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摘要：基于学习进阶的理论，通过对初中生物实验教学的特点分析，从整体上对实验教学进行创新设计，增强生物课程教学的有效性，从而帮助学生掌握生物核心概念的内涵和外延，提升其核心素养。
关键词：学习进阶；初中生物；实验教学
《义务教育生物学课程标准（2022年版）》颁布以来，许多与培养学生核心素养、科学思维相关的理论都成为了研究热点。其中，学习进阶这一理论也被人们广泛关注。学习进阶关注学生已有的认知和生活经验，为初中生物实验教学的设计提供了理论基础。鉴于此，本文基于学习进阶这一理论，探讨初中生物实验教学的创新设计，以期能增强生物课程教学的有效性。
一、学习进阶的内涵
（一）学习进阶的概述
学习进阶又称为学习进程，它因源于实践证据且反过来检验和修正实践，能有力揭示学生认知水平的发展进程，从而成为有效推进课程、教学和评价一致性变革的“证据驱动模式”。学习进阶包括五个要素，进阶终点、进阶维度、多个相互关联的成就水平、各水平的预期表现和特定的测评工具。学习进阶强调连贯性，对于核心概念的理解是由浅入深地完成进阶。
（二）学习进阶对于实验教学的价值
在初中生物实验教学开展过程中，学习进阶涉及的多个维度不能一蹴而就，需要教师根据学生的学情从进阶的起点到进阶的终点进行整体设计，化解学生学习的难点，促进学生在不同维度从低水平到高水平螺旋上升。基于学习进阶的课程设计注重衔接，循序渐进地引导学生逐步深入地认识生物学的科学本质和重要思想观念。
二、基于学习进阶理论的初中生物实验教学设计的关键点
生物学科是自然科学的一部分，它的本质也是实验科学。生物科学的发展离不开生物学实验。生物实验教学可以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，从而让学生主动参与课堂。学生在亲历实践的过程中，通过不断地进阶，提升关键能力，培养核心素养。在初中生物实验教学的过程中，为了实现学习进阶，笔者认为在进行实验教学设计时需要注意以下几个关键点。
（一）创设真实实验情境
在真实情境中不断解决问题能锻炼学生的能力，培养学生的品质。笔者认为在进行实验教学时，教师可以创设贴近学生生活的真实情境，让学生从亲身感悟出发，激发学生学习兴趣，引导学生积极参与到生物学实验的过程中来。能让学生产生深入了解的冲动和欲望，积极主动地参与实验，才能促进学习进阶的完成。例如，在进行“探究无机盐对植物生长发育作用”这一实验教学时，由于七年级的学生对无机盐的概念还是比较陌生，没有感性的认识，对即将进行的实验存在了一定的困惑。教材中把三株大小相似的青菜，分别放入土壤浸出液、无土栽培营养液和蒸馏水中培养，让学生观察青菜的长势。再分别把土壤浸出液、无土栽培营养液、蒸馏水滴在3片载玻片上，然后用酒精灯烘干，观察载玻片上留下的结晶物质，这种结晶物质就是无机盐。好奇心和兴趣都是学生学习的原动力，创设基于真实困难的情境，这种情境与学生的生活又紧密相连，才能更能激发学生的好奇心和兴趣。在进行这一实验教学时，教师可以先带领学生参观无土栽培蔬菜基地，让学生对于无土栽培这一生物技术有个直观的了解。在此基础上，让学生以小组为单位，合作进行无土栽培蔬菜种植。在无土栽培种植的过程中，学生可能会遇到一些实际问题，如“有的青菜长势好，有的青菜长势不好？无土栽培营养液是不是越多植物长势越好？”在这种真实情境中，学生遇到了需要解决的现实问题。教师顺势组织学生进行实验“探究无机盐对植物生长发育的作用”，这样的教学设计比较贴近学生的需求。通过实验，学生解决了遇到的困惑。在无土栽培的过程中，学生通过对无土栽培营养液的了解，进一步认识无机盐从而了解无机盐对植物生长发育的作用。学生是学习的主体，他们都有求知的本能，有探索的欲望。在真实情境中进行实验教学，能够让学生完成角色转变，即从完成老师布置的生物实验的执行者到成为解决实际困难的探索者。在这个实验教学过程中，对学生的预期水平也达到了真正了解无机盐对植物生长发育的作用的进阶。
