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摘 要：文章采用教学经验总结方法，在初中生物学教材的探究实验和演示实验活动教学中，基于课标与教学改革发展的趋势，以及探究在初中生物课堂教学培养学生的核心素养的过程中，设计研究性探究实验时，应以学生为主体的原则和创设让学生进行研究性学习的情景，以培养学生实事求是的科学理性思维态度，开拓学生科学探究创新精神，以形成良好科学素养为目的而进行研究性实验，并得出科学性的结论。
关键词：核心素养;探究实验活动;研究性学习
现在使用的初中生物教材有一个显著的特点：有大量探究实验和演示实验活动，其目的就在加强生物学科的实验教学，是让学生在主动参与科学探究活动的过程中进行学习，学会科学探究所需的基本技能，践行初中阶段的生物学科核心素养培养的生命观念、科学理性思维、科学探究能力、社会责任感等。因此，生物探究实验教学是培养学生创新精神、实践能力、科学素养的最好机会。生物学教师在探究实验活动教学方式时，应引导学生进行研究性学习，让学生主动地获取知识、应用知识、解决问题，寻求良好的实验方法，或通过研究性实验来证明某些观点以及探求某些结论。
一、 探究活动过程中以“课程标准”为指导设计研究性实验
“课程标准”基本理念旨在提高每个学生的生物科学核心素养，在初中生物学科探究活动教学过程中，发展学生合作能力、实践能力、创新能力和实事求是的科学态度，这是培养学生科学探究能力素养的关键。教师在制定每个探究活动的教学目标时，“课程标准”都应以充分的体现和贯彻，结合探究活动内容采取不同的教学策略和方法，引导学生自觉进行探究活动的研究性學习。根据探究活动的教学目标提出需要学生研究的问题，是完成探究实验活动的关键，需要老师以课程标准为指导合理设计，让学生找到开展探究的切入点，激发学习的热情和积极性，探究式教学才能顺利开展，学生才能有效主动地获取知识，研究性学习才能成功。如“验证绿叶在光下合成淀粉”的活动实验中，探究酒精脱色实验步骤中，可先设置用碘液直接来验证摘取部分遮光的叶片以及用水加热后的叶片是否有淀粉的存在，发现淀粉遇碘变蓝的现象非常不明显或者遮光与不遮光部分颜色区别不明显，是什么因素影响实验结果呢？让学生有所质疑、有所思考，带着问题深入探究酒精脱色实验步骤，把摘取的叶片放入酒精溶液中隔水加热。在教师的引导下，学生注意观察摘取部分遮光的叶片，在经过用酒精灯水浴加热后，杯中叶片和酒精溶液的变化，发现叶片由绿色变成黄白色以及酒精溶液变成绿色的现象。从而分析出酒精能溶解植物细胞内的叶绿素，使叶绿素在下面的步骤中不再影响利用碘液来验证淀粉的存在的实验效果。
通过摘取部分遮光的叶片用不同方式的设置方法形成对照实验，能培养学生批判性地获取教材知识的习惯，培学生发现问题，并积极解决问题的精神，更能培养学生的逻思维能力。
二、 探究活动过程中结合知识重点和难点设计研究性实验
探究活动的主体是学生，学生要不断发挥主观能动性，积极努力去思考、探究、解决问题，并进行实验验证和分析，从而得出结论。在探究活动过程教师应及时进行帮助和指导，确定探究活动中的知识重点和难点，引导学生开展研究性实验，使学生的实验操作能力和合作学习能力以及探究、解决问题的能力都得到提高。同时在探究活动教学过程中结合教材中的知识重点和难点提出问题时，也鼓励学生自己对知识点提出质疑。如在探究唾液对淀粉的消化作用的活动中，由于条件控制的差别，很多实验结果都不明显。
