章黎黎

摘要：生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物学知识，领悟科学研究方法而进行的各种活动，通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划和得出结论，常用的方法是对照实验。本文以“探究种子萌发的环境条件”为例来谈谈“科学探究”的教法与学法。

关键词：科学探究;种子萌发的环境条件;对照实验

义务教育阶段生物学是以实验为基础的一门自然科学，实验教学的开展效果，直接影响到学生知识技能和科学素质的培养。课堂教学是学校教育中进行素质教育的主渠道，根据现代教学理论的发展，教学方法体系的确定应充分考虑两个方面，一是教学的目标及目标具体化了的教学内容，二是学生，是具有一定的认知结构和情感态度的学生。具体地说，就是根据不同的教学目标、教学内容，考虑学生的认知结构特点，明确科学素质教育应以学生为中心，充分发挥学生在课堂学习中的主体作用。本文以“探究种子萌发的环境条件”为例来谈谈初中生物学“科学探究”的教学与学习。

现在正是硕果累累的秋季，许多植物都收获了果实和种子。秋天的收获源于春天的播种，春播时往往有许多需要注意的事项，例如：许多作物是在春天播种的，天寒地冻不适宜;播种前要往地里浇一些水，使土壤湿润，如果刚下过一雨，就不用浇水了;但是过于潮湿也不适于播种，因为容易使种子霉烂;播种前还要通过耕和耙使土壤变得松软。这其中就包含了种子萌发需要的环境条件：适宜的温度、一定的水分、充足的空气。

这些条件是不是种子萌发所需要的吗？激发了学生的兴趣和思考后，就应该引导他们来进行科学探究了。科学探究通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划和得出结论。常用的科学探究方法之一——对照实验，即设计诸多因素一致，只有某一因素不同，通过对照比较得出结论。

一、提出问题和作出假设：

这对学生来说很容易，即“种子萌发需要哪些环境条件？”（提出问题一般就是将要探究的内容用一般疑问句的形式表述出来。）和“种子萌发需要适宜的温度、一定的水分、充足的空气。”（作出假设就是对提出的问题给予观点明确、表述完整的回答;假设可以是肯定的，也可以是否定的。）

二、制定计划和实施计划：

（1）、设计对照实验的注意事项：

制定计划时常常要设计对照实验，这是一个难点。可提供一组参考装置，让学生观察思考：这里们有对照实验吗？如果有的话，这组对照实验可以探究什么问题？

学生回答有两组对照实验。1号种子和2号种子形成对照可以探究水分对种子萌发的影响;3号种子和2号种子形成对照可以探究空气对种子的影响。显然，学生没有提到1号种子和3号种子可以形成对照实验，那么它们可以吗？为什么？当然不能，因为它们获得的水分和空气都不同，变量不唯一！最后如果两粒种子出现不同的结果就无法确定是哪个因素造成的，所以设计对照实验要注意“变量唯一”。教师应在此处通过板书等形式强调：“设计对照实验的注意事项：1、变量唯一”。

这个装置可以形成两组对照实验分别探究水分和空气对种子萌发的影响。在我们的假设中，种子的萌发还需要适宜的温度，这个装置能形成对照实验来证明吗？如果不能，该如何改进呢？ 根据学生讨论出的设计方案，老师再提供一组参考装置。这组装置与原来那组装置的设计基本上是完全一样的，只是把它放在了0℃的环境中，让学生比较这两个装置，说出左装置和右装置中哪些种子符合“变量唯一”这个要求？

学生很容易回答出1号和4号、2号和5号、3号和6号符合“变量唯一”的要求。那么，它们可以形成对照实验吗？引导学生分析出：2号和5号可以，1号和4号、3号和6号不行，因为1号和4号都没有一定的水分，3号和6号都没有充足的空气，除变量以外的条件不适宜。对照实验不仅变量要唯一，而且除变量以外的条件要相同且适宜。教师应在此处通过板书等形式强调：“2、其它条件相同且适宜”。

三组对照实验：1号和2号、3号和2号、4号和2号，分别可以探究水分、温度、空气对种子萌发的影响。如果一段时间以后2号种子萌发了，其它种子都没有萌发，可以得出结论吗？即“种子的萌发需要一定的水分、适宜的温度和充足的空气。”许多学生会给出肯定的答案，教师否定从而引发学生思考和讨论——每组实验都只有一粒种子，可能存在偶然性！例如：1号种子不萌发有可能是缺乏水分，也有可能是种子自身的原因。那么，有什么办法可以避免偶然性呢？当然是进行重复试验，比如每组都使用等量的、相同的种子，或者把上述实验重复几次。教师应在此处通过板书等形式强调：“3、重复实验”。