（二）利用认知冲突
认知冲突存在于旧知与新知之间，其有效的创设有利于梳理旧知和构建新知。认知冲突是学生探究新知的原动力，也是学生理解新知的切入点。在进行初中生物实验教学的过程中，教师可以根据学情，利用学生的认知冲突，创设情境引入实验。学生的生活经验是在平时实践中产生的经验，并非都具有科学性，但却能为实验教学提供良好的素材。教师利用认知冲突，让学生对错误的前概念进行纠正，从而构建正确的核心概念。在这个探究过程中，能充分体现新课标的育人理念，促进学习的进阶。例如，在进行“观察鸟卵的结构”这一实验教学前，学生对动物的生殖和发育知识已经有了一定的了解。观察鸟卵的结构这一实验教材选用的材料是鸡蛋。鸡蛋在生活中比较常见，因此学生对它很熟悉。许多学生会有两个错误的认识，“一个鸡蛋就是一个卵细胞”和“所有的鸡蛋都能孵出小鸡”。所以在进行这个实验教学时，教师可以很好地利用这一素材，以这两个错误的认识引入，引起学生对头脑中的错误前概念产生质疑，形成认知冲突，激发学生进行实验的兴趣和探索的欲望。为接下来进行实验探究建构科学概念埋下伏笔。在这个实验中，学生通过由表及里地解剖并观察鸡蛋的结构。在认识结构的基础上，了解它们相应的功能，建立结构与功能相适应的生命观念。实验过程中，学生就能纠正前概念的错误认识，构建新的正确的概念。通过这一实验教学，不仅能够培养学生科学思维与科学探究的能力，而且能帮助学生形成正确的生命观念，促进概念学习的进阶与深度理解。
（三）捕捉生成性资源
生成性资源是在教学过程中生成的一种动态资源，例如在生物实验教学的过程中，有时会出现教学设计以外的状况，没有达成预期的实验效果。面对这种情况，教师要及时调整教学，捕捉和利用在课堂教学过程中的生成性资源，挖掘其价值，提高课堂的活力，提升学生的能力，培养学生的综合素养，从而有效地推动教学。例如，教材中“观察植物叶表皮气孔”这一实验，选用的实验材料是蚕豆叶片。由于季节和购买困难这两项原因，在进行这一教学实验时，蚕豆叶片比较少，所以笔者采用青菜叶或菠菜叶进行替代。教材中，要求学生撕取叶片的下表皮制成临时装片，然后在显微镜的低倍镜下进行观察并画图。在进行这一实验教学的过程中，经常有学生因为植株茎上的表皮容易撕取，而选择撕取茎的表皮。在显微镜下观察时，茎的表皮就看不到气孔。对于这种情况，教师可以引导学生在显微镜下观察叶表皮和茎表皮两个装片，并比较它们的形态和结构，从而让学生明白选择叶的下表皮进行观察的原因，认识到生物结构与功能是相适应的。由于在初中生物实验室的光学显微镜下观察到的气孔一般很难看清保卫细胞壁的厚薄，所以教师可以对实验进行拓展，鼓励学生进行气孔模型的制作。可以小组为单位进行气孔模型制作并评比，由学生担任评委。学生在比较各个小组制作模型的过程中，修正自己错误的认识，获得正确的知识。评比结束，各小组还可以继续完善制作的气孔模型。整个过程中，教师适时地指导学生归纳总结，让这些生成性资源促进学习进阶。
（四）整合课程内容
《义务教育生物学课程标准（2022年版）》提出要强化课程的育人导向功能，着眼于核心素养的培养。生物学教学是一个连贯的过程，它不是孤立的，也不是碎片化的。优化课程资源，整合课程内容与知识，加强不同学段内课程之间的联系能让学生对生物学的核心概念有深入理解，并且能运用所学主动迁移到实践中，解决实际问题。生物学实验教学过程中，教师不再是教材的执行者，而是教材的创造性开发者。通过教师对教材的整合和开发，学生将零碎的知识点串联起来，同时将它们运用到生活情境中去，体会生物与生活的联系，达成进阶的终点。例如，在进行“观察溶液浓度的大小对植物吸水的影响”这一实验教学时，对于七年级的学生来说，这一实验与日常生活实际间紧密联系。教材中用新鲜的萝卜，切取大小粗细相等的两根长条。分别把两根萝卜条放入浓盐水和清水的烧杯里。观察它们的长度、硬度等的变化。这个实验操作过程比较简单。笔者认为，在这一实验教学过程中，理解萝卜条的变化与植物失水和吸水之间的关系是一个难点，如何化解难点，让学生内化知识、迁移知识，应用实际需要优化实验。