“做”出生物真味道

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教育部《关于加强和改进中小学实验教学的意见》提出“落实立德树人根本任务，发展素质教育，努力构建与德智体美劳全面培养的教育体系相适应、与课程标准要求相统一的实验教学体系”“拓展创新，不断将科技前沿知识和最新技术成果融入实验教学，丰富内容，改进方式”“注重实效，强化学生实践操作、情境体验、探索求知、亲身感悟和创新创造”，并强调要加强实验教学研究与探索。生物学是一门以实验为基础的学科，实验教学作为初中生物学教学的重要组成部分，是培养学生独立思考、自由探索、勇于创新、敢于实践、善于合作等适应社会需求能力的重要途径，肩负着为未来科技人才培养奠基的重要使命。

20年来，“杨守菊名师工作室”团队聚焦初中生物学实验教学，经历了“生物学实验教学创新”“生物学实践活动探索”“STEM教育融入生物学教学”“跨学科实践活动开展”螺旋上升的四个进阶，研究视野从实验走向实践、从校内走向社会、从单一学科走向跨学科融合，逐步构建出初中生物学“大实验”的育人体系。

生物学“大实验”育人体系内涵解析

所谓“大实验”，不仅包含教学中一般意义上的学科常规实验，也包含各种尝试性、探索性在内的创新实验，还包含基于真实问题解决的实践活动。“大实验”应当具有高价值、大场域、全时段、多类型、亲经历、广参与等六大特征。高价值是指“大实验”的设计和实施具有重要的科学和社会意义，能够为相关领域的学习提供有力支撑。大场域，即“大实验”通常在广阔空间内进行，场域可包括自然环境、实验室、家庭、社区等多个层面。全时段是指“大实验”的时间跨度不限，可覆盖课堂时间内、学校时间内及校外时间。多类型是指“大实验”涉及多种类型的实验，可分为经典验证类、设计制作类、模拟探究类、综合创新类等类型。亲经历，即参与者在“大实验”中亲身参与，经由动手、动脑和动情，提高参与者的主动性和参与度。广参与，即“大实验”尽可能地吸引并纳入更多的参与者，这种参与可通过校家社协同育人的方式来实现。

“大实验”育人体系是全方位、立体化、多层面的实验育人有机统整，主要包括三方面：

一是整体性的育人理念，即核心内涵层面的科学素养培养、实践能力提升、创新思维培养、合作精神培养与特征要素层面的高价值、大场域、全时段、多类型、亲经历、广参与等。

二是多元化的实施路径，主要体现在三方面：其一，课程体系建设以国家实验课程校本化建设为主体，注重兴趣拓展实验课程和科创研究实验课程的开发，并围绕“大实验”的四种类别（即经典验证类、设计制作类、模拟探究类、综合创新类）进行统整；其二，教学范式融合了针对性教学策略提炼、一般性教学范式创建和面向不同实验内容的教学变式创生；其三，形成贯通科学探究、科学思维与科学精神的全面的评价体系。

三是全方位的学习环境与系统性的资源保障。

生物学“大实验”教学资源的开发策略

我们探索不同类型的资源使用方式，构建“大实验”育人资源库，遵循开发目的针对性、开发形式多样性、开发过程合理性的原则，围绕教材实验、课程标准、现实生活、实验衔接、信息技术等方面，建构了生物学“大实验”教学资源的开发策略模型。

一是基于教材实验的原生。用好教材中的实验资源，发掘其蕴含的育人意义，并探索如何充分利用这些资源，促进学生实践能力和科学素养的培养。二是基于义务教育课程标准的再生。依据《义务教育生物学课程标准（2022年版）》，对已有资源进行整合与创新，形成适合“大实验”育人的再生资源。这些资源可能包括师生的创新实验、创新学具等。三是基于现实生活的创生。利用生活实践和社区资源，创生创新的实验任务和项目，引导学生在现实情境中进行实验探究，培养实践能力和科学态度。四是基于衔接进阶的延生。根据小学科学、初高中生物学的内容进阶，设计有效衔接的实验方法和实验内容等延生资源。五是基于信息技术的衍生，利用在线实验视频、实验模拟软件、实验数据分析软件等，开发衍生资源。

生物学“大实验”教学的创新实施路径

基于“大实验”理念，根据学生的认知特点和规律，我们提出了学习场所“放开”、实验内容“放射”、探究时段“放宽”、探究活动“放权”的“四放”生物学实验教学模式，拓展生物学实验教学的时间和空间，鼓励学生自主创设实验器材和实验条件，亲身体验获得知识的全过程，呈现或再现、还原学习的内容，使学生在亲历的过程中理解并建构知识、发展能力、产生情感态度。

我们构建了“四维五环”跨学科实践活动学习模型，“四维”即深刻体验、学用结合、概念再构、解决问题四个维度。

下面以“呼吸运动模型的设计与制作”为例说明跨学科实践活动的五个环节：①确定项目主题。选取热点问题“呼吸机的工作原理”作为项目背景，依据新课标重要概念“人体通过呼吸系统与外界进行气体交换”，确定开展“呼吸运动模型的设计与制作”跨学科实践活动。②设计驱动性问题。结合“呼吸运动模型的设计与制作”要求，提出本质问题：人体如何实现肺与外界的气体交换？以问题解决为中心，将概念学习和实践有机融合，推动思维能力的提升。③制定活动方案。学生设计、策划并开展调查、整理收集的数据，提出模型制作方案，并画出草图；小组内进行交流与分享，进一步完善方案。④项目实施与迭代。依据解决方案实施计划，包含选择材料、制作原型、性能测试、发现问题、产品更新与迭代、制品定型等。学生在失败中不断反思和调试产品，从而实现产品的优化升级，最终解决问题。⑤成果展示与评价。成果展示不仅可以让学生感受到学以致用的快乐，形成科学态度，还可以在真实的场景中帮助他们对社会问题进行更全面的思考，培养社会责任感。

在开展“初中生物学‘大实验’育人体系建设探索”项目过程中，我们深刻体悟到，通过“三动”才能“做”出生物学的真味道：动手——提高学生的观察能力、动手操作能力、探究实践能力，增强对生物世界的好奇心和探究兴趣，通过基于经验的主动建构获得知识和技能。动脑——发展学生的科学思维与科学探究能力，提高学生的思辨创新与迁移运用等高阶思维能力。动情——助力学生体悟知识的实践意义，养成实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神，涵育社会责任，促进学生核心素养的全面发展。

（作者单位系山东省东营市教育科学研究院）

《中国教育报》2024年07月12日第5版

作者：杨守菊