为了能够有效地激发学生的探究热情，促进学生的研究性学习和培养科学探究能力，在开展探究活动前，教师可以先设疑这样一个问题：唾液对淀粉的消化作用有可能受哪些因素影响？带着这个问题，学生利用探究活动中寻找、查阅的相关资料和自己生活的经验，通过推理、分析和判断，找到了以下几个因素：（1）口腔内牙齿的咀嚼作用，（2）口腔内舌的搅拌作用（3）口腔内温度的影响作用。通过这些因素设计控制不同变量的实验组和对照组，让学生亲自用手操作、用眼观察、记录实验的现象并加以分析，从实验中得出唾液和淀粉只有在充分的混合并控制在37℃（人的体温）左右的条件下才有明显的消化作用的结论。
让学生充分理解探究活动过程中的主、次因素的影响作用，通过验证和分析，从而得出结论，难点在于实验条件的控制，重点在于唾液对淀粉的分解。这样，教师通过实验教学，鼓励学生多观察、多参与、多动手，通过理论联系实际，使学生迸发出创新的灵感，从而获取新知识并建立科学的生物学知识概念。
三、 探究活动过程中注重培养学生探究创新意识的科学素养设计研究性实验
探究活动问题的确立，使学生产生强烈的探究欲望，这是探究活动的重要步骤。但如何开展探究活动，学生往往不是很清楚，需要教师指导学生设计探究方案，对探究活动实验步骤提出建议，以确保探究活动利进行，才能真正促进生物学课堂教学质量和效率的提升。教师通过引导学生自己设计实验，让学生置身于科学研究的氛围中，体会发现和创造的乐趣，并在探究活动过程中及时评价、改进，指导学生有目的地选择比较实验方案的有效性。所以在创设完整的探究活动步骤过程，促使学生学会运用这些过程技能开展有效的探究，才能达到科学探究能力的培养目的。如“酒精对水蚤心率的影响”中观察水蚤的心脏跳动，制片时既不能压死水蚤，又要限制水蚤水面的活动范围，同时也不能影响溶液引流操作。限制水蚤活动和溶液引流一般用脱脂棉纤维，但脱脂棉纤维杂乱无章较易影响观察，溶液也不易被置换，从而影响实验结果。
为此，各小组在设计不同的方案时不断地交流思路并改进实验材料，最后用小块纱布代替脱脂棉纤维，并隔行隔列抽出一根的纱线，平整放置于载玻片，滴加少量含水蚤的水滴，盖上盖玻片。利用纱布的小网格有效地限制水蚤活动空间，在视野内很容易就找到所要观察的水蚤，成功地解决了探究活动实验中问题。改进后的探究活动设置，使大部分学生都能利完成此探究实验，从而有效地提升学生对生物探究活动实验的兴趣、认真程度，学生的探究精神得到明显的提高，培养了学生探究创新意识的科学素养。 四、 探究活动过程中以问题为导向，培养学生的理性思维设计研究性实验
探究活动是让学生亲身体验和理解知识形成和发展的过程，使知识和能力之间相互促进，相得益彰，从而在探究活动过程中落实生物学知识的构建，培养学生的科学理性思维。教师引导学生针对探究活动教材中内容提出质疑，进行有效的实验和分析，从而解释问题，得出结论。如“探究种子萌发的外部条件”活动实验，实验目的是学生通过实验得出结论：种子发时要求适量的水分、适宜的温度和充足的空气，缺少其中的任何一种外界条件都不能萌发。通过对活动实验的目的分析，创设一些研究性学习的情景：比如探究活动的目的之一“适量的水分”应如何理解呢？设置不同的种子萌发时的吸水量作为实验变量，并以此作为探究“不同的种子萌发时的吸水量不同”为目的的研究题目活动在课堂上布置下去，要求以学习小组形式进行自行设计有关的方法、步骤，并把方法、结论及其说明填写在报告上。
在对活动结果的统计发现各学习小组使用的方法多种多样，但在相似的环境中出现了相同的或不同的种子其萌发率均有些差异，因此活动结果记录却出现一些不同的数据，导致学生分析的结论产生一定的差异，这样就可以培养学生主动研究的精神。教师应帮助学生分析自己活动成功与失败的原因，指出选择的种子类型不同和水分控制正确程度差异（吸水量程度）也会直接导致活动结果的不同。
通过这些带有研究性质的学习过程，加深了学生对此探究活动的知识理解。持续的探究性教学活动的开展，使学生学会合理假设、设计方案、应用信息技术处理數据并得出结论，教师借此全面提高学生的生物学科核心素养，促进学生在生物学知识、科学探究技能等方面的全面发展。
