创设生活情境 提升学生探究实践能力

  探究实践是学习生物知识的重要方式，通过探究和实践来回答并解决具体的问题，可以扩展学生的视野，增强学生的综合实践能力。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》在“课程理念”中明确提出：通过实验、探究类学习活动或跨学科实践活动，使学生加深对生物学概念的理解，提升应用知识的能力。但初中学生并不具备较强的抽象思维能力，不懂得如何去寻找或控制实验设计中的变量，不知如何运用探究实践的原理和方法分析和解决问题。而在真实的生活情境中，可以建起知识与学生自身经验间的关联，既能降低问题难度，又能增加知识的趣味性和吸引力。

  设置生活情境，在情境中体验知识的生成
  生活情境具有很强的真实性和代入感，可以将学生拉入到探究实践中，获得丰富的知觉经验和深刻的理解。这样，学生就有机会“调取”有关知识解决生活中的真实问题，并在整个过程中调整自身的认知结构，促进知识的生成。
  例如，在设计探究实践方案时，为什么要遵循单一变量的原则？许多学生并不能理解背后的原因，因此感到设计探究实践的方案很难、很复杂。教师可以尝试将单一变量的原则融入日常生活情境中，创设问题情境，如：教室里有一盆植物，两位同学分别添加了A肥料和B肥料，结果这盆植物开花了。那么这盆植物开花，是哪种肥料在起作用？有没有办法作出准确的判断？如果没有办法请分析其中的原因，并设计一个探究实践方案来解决这个问题。
  无法作出准确的判断，因为同时添加了两种肥料，即存在两个变量，所以无法推测开花的结果是由哪种肥料（变量）引起的。要想探究哪种肥料在起作用，每次只能添加一种肥料，即每次只能改变一个变量。通过上述具体的情境，学生就可以深切感受到单一变量原则的重要性，并在理解的基础上，设计出探究实践的方案：实验需要两盆相同的植物，一盆添加A肥料，另一盆添加B肥料，其他培养条件均相同。
  基于上述方案，学生就容易推测出可能出现的实验现象和结果，并得出相应的结论：现象1，添加A肥料的植物开花了，而添加B肥料的没有，所以A肥料在起作用；现象2，添加B肥料的植物开花了，而添加A肥料的没有，所以B肥料在起作用；现象3，添加A、B肥料的都没有开花，所以A、B肥料同时存在才能起作用；现象4，添加A、B肥料的都开花了，所以A、B肥料可以单独起作用。
  利用意外情境，拓展学生的知识结构
  探究实践问题的情境应该具有层次性、连贯性，伴随着学生学习的始终，在原有情境中不断补充新的信息，使学生不断遇到新的挑战，以维持学习的兴趣和动机。特别是意外情境，可以更好地引发学生的认知冲突，激发“愤”与“悱”的心理状态，引导学生朝着一定方向深度思考、反思、发问。在这些“意外”中有新的“生成”，实现了认知结构的拓展和思维的飞跃。
  例如，在探究实践中常常要设置对照组，对照组到底起到什么样的作用？对照组是不是实验设计中可有可无的部分？学生经常有这方面的疑惑。教师可以通过设置意外情境，来消除学生这方面的困惑。利用上述实验中的现象4（两盆植物同时开花），引出意外情境：有没有一种可能性，春天到了，无论加不加肥料，这种植物都有可能开花？如何排除这种可能性？
  针对这种意外情境，学生会重新审视自己的设计方案和结论，意识到原有设计的漏洞，应该再增加一盆不添加任何肥料的植物作为对照组，来检验这种情况。如果这盆植物没有开花，说明原结论是正确的，即A、B肥料可以单独对开花起作用；但如果这盆植物也开花了，则说明开花的现象与A、B肥料并没有直接的关系，这样学生就明白了对照组的作用。
  超越情境，提升知识的迁移应用能力
  在具体的生活情境下，知识镶嵌于问题之中，问题内设于情境之中，以此实现知识的问题化、问题的情境化。这样，学生更容易将探究实践问题与生活情境建立起联系，借助生活中的感性材料来解决问题，并直接体验到知识的意义，掌握探究实践的规律性，使思维过程更深刻化。这时，学生的知识不再是惰性的、机械的、死板的，而是能超越具体的情境，在不同的情境中灵活地应用探究实践的规律，实现知识的高通路迁移。
  在上述事例中，通过不断的体验和反思，在对原有探究实践方案进行修改和完善的过程中，学生对单一变量原则和对照组的理解，成为水到渠成的事。由于理解了单一变量的原则，那么逆向思考，两组之间不一样的地方，就应该是实验的变量，这样学生就可以快速找出具体实验方案中的变量。正是这种对知识背后意义、关联性的理解和掌握，明晰了知识可以应用的情境，在面对新的问题时（如探究种子萌发需要的外界条件、探究酒精浓度对水蚤心率的影响），学生就可以快速地调取、组合与运用探究实践方面的知识，来解决此类问题。
  探究实践能力的提升，需要学生应用自己的经验，体悟知识的丰富内涵和意义，这种体悟需要情境中的事实性知识作为支撑。在具体的情境中，通过对有关问题的解决，学生自身的经验和认知结构都会发生改变。较之以前，学生的知识量并没有增加太多，但却知道何时、为何、如何使用这些知识。这种灵活使用能力的外显，就是学生探究实践能力显著提升的表现。
  （作者系西北师范大学教育学院博士研究生）