初中生物实验教学对学生科学探究能力的提升策略

引言

素质教育在生物中的体现是初中生物教育的重点。在初中生物中素质教育就是要培养学生的实验能力和热爱大自然的情感。生物是一门实验学科，常用的实验方法有观察法 , 实验法、探究法和调查法。其中探究能力是最重要的一项实验能力。在初中生物教学过程中首先要提高教师的生物素养，让教师意识到探究能力的重要性。然后在实验中运用多种方法来提高学生的探究能力。学校还要有一套完善的体系来评估老师在教学中是否提高了学生的探究能力。

一、初中生物实验教学问题分析

在基础教育阶段的生物实验教学中，存在一种令人深思的矛盾现象：实验室设备不断更新换代，显微镜从单目升级为数码，但学生的科学思维方式却仍停留在机械复制的层面。这种现象反应出传统实验教学模式的结构性缺陷。当前实验教学最突出的问题在于其僵化的实施形态。以常见的观察植物细胞实验为例，教师往往提供标准化的操作流程：从取材部位、切片厚度到染色时间都有精确规定。学生只需按部就班地执行，最终获得与教材插图高度一致的观察结果。这种食谱式的教学设计，虽然能确保实验结果的统一性，却使整个探究过程失去了最珍贵的思维碰撞环节。当所有操作步骤都被预先设定，学生自然丧失了提出为什么一定要用碘液染色这类问题的机会。

更深层次的问题在于评价导向的偏差。实验报告评分往往侧重于绘图是否精美、结构标注是否准确，而对于实验设计思路、异常现象分析等真正体现科学素养的要素却鲜少关注。这种评价方式直接导致了师生的功利化倾向——为了获得高分，学生宁愿选择稳妥的复制而非冒险的创新。久而久之，实验室里充斥着精确的操作者，却难觅具有批判精神的思考者。

二、构建三维策略：问题、设计、反思的螺旋上升

（一）前置问题链，激活探究动机

在初中生物实验教学中，问题驱动的关键在于创设真实认知需求。以人教版“观察洋葱表皮细胞”实验为例，传统教学往往直接告知学生先撕取内表皮，再用碘液染色。而改进后的做法是：在实验开始前，教师展示三组不同处理方式的装片效果——未染色的、染色过度的、有气泡干扰的，然后提出核心问题：”为什么这些装片的观察效果差异这么大？”这个问题立即引发学生思考：取材部位的选择会影响观察吗？染色时间长短会产生什么不同？盖玻片的角度与气泡产生有什么关系？

根据建构主义学习理论，当学生面对真实问题时，会自然产生解决问题的内在动力。在随后的预实验中，教师不直接给出标准答案，而是引导学生通过对比实验寻找规律。比如有小组发现，用镊子轻轻展平的表皮比直接撕取的更不易卷曲；另一组尝试不同染色时间，发现30 秒和2 分钟的染色效果截然不同。这些发现都源于最初那个看似简单的问题。这种教学方式让学生在寻找答案的过程中，不知不觉掌握了科学探究的基本方法——观察现象、提出假设、验证猜想。

（二）支架式引导，支持自主设计

支架式教学理论强调，教师应当根据学生的实际认知水平提供适时、适量的支持。在初中生物实验教学中，这种支持主要体现在三个方面：一是认知支架，帮助学生理解实验设计的逻辑框架；二是方法支架，提供实验设计的工具和模板；三是资源支架，确保学生能够获得必要的实验材料。以人教版探究光对鼠妇分布的影响实验为例，教师可以先引导学生思考实验设计的基本要素：研究问题、实验假设、变量控制等。在初期阶段，可以提供实验设计模板作为认知支架，帮助学生明确实验设计的结构框架。同时，提供材料清单和记录表格作为方法支架，降低学生操作的门槛。

随着学生实验能力的提升，支架应当逐步撤除。例如在后续的探究植物的蒸腾作用实验中，教师可以减少提供的模板支持，仅给出实验目的和基本材料，让学生自主设计实验方案。这种渐进式的放手策略，既能避免学生因难度过大而产生挫败感，又能有效培养其独立设计实验的能力。过多的支架会限制学生的思维发展，过少的支架又可能导致实验失败。教师需要根据学生的实际表现动态调整支持力度，在确保实验顺利进行的同时，最大化学生的自主探究空间。

（三）结构化反思，深化认知层次

美国教育心理学家约翰·杜威曾指出：我们不是从经验中学习，而是从对经验的反思中学习。这一观点为实验教学中的反思环节提供了坚实的理论基础。在初中生物实验中，结构化反思应当遵循操作 - 方法 - 原理的递进框架。实验后的反思环节往往被忽视，而这恰恰是思维升华的关键。以探究种子萌发条件实验为例，教师可以设计反思日志，引导学生思考三个层次的问题：操作层面（为什么有的小组气球胀得特别大？）、方法层面（温度控制是否精确？）、原理层面（产生的气体真的是二氧化碳吗？）。

根据元认知理论，这种结构化反思能帮助学生将零散的经验转化为系统的认知。有学生在日志中写道：我们组的气球没胀大，后来发现是因为橡皮塞漏气。这让我明白实验装置的严密性多么重要。还有学生提出：教材说会产生二氧化碳，但我们没有验证。下次可以试试用澄清石灰水检测。这样的反思远比简单地复述实验步骤有价值。教师可以通过追问促进学生深度思考。当学生报告种子没发芽时，不要急于纠正，而是问：你觉得可能是什么原因？怎么证明你的猜想？这种苏格拉底式的提问，能引导学生建立现象 - 原因 - 改进的完整思维链条，培养严谨的科学态度。

结论

初中生物实验教学的革新，核心在于重构“做”与“思”的关系。通过问题驱动、自主设计、反思延伸的三维策略，实验课能从技能训练场转变为思维孵化器。这一过程不仅需要教师转变教学理念，更需在课程设计中预留思维空间，让每个操作步骤都成为科学探究的注脚。

参考文献：

[1] 李朝霞. 初中生物实验教学中有效培养学生科学探究能力的研究[J].课堂内外（高中版）,2024(46):101-103.

[2] 张丽 . 初中生物实验教学中学生科学探究能力培养的实践研究 [J].问答与导学 ,2024(31):125-128.

[3] 刘娅静. 初中生物实验发展学生科学探究能力的实践研究[J]. 赢未来 ,2021(24):188-190.