五、 探究活动过程中以情境活动为载体，培养学生的社会责任感设计研究性实验
“人是环境的产物，也是环境的塑造者，”明确自己在生物圈中的地位和作用，深刻认识到人类的行为与环境和谐共存是新时代和社会发展的需要。学生在探究活动实践中不断丰富自己的生物学知识，在探究学习中不断提升生物学素养，实现自身的生命观念和社会责任感。
学生对于生活中的一些实际问题，探讨性提出质疑，并通过学生课堂内外的研究性实验活动，观察、记录、分析从而得出科学的结论。如：验证“藻类植物已成水域是否被污染的指示植物”时，指导学生利用不同类型的生活污水培育藻类植物，分析研究它们在不同水体中生长情况，得出江河、湖泊、近海发生大量藻类生长繁殖现象，主要是水体的富营养化的原因，是水体中含有较多有利于水生植物生长的氮、磷、钾三种无机盐造成的。又如：在“健康地生活”章节中，探究空气污染对人体健康的影响时，提出用实验来检测常见厨房油烟或汽车尾气对小动物健康影响的实验，教师指导学生设计出一个简易的收集厨房油烟或汽车尾气的方法并设置对照实验组，探究污染的空气对小动物健康影响的实验方案并进行了实验：发现用于实验组的小动物第二天就开始精神萎靡不振，而对照组的小动物则没有明显变化的结果。学生们进行了的讨论，认为厨房油烟和汽车尾气中的所含物质对人和动物会产生毒害作用。
通过这种探究活动，学生体会到生物课与社会生活、与社会可持续发展紧密相关。
六、 做好教材的处理，改变教学方法
在以往的教学中，教师主要就是以定论的形式向学生讲解知识，学生再将学习到的知识背诵下来，便于以后的运用，但对获得知识的过程与方法缺少理解。并且，实验也只是对知识的验证，很少让学生进行验证，所以便出现了教师单一地讲解知识，学生单纯背诵知识的现象，这种教学方式遏制了学生的思维，与研究性学习初衷背道而驰。对于这种现象，要对教材进行研究分析，例如，在七年级《绿色植物的一生》和八年级《健康生活》这两节课中，教师选择好要研究的章节以后，进行排序，深入进行研究。筛选出需要的教学内容，进行处理。在课堂上给予学生更多的思考时间，便于学生思考，提供更多的知识。
生物学科教学也将面临新的挑战，能够直接地带给教师危机感，让教师不得不重新审视高中生物教学，分析其中的优势与不足，积极地了解新鲜事物，努力学习新的教学理念，主动探究学生的所思所想，实施生物教学优化，有利于促进教师专业化发展。
七、 坚持理论联系实际，树立良好社会责任意识
生物学科涉及的领域较为广泛，与现实生活有着较高的联系，教师在教学的过程中应坚持理论联系实际，将学生的现实生活与生物教学内容接轨，创新教学方案，带给学生启发，使学生能够重新审视所学的生物知识与现实生活间的关系，提高学生的探究兴趣，拓展学生的视野，最终让学生在研究的过程中掌握二者间的内在联系，促进学生思想意识的提升。
另外，为提升学生的学习效率与质量，教师在设计教学方案时，还可以融入小组合作探究的教学方法，加强对学生小组间的竞争关系的构建，激发学生的竞争意识与团队荣誉感，促使学生能够全身心地投入问题的探究中，高效地完成学习任务。
在教育水平稳步提升下，科技获得了足够的发展空间，迅速地成了社会的核心力量，促使社会对新时代人才的需求发生了变化，科学探究能力逐渐地成了新时代人才必不可少的素质。与社会的发展息息相关的生物教育，在当下的时代背景下应与时俱进，以社会对人才的需求为参考，肩负起更为艰巨的使命与责任，通过设置生活化教学情境的方式落实核心素养理念，营造出生动化、形象化的学习环境，启发学生的思维。
