摘 要：生物作为一门学科，培养学生的科学思维是生物教学的使命，也是生物教学的重要价值所在。实验是培养学生科学思维的主要阵地，在初中生物教学中应该加大实验教学的力度和频次，结合学生的日常生活，在创新实践中引发学生的观察和思考，促进学生生物素养的提升。文章分析了基于生物实验的科学思维培养方法，希望进一步增进新时代初中生物实验的科学性。

关键词：初中生物实验;科学思维;培养方法

中图分类号：G633.91   文献标识码：A   文章编号：1673-8918（2022）01-0127-04

在生物实验中培养初中生的科学思维，需要教师树立人本意识，把学生放在实验教学的中心地位，才能激发出学生的自主性和探究性，进而为科学思维的培养创造良好的条件。初中生物教师应该充分认识到生物实验在培养学生科学思维中的重要价值，摒弃唯分数是举的传统评价模式，给学生自主实验的空间，通过多种方法营造科学探究情境，使学生养成良好的生物实验思维习惯，最终让初中实验教学在生物课堂中大放异彩。

一、 初中生物实验培养科学思维的重要性

培育初中生的科学思维，是新时代初中生物教学的重要方向，有利于促进学生对生物学习的热爱，使之更好地了解生物学科的特点，使学生从生物学习中获得更多的启迪和思考。生物学科是一门和生活联系紧密的学科，很多学生喜欢生物实验，是出于对生活的熟悉和好奇，教师以此为契机，提升生物实验的频次和质量，可以极大促进学生的思维逻辑，在观察、分析、归纳、演绎、交流、反思中提升学生的科学认知能力。而学生借助于从生物学科中训练出来的科学素养，可以在物理等学科的学习上获得更大的收益，无论是对于当前学习还是未来发展，都有着十分重要的影响。

二、 初中生物实验教学现状

（一）实验的频次不多

相比于其他科目的实验，生物实验往往耗时长，对环境的要求也较高，甚至一些生物实验因为不同学生的认知能力和操作能力存在着差异，致使实验的失败率较高，比如实验“种子的萌发”需要多天的观察和记录，需要良好的周围环境，而且种子的发芽率也会因人而异，这考验教师的耐心和教学进度，很多教师为了提升教学效率会借助图片和视频向学生“讲实验”，致使学生无法亲身参与到实验过程之中，科学思维的提升无法得到有效的落实。

（二）实验的目标狭窄

初中生物实验具有多方面的培育价值。在实验过程中，学生会通过操作实验器材来进行生物知识的融合和思考，其本身就是一种生命活动和思维展示。但是由于一些初中生物教师在实验课堂上制定的目标任务过于狭窄，兴趣点只放在学生“发现没发现”“理解没理解”等知识目标上，对培养学生素养方面缺乏重视，使得学生的科学思维和探究能力发展缓慢。以实验“观察洋葱表皮细胞”为例，教师会主要关注学生看没看到细胞，看没看到相应的结构，以为学生看到就认为实验是成功的，这种简单目标的设计应在今后的生物实验中加以纠正。

（三）实验的方式单一

初中生物实验在内容和形式上十分丰富，比如可以在生物实验室里做实验，也可以在课外活动中开展实验教学，可以是生活化实验，也可以是电子化实验，即借助多媒体来呈现现实条件不允许的实验内容。但是从实际情况来看，一些初中生物实验课堂的实验方式较为单一，局限于生物实验室，局限于课本实验内容，严重限制了学生科学思维的发展。

（四）实验的评价不佳

学生的实验过程是一个探究过程，涉及学生的观察素养、合作素养、创新思维、动手能力等方方面面的内容，不能仅仅关注实验结果，把学生有没有获得相应的实验结果视为实验的唯一目的，这是不符合新课改理念的。但是现阶段，一些初中生物教师缺少对学生科学素养的分析和评价，影响到学生科学思维的发展。

