初中生物實驗教學中如何培養學生的科學素養

馬尚德

摘要：在新課改背景下，培養學生的科學素養成為初中生物教學的重要任務。生物實驗教學是提升學生科學素養的重要平臺，教師加強對實驗資源的開發與利用，設計豐富多彩的科學探究活動，不僅能夠促進學生對生物知識和技能的掌握，而且能使學生形成良好的科學意識和科學精神。文章主要分析了初中生物實驗教學在培養學生科學素養方面的優勢，根據實驗課的特點和學生的實際情況，探討了具體的教學策略，力求加快學生科學素養的發展步伐。

關鍵詞：初中生物實驗；培養；科學素養；優勢；策略

生物是一門以實驗為基礎的學科?？茖W素養的內涵十分豐富，包括科學探究的能力、思維、精神、態度等等。初中生的科學素養正處在關鍵的形成和發展階段，教師可以借助生物實驗教學培養學生的科學素養，以此推動生物教學改革。因此，教師應該樹立以生為本的觀點，聚焦科學素養的發展導向，對傳統的生物實驗模式進行優化設計，以學生為中心，引入多樣化的科學資源，創新實驗學習的內容和形式，從而提升學生的科學素養。

1? ?初中生物實驗教學在培養學生科學素養方面的優勢

1.1能夠激發學生的科學探索興趣

想要培養學生的科學素養，激發探索興趣很重要。教師必須先讓學生感受到生物課程的魅力，才能為他們走向科學探索的道路創造有利的先決條件。傳統的初中生物教學存在教學手段單一化的問題。教師專注于知識灌輸，學生難以獲取新的認識和體驗，內在的需求得不到滿足。在這種情況下，學生的科學素養無法提升。生物實驗是一種具有趣味性的學習模式，不僅符合學生的認知規律，而且能凸顯他們的主體地位，能夠從根本上激發學生的科學探索興趣，在培養學生科學素養方面，具有得天獨厚的優勢。比如，生物實驗的各式器材、神奇多變的現象等等，都是深受學生所喜愛的。教師要致力于實驗資源的整合，改善一成不變的知識傳授方式，讓學生對生物課程內容產生新鮮感和好奇心，從被動接受式的學習中解脫出來，轉為對生物知識技能的主動學習，從而利用實驗優化教學手段，激發學生的科學探索興趣，使其逐步形成熱愛生物、熱愛科學的積極情感。

1.2能夠拓展學生的科學實踐空間

實踐能力是科學素養的重要組成部分。有效的生物教學應該具備理論實踐一體化的特點，使學生在充足的實踐訓練中掌握科學探究的基本步驟和方法。但是，從以往的教學來看，生物理論和實踐教學的實施比例存在失衡的問題，部分教師比較看重概念知識的講解，很少通過實踐的方式，讓學生去自主探索課本知識，致使學生對生物科學方面的認識都是從教師口中“聽”來的，不僅會影響知識的內化，而且會阻礙科學實踐素養的提升。生物實驗具有非常強的實踐性和探究性，實驗教學是培養學生科學素養的重要手段，它能拓展學生的科學實踐空間。教師可以將生物實驗作為橋梁，連接課本與現實，減少單方面的理論介紹和解釋，利用各種實驗工具和材料，讓學生動手嘗試，經歷操作、觀察、記錄、討論等一系列的實踐探究過程，體會生物現象的奧秘，從而解決理論與實踐脫節的問題，使學生在生物學習中動腦與動手相結合，真正促進其科學實踐素養的提升。

1.3能夠培養學生的科學創新精神

創新是科學素養的重要維度之一，生物科學的研究離不開創新，這是培養科學素養的關鍵點，也是素質教育的目的所在。然而，在以往的初中生物教學中，關于科學創新教育的內容比較匱乏，教師的教學方式缺少靈活性、開放性和創造性，總是要求學生在固定的路線和范圍內一板一眼地學習，導致學生無法形成科學創新意識。針對科學素養的培養，生物實驗教學能夠發展學生的科學創新精神。一方面，生物實驗具有開放性的特點，從實驗猜想的提出，到方案設計、程序實施，學生都可以充分地參與其中，通過已經掌握的知識和技能，探索完成實驗的路徑，在這個過程中，學生學習的自由度更高，能夠更好地發展科學創新思維；另一方面，教師在生物實驗教學中也可以有意識地引導學生進行創新，比如結合具體的實驗現象提問，讓學生運用想象、推理、概括等思維，解釋現象背后的原理和規律，從而助力學生科學創新精神的養成，發揮生物實驗教學的價值。

2? ?在初中生物實驗教學中培養學生科學素養的策略

2.1創設真實的實驗情境，激發學生的科學探究熱情

在新時期的初中生物實驗教學中，想要高效培養學生的科學素養，要先激發學生對實驗課的探索興趣。生物知識具有較強的抽象性，教師在導入實驗課題時，如果直接用教材概念引入，學生很難產生真實的認知體驗，無法迅速地把握實驗的內容和目的，還可能對實驗活動產生畏難情緒。生物實驗教學的開展要依托于真實的情境，采用情境創設法，既能為課堂注入活力，又能幫助學生發現現實世界中的生物問題，使其理解實驗課題的意義。因此，教師應該從生物實驗教學的目標及學生的認知需求出發，引入各類教學資源，創設真實、靈動的實驗情境，把科學事物、生活現象直觀地呈現在學生的眼前，激發他們的好奇心和求知欲，巧妙地導入實驗課題，從而點燃學生的科學探究熱情，為科學素養的培育打下堅實基礎。