在生物探究活动实验中进行研究性学习的教学实践过程中，能有效地提高学生的探究能力和创新能力，使学生在获取一些生物学知识和技能时更多地学到了科学研究的方法，懂得科学研究需要严谨的科学态度，领悟到科学研究的魅力，形成崭新的学习态度和生命价值观。
作者简介：赖智强，福建省龙岩市，福建省龙岩市永定区第三初级中学。
关键词：核心素养;探究实验活动;研究性学习
现在使用的初中生物教材有一个显著的特点：有大量探究实验和演示实验活动，其目的就在加强生物学科的实验教学，是让学生在主动参与科学探究活动的过程中进行学习，学会科学探究所需的基本技能，践行初中阶段的生物学科核心素养培养的生命观念、科学理性思维、科学探究能力、社会责任感等。因此，生物探究实验教学是培养学生创新精神、实践能力、科学素养的最好机会。生物学教师在探究实验活动教学方式时，应引导学生进行研究性学习，让学生主动地获取知识、应用知识、解决问题，寻求良好的实验方法，或通过研究性实验来证明某些观点以及探求某些结论。
一、 探究活动过程中以“课程标准”为指导设计研究性实验
“课程标准”基本理念旨在提高每个学生的生物科学核心素养，在初中生物学科探究活动教学过程中，发展学生合作能力、实践能力、创新能力和实事求是的科学态度，这是培养学生科学探究能力素养的关键。教师在制定每个探究活动的教学目标时，“课程标准”都应以充分的体现和贯彻，结合探究活动内容采取不同的教学策略和方法，引导学生自觉进行探究活动的研究性學习。根据探究活动的教学目标提出需要学生研究的问题，是完成探究实验活动的关键，需要老师以课程标准为指导合理设计，让学生找到开展探究的切入点，激发学习的热情和积极性，探究式教学才能顺利开展，学生才能有效主动地获取知识，研究性学习才能成功。如“验证绿叶在光下合成淀粉”的活动实验中，探究酒精脱色实验步骤中，可先设置用碘液直接来验证摘取部分遮光的叶片以及用水加热后的叶片是否有淀粉的存在，发现淀粉遇碘变蓝的现象非常不明显或者遮光与不遮光部分颜色区别不明显，是什么因素影响实验结果呢？让学生有所质疑、有所思考，带着问题深入探究酒精脱色实验步骤，把摘取的叶片放入酒精溶液中隔水加热。在教师的引导下，学生注意观察摘取部分遮光的叶片，在经过用酒精灯水浴加热后，杯中叶片和酒精溶液的变化，发现叶片由绿色变成黄白色以及酒精溶液变成绿色的现象。从而分析出酒精能溶解植物细胞内的叶绿素，使叶绿素在下面的步骤中不再影响利用碘液来验证淀粉的存在的实验效果。
通过摘取部分遮光的叶片用不同方式的设置方法形成对照实验，能培养学生批判性地获取教材知识的习惯，培学生发现问题，并积极解决问题的精神，更能培养学生的逻思维能力。
二、 探究活动过程中结合知识重点和难点设计研究性实验
探究活动的主体是学生，学生要不断发挥主观能动性，积极努力去思考、探究、解决问题，并进行实验验证和分析，从而得出结论。在探究活动过程教师应及时进行帮助和指导，确定探究活动中的知识重点和难点，引导学生开展研究性实验，使学生的实验操作能力和合作学习能力以及探究、解决问题的能力都得到提高。同时在探究活动教学过程中结合教材中的知识重点和难点提出问题时，也鼓励学生自己对知识点提出质疑。如在探究唾液对淀粉的消化作用的活动中，由于条件控制的差别，很多实验结果都不明显。
为了能够有效地激发学生的探究热情，促进学生的研究性学习和培养科学探究能力，在开展探究活动前，教师可以先设疑这样一个问题：唾液对淀粉的消化作用有可能受哪些因素影响？带着这个问题，学生利用探究活动中寻找、查阅的相关资料和自己生活的经验，通过推理、分析和判断，找到了以下几个因素：（1）口腔内牙齿的咀嚼作用，（2）口腔内舌的搅拌作用（3）口腔内温度的影响作用。通过这些因素设计控制不同变量的实验组和对照组，让学生亲自用手操作、用眼观察、记录实验的现象并加以分析，从实验中得出唾液和淀粉只有在充分的混合并控制在37℃（人的体温）左右的条件下才有明显的消化作用的结论。