三、 初中生物实验教学中培养学生科学思维的方法

（一）重视初中生物实验，积极开展生物实验

培养学生的生物科学思维，首先要重视实验，积极开展实验，不能为了追赶教学进度就忽视实验，急功近利的心理或许在短时间内提升了教学效率，但从长远来看非常不利于学生的生物学习，更不利于学生科学思维的提升。初中生物教师要在重视知识教育的同时，重视学生的生物素养，在实验过程中多一些启迪，鼓励学生合作探究，提出新颖的观点和思考，营造宽松自由的实验氛围，只有这样，初中生的探究潜能才能被激活，科学思维的培养才能建立在稳固的基础之上。以实验“光合作用产生氧气”为例，初中生物教师可以给学生提供丰富的实验器材和素材，让初中学生自由设计实验步骤，自由交流实验感悟，自由选择合作伙伴，营造欢乐和谐的实验氛围。对于一些耗时较长的实验，如种子的萌发实验等，初中生物教师也不能因噎废食，应该积极主动地进行变通思考，比如可以借助操场上的花圃来完成，或者借助多媒体电子实验等来进行，让学生的科学思维建立在实验的基础之上。

（二）丰富实验呈现方式，促进学生科学思考

初中生物实验不局限于课本和教室，而是有着十分广阔的实践舞台，只有保障生物实验方式的多样性、灵活性、实践性，学生的科学思维才能突破生物课堂的束缚。作为新时代初中生物实验的主要组织者和引导者，初中生物教师要树立开放思维，找到最适合提升学生科学思维的实验形式和方法。比如实验“采集鼠妇”，教师就可以带领学生到操场、绿化带、学校百草园等场所，带上自制纸槽，进行生物实验的设计。为了启发学生的科学思维，教师可以让学生观察鼠妇的活动位置和活动轨迹，了解鼠妇的生存环境，提出问题让学生思考：光对鼠妇生活有什么影响？为什么鼠妇存在的地方，环境都比较湿润甚至潮湿？之后学生拿着采集到的鼠妇，按照课本上的实验内容进行操作，进一步感受光和土壤等环境因素对鼠妇的影响，通过小小的鼠妇，学生看到了多種生物因素之间的互相影响，从而树立联系思维和科学思维。对于因为条件所限无法开展的实验，教师可以制作一些电子实验课程，通过动态演绎的方法，模拟出实验过程，也能给学生逼真的实验感悟。

（三）情境设计实验步骤，引发学生自主思考

情境化是很多初中生物实验的基本特征，但是在以往的生物实验中，初中生物教师因为侧重于对实验结果的关注，对学生综合实验素养的重视不够，导致生物实验的情境化特征不能得到有效彰显，既限制了生物实验的氛围，又影响到学生的自主能力和参与兴趣，科学思维的提升也不能达到很好的效果。新形势下，初中生物教师要进一步重视情境化的营造，让学生置身其中，全身心的投入实验操作之中，释放学生的自身潜能，进而获得相应的生物知识，感受生物学科的魅力和价值。以实验“膝跳反射”为例，这是一个很好的情境实验，初中生物教师事先把学生分组，可以两人一组，可以多人一组，小组学生互相运用橡皮锤进行膝盖韧带的击打。在这一实验过程中，不同学生的膝跳反射是不同的，有的学生有反应，有的学生因为紧张没反应，有的学生反应大，有的学生反应小，教师让学生在小组长的带领下一起探究坐姿方式和击打方式，同时让腿自然下垂。为了营造情境氛围，也可以在小组间进行竞赛，看看哪个小组的操作最正确，积累经验和增进共识。为了提升学生的科学思维，教师可以让学生思考：这种反应是人与生俱来的还是后天习得的呢？从进化的角度说，人为什么会有膝跳反射？初中生物教师可以借助于多媒体向学生演示直立行走时人的膝关节和周边肌肉收缩状态，当学生认识到膝跳反射是人维持直立状态的基本条件时，对生物知识的认知就会更加深刻。

