从科学论证视角看初中生物实验教学课程的优化策略

一、引言

在科学探究活动中，科学论证是一项非常重要的工作，它要求学生能够在论证的基础上作出合理的解释和结论。将科学论证应用于初中生物实验教学中，不仅可以帮助学生加深对科学概念的认识，还可以培养学生的批判思维和创新能力。然而，当前初中生物实验教学中，学生普遍忽略了实验论证这一环节，导致学生在实验设计和数据分析能力上存在不足。因此，有必要用科学的观点来优化初中生物实验教学。

二、初中生物实验教学中的科学论证现状

（一）教学设计缺乏科学论证环节

在实验教学设计中，一些教师对实验操作、结果的重视不够，忽略了科学论证的过程。这就造成了学生在实验设计、实验结果等方面缺乏深入的思考，很难养成科学思维的习惯。

（二）学生的科学论证能力不强

学生在平时的学习过程中，缺乏系统训练，不能很好地理解科学论证的概念和方法。在实验教学过程中，学生很难做出合理的假设，设计出有效的实验方案，也很难对实验结果做出科学的解释。

（三）评价方法的单一性

目前的实验教学评价主要是强调实验结果的正确性，而缺乏对实验验证过程的评价。这样一种单一的评价方法，很难充分地体现出学生的科学思维与探究能力，也不利于培养科学论证能力。

三、基于科学论证的初中生物实验教学优化策略

（一）“驱动问题”：设置驱动问题，激发学生兴趣

在初中生物实验教学中，设置具有启发性和针对性的驱动问题是激发学生兴趣和引导科学探究的关键一步[1]。教师应充分结合学生已有的生活经验，设计与生物实验内容紧密相关的问题情境，以此唤起学生的好奇心和求知欲。例如，在“解码人体营养——食物的消化”教学中，提出“探索早餐在体内的旅程和变化”这一驱动任务。该任务紧密联系学生日常生活经验，引导学生思考食物在体内的运输路线和变化过程，激发探究人体消化系统的兴趣。通过联系实际经验，学生能够感受到生物学知识的实用性和趣味性，从而更主动地参与到实验探究中。

同时，驱动问题应当具有明确的问题导向，能够有效引导学生展开科学论证和实验设计。例如，在探究消化过程时，提出“食物在口腔中的变化和哪些因素有关”这一问题，可以促使学生系统地探究口腔结构与功能之间的关系。明确的指向性不仅帮助学生把握学习重点，还培养了他们的科学思维和逻辑推理能力。

（二）“学习支架”：提供学习支架，支持学生探究

为了使学生在生物学实验中顺利地完成科学探究任务，教师应在适当的时机提供各种学习支架，以减轻学生的认知负担，提高学生的学习效率[2]。知识建构是一种重要的教学形式，它主要是向学生提供与实验内容有关的背景知识、理论原理以及必要的信息支撑。

例如，在开展“探究馒头在口腔中的变化”实验之前，教师可以提供“口腔小贴士”，详细介绍牙齿、舌头、唾液腺的结构和功能，让学生了解口腔中不同组成部分在消化过程中的作用。这种知识的铺垫，既能帮助学生了解实验的目的与意义，又能帮助学生掌握实验变量的设定与操作要点。

另一方面，方法学的构建也是必不可少的，重点是在学生的实验设计，数据收集和分析等方面进行方法上的指导。如消化实验，教师可引导学生合理设置对照实验，精确测量并记录数据，并利用科学方法对实验结果进行分析。在此过程中，学生能逐步掌握科学探究的基本方法与步骤，提高实验操作的规范性与有效性。学习支架的适时介入，不仅能体现出教师的指导作用，还能尊重学生的主体性，帮助学生在探究的过程中获得成就感与自信。

（三）“子任务”：设计子任务，引导学生逐步探究

面对较为复杂的生物实验主题，教师可以通过设计一系列结构化的子任务，引导学生由浅入深、逐步完成科学探究的全过程[3]。将综合性的实验任务分解为多个相关联的子任务，有助于学生明确各阶段的学习目标，减轻认知负担，同时培养他们的逻辑思维和分段解决问题的能力。例如，在“解码人体营养——食物的消化”这一实验中，可以将其划分为几个子任务：子任务一，初窥全貌——食物的旅程路线；子任务二，场所初探—探究口腔对食物的变化；子任务三，场所深探——探究胃、小肠等对食物的消化；子任务四，重现全貌——消化系统的组成及功能。每一个子任务都聚焦于一个具体的科学问题，学生可以在教师引导下分步骤地完成假设提出、方案设计、数据收集和结果分析。

这样的设计不仅使实验过程更加条理清晰，也能够帮助学生在分阶段实践中不断巩固和运用科学论证的方法。通过子任务的逐步引导，学生能够系统经历科学探究的完整流程，从而深入理解生物概念的形成过程，并掌握基本的实验设计与操作技能。

（四）“科学论证”：引导学生进行科学论证

在生物学实验教学中，科学论证是一个非常重要的环节，它要求学生在实验的基础上，通过实验进行假设，设计实验，分析数据，得出结论。首先，教师要引导学生针对实验题目、驱动问题，提出合理的假设；如在探究口腔对食物的消化作用时，学生可以提出“唾液中的消化酶能使淀粉分解”的假设。在这个过程中，培养学生逻辑推理和因果判断的能力。

其次，学生需根据假说设计可行的实验方案，包括自变项和因变量的确定、控制组的设定和操作步骤的规划等。如在探究不同消化液对食物的消化作用时，设计对比试验，使学生逐步掌握控制变量法的运用。在实验操作过程中，应引导学生规范地进行观察、测量与记录，培养严谨的科学态度；然后，在搜集到的数据进行整理和分析后，利用图表和计算工具来验证假设是否成立，并试图对实验现象进行合理的解释。最后，在总结阶段，学生要结合实验数据进行讨论，对假设是否正确进行评价，对实验结果进行归纳总结。

结语：

从科学的角度来看，优化初中生物实验课程，不仅有利于提高学生的科学素养和实验能力，还契合了初中生物新课标所倡导的以学生为中心，注重探究性学习和实践能力培养的核心理念。新课标强调，生物教学应引导学生在实践中探索科学知识，培养科学思维和创新能力。通过设置问题驱动，构建学习框架，设计子任务，引导科学论证等策略，不仅能够激发学生的学习兴趣，还能帮助学生在探索过程中形成批判性思维和科学探究能力。在今后的初中生物学实验教学中，教师应依据新课标的要求，注重科学论证的设计和实施，给学生更多自主探究的机会，以促进学生的全面发展，为培养未来的科学人才奠定坚实基础。

参考文献

[1]念丁岚.基于深度学习理念的初中生物学实验设计：以“有趣的斑马鱼”一课为例[J].中学生物教学，2023（24）：22-24.

[2]杨丽莎，罗充，肖仲久，等.聚焦初中生物科学素养的探究性实验教学改进：以“测定某种食物中的能量”为例[J].中学生物教学，2023（11）：61-64.

[3]尹慧，古牧，孙怡然.在生物实验中培养学生学习兴趣与学科核心素养[J].中国教育学刊，2023（S2）：153-155.