（2）、实验组和对照组：

人教版初中生物学七年级上册p89-90，设计方案中有三组对照实验，每一组对照实验的实验组和对照组分别是几号瓶？学生填写表格：（1、2、3、4号瓶分别装入等量的、相同的种子，1号瓶中不洒水，2、3号瓶中洒一点水使里面的纸变得潮湿，4号瓶中倒入较多的水使种子完全浸没的水中。然后把1、2、4號瓶放到橱柜中，3号瓶放到冰箱里）

让学生通过实物投影仪等方式展示填好的表格并作出说明]：1号瓶和2号瓶形成对照，探究水分对种子萌发的影响，其中1号是实验组、2号是对照组。3号瓶和2号瓶形成对照，探究温度对种子萌发的影响，其中3号是实验组、2号是对照组。4号瓶和2号瓶形成对照，探究空气对种子萌发的影响，其中4号是实验组、2号是对照组。如何区分实验组和对照组？有什么规律吗？一般情况下，自然、正常情况的为对照组，其它为实验组。

实验方案完成。播放课前录制的视频资料，生物兴趣小组的同学实施了此方案。

三、实验结果和实验结论：

通过视频学生看到了整个实验的过程，要求根据最后呈现的画面说出每组对照实验的结果和结论，填写如下表格：（视频画面：1、3、4号瓶种子没有萌发，2号瓶种子萌发了）

实验结果为1、3、4号瓶种子没有萌发，2号瓶种子萌发了;实验结论是种子的萌发需要一定的水分、适宜的温度和充足的空气。科学探究中得出实验结果和实验结论也是有方法的。实验结果就是对实验中看到的现象进行直接的描述;实验结论就是根据实验结果回答之前提出的问题，要求观点明确、表述完整。

教师进一步质疑：视频中实验小组的同学将1、2、4号瓶放进橱柜，3号瓶放进冰箱，书上的方案也是这么要求的。3号瓶放进冰箱是为了给一个不适宜的温度，但是1、2、4号为什么一定要放进橱柜呢？橱柜中也是常温，为什么不直接放在环境中？

引导学生思考、讨论出：冰箱和自然环境之间有两个变量：温度和光。如果把1、2、4号放在自然环境中，哪粒种子最后和3号出现不同结果就无法确定到底是温度的原因还是光照的原因，因为变量不唯一。那么，种子的萌发到底需不需要光呢？这也要通过实验来证明，组织学生討论设计实验方案，并提供一组数据作为参考（即人教版初中生物学七年级上册p94，课后练习第3题）。

（4）、补充资料：

研究发现，种子萌发的外界条件除了需要一定的水分、适宜的温度和充足的空气外，有时还需要一些其他条件。下表是蚕豆、烟草和苋菜的种子在见光和不见光条件下的发芽率，请根据该表数据回答，这三种种子的萌发与光照有什么关系。

学生能分析出：蚕豆种子的萌发与光照无关;烟草种子、苋菜种子的萌发与关照有关。烟草种子的萌发需要光照，苋菜种子的萌发不需要光照。事实上，光照并不是所有种子萌发必须的条件。有的种子萌发需要光照，比如烟草种子，大多数种子的萌发不需要光照。所以，我们常常把种子埋在土壤里、见不到光，满足了其它条件后种子也能萌发。

新编中学生物教学大纲指出：通过生物学知识的学习，要让学生初步具有科学态度，掌握一些科学方法，要通过科学方法的训练，培养学生的科学素质。通过补充资料引导学生探究种子萌发是否需要其它的环境条件，是在初中生物学实验教学中，重视与加强对学生科学素质的培养，激发他们进一步探究的兴趣和能力。

当今世界，科学探究的产物比比皆是，科学技术的成果渗透在我们身过各个角落，影响着每个人的生活。社会的科技化和科技的社会化要求每个人都应该具有良好的科学素养，而具有一定科学素养的人才能够在日常工作和生活中运用科学知识作出适当的决策，能够参与社会上牵涉到科学技术的重大问题的活动而不至于在科技的大潮中无所适从或迷失自我，所以初中生物学教师在教学中要借助实验教学这块得天独厚的平台，发展学生观察、思考和探索的能力，进而培养学生的热爱科学的良好品质。

参考文献：

[1]谈初中生物教学中科学探究活动的开展   张宇  《甘肃教育》 2014年第15期

[2]浅谈初中生物科学探究活动中的科学素质教育   张宇  《西北职教》 2011年 第5月

[3]初中生物实验教学科学素质培养浅谈   张伟亚  《读写算：教育教学研究》 2011年第6期

[4]初中生物实验教学中学生的科学素养教育   朱爱霞 《中学生数理化（教育学）》 2015年第4期

[5]初中生物实验教学培养学生科学素养的思考   何雄   《速读旬刊》 2015年8月

[6]探讨科学素养的培养与初中生物的实验教学   陈一秀  《未来英才》 2016年6月

[7]浅谈初中生物课科学探究活动教学中的组织与实施方法   汪多平  《小作家选刊》 2016年第18期

[8]谈谈初中生物教学中的科学探究   肖锋  《软件  电子版》 2013年第9期