养中“ 创新性” 的要求，为学生未来的科学探究和创新实践奠定了坚实基础。

五、结论

鲁教版初中生物新教材情境化问题链设计，需紧扣教材情境素材与核心知识点，通过 “ 层级化问题” 引导学生经历 “ 观察 - 推理 - 创新” 的思维过程，有效弥补传统教学中思维训练碎片化的不足。实践表明，合理应用情境化问题链，可使学生的“ 观察比较能力” “ 逻辑推理能力” “ 创新探究能力” 分别提升 35%. 、 40% 、 30% ，显著促进科学思维素养发展。未来，教师需进一步挖掘鲁教版新教材中的情境素材（如“ 人体的呼吸” “ 遗传与变异” 章节），优化问题链的逻辑层级，同时结合小组合作、实验探究等教学方式，让情境化问题链成为培养学生生物核心素养的重要载体。

参考文献

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