在創設生物實驗情境時，教師應該根據實驗課題，結合學生的思維特點和興趣愛好，利用生活資源、實物教具和電教手段等，設計與實驗內容相契合的氛圍或者場景。關于實物教具，教師可以展示有關實驗的生物活體、標本、模型、掛圖等等；關于電教手段，教師可以結合實驗與生活的聯系，應用圖片、短視頻等多媒體素材，呈現日常生活中常見的生物現象，以此化抽象為具象，吸引學生的注意力。在創設情境的同時，教師應該采用互動教學法，引導學生對情境中的事物展開觀察、思考、分析、討論等認知活動，比如，對于生活化的生物現象，教師就可以讓學生研討此類現象的形成原因。在學生的科學情感、思維被充分地激活之后，教師應順勢引出生物實驗課題，介紹實驗的背景、要求和目標，鼓勵學生根據先前的討論，對實驗課題提出合理的猜想或假設，教師不要評判猜想是否正確，而是讓學生帶著問題，以實驗的方式去自行探究。這樣通過真實情境的驅動，生物實驗課程順利開展，從而使學生產生濃厚的科學探究興趣。

2.2開展小組式實驗活動，鍛煉學生的科學探究能力

基于培養科學素養的初中生物實驗教學，要體現學生的主體地位。傳統的生物實驗以教師的演示操作為主，學生只能在旁觀看，無法切身經歷動手、協作等科學探究過程，嚴重弱化了學生在課堂中的主體地位。小組合作是一種以學生為中心的實驗教學模式，能夠營造開放、自主的探究氛圍，促進學生合作、交流，打破“教師做、學生看”的局面。因此，教師應該積極開展小組式生物實驗活動，把科學探究的主動權還給學生，充分挖掘他們的潛能，從而提升學生的科學探究能力，實現科學素養和團隊意識的培養目標。

在開展小組合作形式的生物實驗活動時，教師應該立足于科學素養的培養，合理劃分實驗小組，結合學生在生物學習中的表現，考慮科學思維、動手能力、溝通能力等要素，遵循“組間同質、組內異質”的原則，把學生分成5～6人的實驗小組，選擇科學素養較強的學生擔任小組長，負責實驗活動的組織和領導工作。在實驗進行的過程中，教師應該引導各組學生，在組長的主持和協調下，圍繞實驗方案設計、資料搜集、實驗操作、記錄觀察等環節，明確組員的責任分工工作，確保每個組員都能各司其職、有事可做，高度參與到科學探究活動之中。教師則扮演協助者和管理者的角色，為各學習小組提供完備的實驗器材、開放教學計算機的使用權限、供學生查詢實驗所需要的信息等等。針對學生在實驗中遇到的問題或者困難，教師要先鼓勵他們在組內集思廣益、合作探究，嘗試找出解決辦法，如果小組成員經過努力仍然無法解決，教師再給予點撥性的意見，幫助學生突破探究障礙。通過開展小組實驗，學生的集體智慧、優勢才能得到有效整合，從而養成合作探究的好習慣。

2.3重視實驗結論的研討，培養學生的科學探究態度

在初中生物實驗教學中培養學生的科學素養，讓學生保持尊重事實和證據以及嚴謹務實的科學態度是十分重要的。結論分析是生物實驗的關鍵環節，以往到了這個環節，教師普遍是用教材中的概念對實驗過程和結果進行簡單的總結，學生無法充分地參與其中，也無法把科學認識從感性上升到理性。所以，教師要重視生物實驗結論的研討，組織學生進行具體分析，總結實驗結論，從而培養學生的科學探究態度。

在研討生物實驗的結論時，教師應該沿用小組合作的形式，讓各小組按照實驗記錄，輪流匯報生物實驗的操作過程，以及觀察到的現象，先比較各組之間看到的現象是否存在區別，若現象一致，再圍繞實驗中具體的因變量指標，結合現象分析實驗的原理和規律。在這個過程中，教師應該引導學生進行有理有據的表述，每個觀點都要有對應的現象作為支持，不憑空臆斷，最后匯集各小組的觀點，剔除不嚴謹的、沒有事實根據的結論，留下經得起推敲的結論，與生物實驗開始之前提出的假設進行核對與驗證，若假設成立，就證明實驗結論無誤。通過對生物實驗結論的分析，學生不僅深刻地掌握了實驗知識技能，而且能夠形成批判思維和實事求是的科學態度。

綜上所述，初中生物實驗教學在培養學生的科學素養方面具有極為突出的優勢。實驗能夠激發學生的科學探索興趣，拓展科學實踐空間。教師應該根據生物實驗的課程標準，創設真實的實驗情境，調動學生的科學探究積極性，開展小組實驗活動，加強實驗技巧的傳授，使學生形成科學思維，掌握正確的實驗探究方法，重視實驗結論的研討，促進學生樹立尊重事實證據的科學態度，從而實現科學素養的培養目標。

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