让学生充分理解探究活动过程中的主、次因素的影响作用，通过验证和分析，从而得出结论，难点在于实验条件的控制，重点在于唾液对淀粉的分解。这样，教师通过实验教学，鼓励学生多观察、多参与、多动手，通过理论联系实际，使学生迸发出创新的灵感，从而获取新知识并建立科学的生物学知识概念。
三、 探究活动过程中注重培养学生探究创新意识的科学素养设计研究性实验
探究活动问题的确立，使学生产生强烈的探究欲望，这是探究活动的重要步骤。但如何开展探究活动，学生往往不是很清楚，需要教师指导学生设计探究方案，对探究活动实验步骤提出建议，以确保探究活动利进行，才能真正促进生物学课堂教学质量和效率的提升。教师通过引导学生自己设计实验，让学生置身于科学研究的氛围中，体会发现和创造的乐趣，并在探究活动过程中及时评价、改进，指导学生有目的地选择比较实验方案的有效性。所以在创设完整的探究活动步骤过程，促使学生学会运用这些过程技能开展有效的探究，才能达到科学探究能力的培养目的。如“酒精对水蚤心率的影响”中观察水蚤的心脏跳动，制片时既不能压死水蚤，又要限制水蚤水面的活动范围，同时也不能影响溶液引流操作。限制水蚤活动和溶液引流一般用脱脂棉纤维，但脱脂棉纤维杂乱无章较易影响观察，溶液也不易被置换，从而影响实验结果。
为此，各小组在设计不同的方案时不断地交流思路并改进实验材料，最后用小块纱布代替脱脂棉纤维，并隔行隔列抽出一根的纱线，平整放置于载玻片，滴加少量含水蚤的水滴，盖上盖玻片。利用纱布的小网格有效地限制水蚤活动空间，在视野内很容易就找到所要观察的水蚤，成功地解决了探究活动实验中问题。改进后的探究活动设置，使大部分学生都能利完成此探究实验，从而有效地提升学生对生物探究活动实验的兴趣、认真程度，学生的探究精神得到明显的提高，培养了学生探究创新意识的科学素养。 四、 探究活动过程中以问题为导向，培养学生的理性思维设计研究性实验
探究活动是让学生亲身体验和理解知识形成和发展的过程，使知识和能力之间相互促进，相得益彰，从而在探究活动过程中落实生物学知识的构建，培养学生的科学理性思维。教师引导学生针对探究活动教材中内容提出质疑，进行有效的实验和分析，从而解释问题，得出结论。如“探究种子萌发的外部条件”活动实验，实验目的是学生通过实验得出结论：种子发时要求适量的水分、适宜的温度和充足的空气，缺少其中的任何一种外界条件都不能萌发。通过对活动实验的目的分析，创设一些研究性学习的情景：比如探究活动的目的之一“适量的水分”应如何理解呢？设置不同的种子萌发时的吸水量作为实验变量，并以此作为探究“不同的种子萌发时的吸水量不同”为目的的研究题目活动在课堂上布置下去，要求以学习小组形式进行自行设计有关的方法、步骤，并把方法、结论及其说明填写在报告上。
在对活动结果的统计发现各学习小组使用的方法多种多样，但在相似的环境中出现了相同的或不同的种子其萌发率均有些差异，因此活动结果记录却出现一些不同的数据，导致学生分析的结论产生一定的差异，这样就可以培养学生主动研究的精神。教师应帮助学生分析自己活动成功与失败的原因，指出选择的种子类型不同和水分控制正确程度差异（吸水量程度）也会直接导致活动结果的不同。
通过这些带有研究性质的学习过程，加深了学生对此探究活动的知识理解。持续的探究性教学活动的开展，使学生学会合理假设、设计方案、应用信息技术处理數据并得出结论，教师借此全面提高学生的生物学科核心素养，促进学生在生物学知识、科学探究技能等方面的全面发展。
五、 探究活动过程中以情境活动为载体，培养学生的社会责任感设计研究性实验