实际操作过程中，萝卜条的长度与硬度发生明显的变化需要比较长的时间。为此，笔者对实验进行了一些调整，将实验材料萝卜条改成萝卜薄片，同时增加实验材料绿豆芽、黄瓜薄片等。萝卜薄片、绿豆芽、黄瓜薄片这三种材料，在实验时所需反应的时间较短，能观察到比较明显的长度和硬度的变化。学生完成此实验后，对于萝卜条的变化与植物失水和吸水之间的关系有了宏观的认识，为了让学生有更深度体验，在这里可以让学生尝试在显微镜下观察细胞失水与吸水的实验现象。这两个实验虽然不在教材同一课时内，但通过这种整合，让学生对于植物失水和吸水的现象有了更细致的了解，化解了难点。实验后，教师可以通过设问来引导学生思考这一现象与生活的联系，比如“糖渍番茄为什么会有大量水流出？萝卜干腌制后为什么会变软？给植物施肥是不是越多越好？”通过这些问题链，让学生对本次实验教学的内容进行知识迁移，从而与实际生活联系，达成进阶。
（五）设计跨学科的实验
生物学不是一个单独的学科，它与其他学科有着紧密的联系。强调学科直接的互相关联，也是新课标修订的重点之一。在课程设计时，生物学与人文科学、数学、自然科学、音乐、美术、思政、劳动等多个学科都可以融合，这种教学方式能促使学生更深度地思考和探究，让课堂更高效。在初中生物实验教学的过程中，跨越学科界限，把课程的各个方面组合在一起，建立有意义的联系，从而让学生学习的领域更广阔。跨学科课程提倡以学生为中心、以成果为导向和持续改进的核心理念。学生通过协作探究，共同解决问题，完成任务、交流与思考，实现成果物化。例如：在进行“模拟眼球成像的过程”这一实验教学时，教材中采用凸透镜、白纸板、蜡烛三样主要实验器材开展凸透镜成像实验，通过凸透镜成像实验来模拟眼球成像的过程。笔者认为，在进行这一实验教学时，可以加入物理、数学和艺术等学科内容来促进学生的学习进阶。学生在观察了眼球结构模式图并认识眼球的各部分结构的基础上，可以开展自制眼球模型的活动。让学生对眼球的认识从平面的上升到立体的。学生可以采用一些简单的器材如硬纸板、塑料纸、凸透镜、彩色水笔等来制作眼球模型。在展示眼球模型时，学生直接可以从科学、美观、实用等多个维度进行评比。在此基础上，教师再引导学生进行模拟眼球成像的实验。让学生对眼球有了细致了解后再进行实验，有利于学习进阶的完成。同时，可以联系物理学的知识，让学生对眼球的成像原理进行分析，讨论近视眼和远视眼病形成的原因。接下来，为了促进学生更深入地了解眼球成像原理，教师可以引导学生根据讨论后的结果，开展调查研究。利用广泛搜集的数据，建构数学模型，帮助学生验证实验结果，同时提升学生实践的能力和科学思维。学生在数据分析的基础上撰写调查报告，结合实验结构提出保护眼健康的方法，达成生命观念的落实。这样的实验教学是一个从简单的观察图片入手，到动手制作模型，再到开展调查，然后建构数学模型，最后撰写调查报告的过程，融合了多个学科的知识，更能注重学科之间的综合应用，让学生理解科学是一个整体。跨学科的生物学实验教学需要多人协作，并在实验过程中学生需要学会如何分工，如何有效交流，如何统筹安排等，这些过程都需要不断提升自己的科学素养。完成一个个跨学科的生物学实验，就如同完成一项挑战任务，学生在胜任任务之后能提升核心素养从而实现学习进阶。
三、结语
学习进阶反映了学生在学习过程中多维度的进程，基于这一理论开展初中生物实验教学，能充分发挥学生的主体地位，落实新课标的育人理念，培养学生的核心素养。本文通过五个实验教学的实例探讨学习进阶理论与初中生物实验教学相结合后，学生思维、能力和素养会有多项提升。后台-系统设置-扩展变量-手机广告位-内容正文底部 -
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学习进阶理论视域下初中生物实验教学设计的实践论文
人参与 2024-10-30 10:31:25 分类 : 教育论文 点这评论 作者：团论文网 来源：https://www.tuanlunwen.com/
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