（四）树立生活联系思维，提高学生探究兴趣

陶行知先生说“生活即教育”。生活和生物存在天然的联系，特别是生物实验，很多实验器材和素材都可以取自日常生活，既能锻炼学生的动手操作能力，又能发散学生的生物思维，促进学生的探究兴趣，使学生养成在生活中认识和学习生物知识的习惯。初中生物教师要切实关注学生的日常生活，结合实验内容进行生活化实验教学。比如在实验“观察心脏的结构”开始前，初中生物教师可以让学生在家长的帮助下买一个猪心，处理干净之后进行自主观察，之后再在教师的辅助下对猪心进行解剖，初步了解心房心室的位置，感受瓣膜的作用，了解心脏的各个腔室分别与什么血管连通，在自主操作中锻炼学生的科学思维，学生还可以把实验过程录制成短视频，把遇到的问题记录下来，方便在生物课堂上和生物教师进行交流与探讨，教师针对学生的认知问题给予切实的帮助和引导。再比如，在实验“观察鸡卵的结构”中，教师可以让学生带新鲜鸡卵和熟鸡卵来学校进行实验，获得对生活的切身体验，对生物和生活之间的紧密关系也会有比较深入的思考。

（五）创新生物实验方法，活跃学生科学思维

创新是推动新时期初中生物实验教学的引擎。作为初中生物教师，培育学生的科学思维必须要有创新策略，一味按部就班的做实验是无法充分调动起学生的实验积极性的，也无法满足初中生对于生物学科的学习要求。初中生物教师应该在实验方法上进行创新，比如在“观察酵母菌和霉菌”实验中，初中生物教师可以先不告诉学生手上的载玻片是酵母菌还是霉菌，而是让学生依据二者的细胞结构特点在显微镜下进行自主区分，看看谁能够在最短时间内辨别出酵母菌和霉菌，通过这样的竞赛方法，考验学生对酵母菌和霉菌的认知水平，同时促进学生对生物知识的深入掌握，并且在调动相关生物知识进行自主辨别中锻炼学生的科学思维能力。在实验形式上，初中生物教师可以借助现代化多媒体来进行，特别是对于一些实验器材不足或者实验场地不佳而无法开展的生物实验，实验微课可以起到补充和丰富的作用，学生通过观看微课中的实验过程，一样可以获得对生物知识的深入了解。初中生物教师还可以带领学生去学校的百草园及绿化带中去观察各种生物，拓宽生物实验教学的视野，同时优美的自然环境更有利于激发学生的思考，学生从中受到更多的科学启迪，乐学善学，科学思维和素养也会随之得到有效的培育。

（六）加强实验评价指导，提升学生实验素养

生物实验结束之后，初中生物教师要对每一位学生在实验过程中的表现进行综合分析和评价，把初中学生的动手能力、思维展示、创新意识、合作素养等纳入整个实验评价体系之中，增进学生的实验素养。以观察“植物的蒸腾作用”这一生物实验为例，有的学生在实验中用塑料袋罩住了整个植株，有的学生在实验之前因为没有给植物浇水，致使实验失败。针对学生这样那样的问题，初中生物教师可以启迪学生：植物依靠叶片上的气孔散失水分，如果不给植物浇水，植物的蒸腾作用还能不能进行？把整个植株用塑料袋罩住，能不能说明塑料袋里的水汽和水珠全部来自叶片？老师的启迪激发了学生的探究思维，学生重新观看课本或者多媒体上的实验内容，可以认识到自身的问题，会在以后秉持严谨的态度来做生物实验。对于在生物实验过程中积极探究、主动交流和思考，并且有自己的独特感悟和理解的学生，初中生物教师要给予积极的赞扬和鼓励，引导其他学生向优等生看齐，营造积极向上的学习氛围，促进全体学生的发展。对于后进生，初中生物教师也要善于发现学生的闪光点，通过积极评价激励学生的生物探究兴趣，为科学思维的提升打好基础。