“人是环境的产物，也是环境的塑造者，”明确自己在生物圈中的地位和作用，深刻认识到人类的行为与环境和谐共存是新时代和社会发展的需要。学生在探究活动实践中不断丰富自己的生物学知识，在探究学习中不断提升生物学素养，实现自身的生命观念和社会责任感。
学生对于生活中的一些实际问题，探讨性提出质疑，并通过学生课堂内外的研究性实验活动，观察、记录、分析从而得出科学的结论。如：验证“藻类植物已成水域是否被污染的指示植物”时，指导学生利用不同类型的生活污水培育藻类植物，分析研究它们在不同水体中生长情况，得出江河、湖泊、近海发生大量藻类生长繁殖现象，主要是水体的富营养化的原因，是水体中含有较多有利于水生植物生长的氮、磷、钾三种无机盐造成的。又如：在“健康地生活”章节中，探究空气污染对人体健康的影响时，提出用实验来检测常见厨房油烟或汽车尾气对小动物健康影响的实验，教师指导学生设计出一个简易的收集厨房油烟或汽车尾气的方法并设置对照实验组，探究污染的空气对小动物健康影响的实验方案并进行了实验：发现用于实验组的小动物第二天就开始精神萎靡不振，而对照组的小动物则没有明显变化的结果。学生们进行了的讨论，认为厨房油烟和汽车尾气中的所含物质对人和动物会产生毒害作用。
通过这种探究活动，学生体会到生物课与社会生活、与社会可持续发展紧密相关。
六、 做好教材的处理，改变教学方法
在以往的教学中，教师主要就是以定论的形式向学生讲解知识，学生再将学习到的知识背诵下来，便于以后的运用，但对获得知识的过程与方法缺少理解。并且，实验也只是对知识的验证，很少让学生进行验证，所以便出现了教师单一地讲解知识，学生单纯背诵知识的现象，这种教学方式遏制了学生的思维，与研究性学习初衷背道而驰。对于这种现象，要对教材进行研究分析，例如，在七年级《绿色植物的一生》和八年级《健康生活》这两节课中，教师选择好要研究的章节以后，进行排序，深入进行研究。筛选出需要的教学内容，进行处理。在课堂上给予学生更多的思考时间，便于学生思考，提供更多的知识。
生物学科教学也将面临新的挑战，能够直接地带给教师危机感，让教师不得不重新审视高中生物教学，分析其中的优势与不足，积极地了解新鲜事物，努力学习新的教学理念，主动探究学生的所思所想，实施生物教学优化，有利于促进教师专业化发展。
七、 坚持理论联系实际，树立良好社会责任意识
生物学科涉及的领域较为广泛，与现实生活有着较高的联系，教师在教学的过程中应坚持理论联系实际，将学生的现实生活与生物教学内容接轨，创新教学方案，带给学生启发，使学生能够重新审视所学的生物知识与现实生活间的关系，提高学生的探究兴趣，拓展学生的视野，最终让学生在研究的过程中掌握二者间的内在联系，促进学生思想意识的提升。
另外，为提升学生的学习效率与质量，教师在设计教学方案时，还可以融入小组合作探究的教学方法，加强对学生小组间的竞争关系的构建，激发学生的竞争意识与团队荣誉感，促使学生能够全身心地投入问题的探究中，高效地完成学习任务。
在教育水平稳步提升下，科技获得了足够的发展空间，迅速地成了社会的核心力量，促使社会对新时代人才的需求发生了变化，科学探究能力逐渐地成了新时代人才必不可少的素质。与社会的发展息息相关的生物教育，在当下的时代背景下应与时俱进，以社会对人才的需求为参考，肩负起更为艰巨的使命与责任，通过设置生活化教学情境的方式落实核心素养理念，营造出生动化、形象化的学习环境，启发学生的思维。
在生物探究活动实验中进行研究性学习的教学实践过程中，能有效地提高学生的探究能力和创新能力，使学生在获取一些生物学知识和技能时更多地学到了科学研究的方法，懂得科学研究需要严谨的科学态度，领悟到科学研究的魅力，形成崭新的学习态度和生命价值观。
作者简介：赖智强，福建省龙岩市，福建省龙岩市永定区第三初级中学。