（七）依托生物实验内容，培育学生科学精神

科学精神是科学思维的一部分，培育初中学生的科学精神，是初中生物实验教学的重要任务、学科使命。初中生物教师要以生物实验为契机，引导学生热爱科学，尊重科学，养成从科学角度观察和认识生活的习惯，促进学生长远发展。比如在“显微镜的使用”的实验教学中，教师可以一边教授学生显微镜的正确使用方法，一边结合医院对病人患病部位的细胞组织进行显微镜观察和诊断的方法，让学生初步认识现代医学建立在科学认知的基础之上这一事实，使学生树立科学态度。除了医学，还可以从显微镜在农业、工业等产业上的应用进行讲解，结合相关视频和案例，启迪学生去思考显微镜在促进社会发展和人类进步过程中所发挥的重要作用。通過诸如此类方法，既激发学生使用显微镜的兴趣，同时又强化学生的科学思维，达到较好的效果。同时鼓励学生，应该多利用自己的业余时间，观看一些科学类的视频讲座，拓宽科学视野，促进自我成长。

（八）重视自身生物素养，促进可持续性发展

培养学生的科学思维，首先生物教师自身要具备良好的生物素养，只有善于观察、喜欢实验、热爱探究的教师，才能给学生树立一个良好的榜样，进而带领学生一起投入对生物知识的学习和思考之中。所以对于初中生物教师来说，一定要把功夫用在平时，在生物教学和实验教学中，有意识地启迪学生，并把自己的探究方向和思考內容展示和分享给学生，和学生平等交流，本着学习的态度，向优等生取经，向同事取经，向网络取经，凡事多问自己几个为什么，不要做“无所不知”的教师，要秉持一颗持续学习的心，自身才能不断成长，生物实验教学也才能得到不断提升。初中生生物素养不足，学习依赖心理较重，喜欢跟随老师的步伐和节奏走，初中生物教师的引导作用就显得至关重要，必须在实验教学中多学习、多实践、多尝试，通过自己的努力，保障生物实验教学的可持续性发展。

四、 初中生物实验教学中培养学生科学思维的反思

在初中生物实验教学中培养学生科学思维的过程中，一些教师往往过于重视欢乐氛围的营造，力主给学生制造宽松自由的实验环境，以更好地发散学生的探究思维。这种教学行为虽然值得肯定，但是如果一味把课堂交给学生，会很容易引发实验的混乱，实验目标和实验秩序都会受到影响。因此初中生物教师要加强反思，既要重视实验教学的灵活性和宽松性，又要注重严谨性和秩序性，特别是在规范学生对生物器材的操作上，更要把培养学生的正确操作习惯和行为习惯作为重要的教学目的，纠正学生的不规范操作，促使学生在科学思维的引导下做实验。以显微镜的使用为例，有的学生喜欢用左眼看目镜，有的学生喜欢用右眼看目镜，教师要引导学生尽量使用左眼看目镜，因为用左眼看目镜的时候，右眼就可以用来专注于记录数据和绘制生物图形，通过操作习惯的规范，端正学生的科学态度。此外，科学思维的培养是一个循序渐进的过程，不可能一蹴而就，这就需要初中生物教师做好长期的思想准备，切忌急功近利，不要追求短期效应，要给学生一些进步和成长的时间，并善于和其他学科教师形成合力，如数学教师、物理教师、化学教师等，都是科学学科的组成部分，应该促进教学经验的共享和实验教学的交流，从而发挥生物学科优势，为学生综合科学思维的提升尽自己的一份力。

综上所述，初中生处于建立科学思维、形成科学探究习惯、树立科学精神的重要时期，生物教师要依托实验内容对学生进行更高层次的提升，不满足于一般性的程式化操作，充分调动学生在生物实验过程中的积极性和自主性，使学生的科学思维借助实验获得飞跃性的进步。

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作者简介：李加女（1976～），女，汉族，福建厦门人，厦门市莲美中学，研究方向：生物教学。