基于思維導圖和翻轉課堂的初中生物實驗教學

鄧利萍

【摘要】本文結合《探究饅頭在口腔中的變化》的教學，探討基于思維導圖和翻轉課堂的初中生物實驗教學，即 “課前自主預習→課堂實驗探究→課后反思提升”。這一模式，創新了實驗教學，使學生構建了知識網絡，提高了實驗效率，實現了“先學后練，互動合作，手腦齊用”的教學效果，培養了學生的科學思維和科學探究能力，落實核心素養。

【關鍵詞】思維導圖;翻轉課堂;初中生物實驗教學

“科學思維”和“科學探究”，是生物學兩大核心素養。初中生物實驗教學，是落實兩大核心素養的有效途徑。根據2017年全國教學質量檢測，初中生物學實驗教學效果并不理想。怎樣創新初中生物實驗教學模式，使初中生物實驗教學更加有序和高效，就十分必要。

一、基于思維導圖和翻轉課堂的初中生物實驗教學模式，有利于在實驗教學中落實核心素養

（一）傳統實驗教學的弊端

在初中生物實驗教學時，老師經常會遇到以下情況：1.實驗步驟和注意事項課堂上強調了多遍，實驗操作也演示了，學生做實驗時還是狀況不斷，問題多集中在操作不規范或實驗步驟不正確，部分學生每實施一個步驟前，還一定要老師親口告訴他下一步怎么做;2.實驗的原理和注意事項，學生當時能明白，但實驗結束后，遇到相應的習題依然出錯;3.學生局限于熟悉的實驗問題，遇到實驗設計或實驗突發情況就手足無措;4.學生實驗，本來是探究性，教師常簡化成驗證性試驗。

究其原因，筆者認為是學生缺乏實驗知識和技能的儲備，以及沒有建構知識網絡：1.初中生物實驗涉及的知識點多而雜亂，學生無法建構自己的知識網絡，只是機械記憶知識，根本不清楚實驗的要點在哪里，不敢大膽動手實驗，導致設計實驗和解決突發情況的能力差，遇到相應的練習題或考試題目也會出錯。2.普通的實驗教學，學生課前基本不預習。有的老師可能課前會布置預習，但學生能用到的預習資源也通常是文本化的教材或實驗手冊，缺少直觀形象的動態視頻材料。真正上課時，實驗內容、方法和操作步驟，學生并沒有足夠的知識儲備。因此，課堂上即使老師講解、演示了實驗步驟或播放實驗操作的視頻，學生短時間內對實驗操作了解得不一定清晰，這就影響其操作的規范性和條理性。

（二）思維導圖和翻轉課堂的優勢

思維導圖，是在層級和分類的信息組織基礎上，從中心詞開始通過特定的關聯展開分支，由關鍵詞或圖形標識分支，并充分利用色彩和字體的變化將放射狀思維過程和結果可視化的工具。在繪制和展示思維導圖的過程中，借助各主題的連線和分支，學生能理順各知識點之間的隸屬和聯系，教師也能引導學生掌握科學的認知方法，方便學生記憶和理清思路，同時培養學生的發散性思維和創新思維，促使學生建構自己的知識網絡，通過關鍵詞掌握實驗的要點。

“先學后教”，是翻轉課堂的基礎。其教學模式，即“課前學生完成知識的學習→課堂師生互動答疑解惑、解決問題”。這種教學模式相對于傳統的講授模式，“師講→師演示→生練”，有一定優勢。其優勢主要體現學生在課前就對實驗內容有了一定的認識，教師經過學情分析后在課堂上有的放矢，這不僅使課堂實驗教學能針對學生的知識點缺陷進行教學，提高實驗目的的達成度，更節約了理論講授的時間，增加了學生動手實驗的時間，也為學生創新實驗提供了時間的可能性，使實驗由驗證性向探究式轉變，提升學生的實驗能力。

因此，筆者提出了基于“思維導圖和翻轉課堂”的初中生物實驗教學模式。這一模式能構建學生知識網絡，提高實驗效率，實現學生“先學后練，手腦齊用，合作互動”的理想狀態，最終促使學生提升科學思維和科學探究能力。

二、基于思維導圖和翻轉課堂的初中生物實驗教學模式

三、基于思維導圖和翻轉課堂的初中生物實驗的具體教學措施

下面以人教版七年級下冊《探究饅頭在口腔中的變化》一課為例，淺談基于思維導圖和翻轉課堂的初中生物實驗的具體教學措施。

（一）課前自主預習

教師提前一周在網絡上發布預習任務單和《探究饅頭在口腔中的變化》的微課，在微課掌上通上建立班級生物聊天群。預習任務單發布在問卷星上，微課發布在微課掌上通上。預習任務單包括本實驗在教材的頁碼、微課網址和習題。微課包含六部分，依次是探究問題、做出假設、實驗方案、操作視頻、實驗現象和實驗結論。

學生學習微課，完成預習任務單。學生根據自己的理解，繪制本次實驗的思維導圖，中心詞為《探究饅頭在口腔中的變化》。一級主題為提出問題、做出假設、制訂計劃、預測結果、得出結論、表達和交流?！氨磉_和交流”下，引出二級主題，“進一步探究的問題和實驗方案”。實驗方案盡可能用簡潔的圖和文字表示（如圖2）。學生把思維導圖拍照上傳到班級生物聊天群。

教師下載問卷星的答卷分析，查看學生的思維導圖，進行學情分析，找到學生存在的問題，準備實驗素材。

筆者原來選擇微課掌上通作為微課發布或學生拍照上傳的平臺，原因是微課掌上通是學習教育工具，社交功能弱，學生受到的干擾誘惑少。現在隨著線上教育技術的改進，釘釘或微信企業版，也是不錯的選擇，而且檢查起來也十分方便。問卷星則具有強大的數據分析和統計功能，免費版的功能已經能基本滿足教師進行學情分析。

課前自主預習，知識點的傳遞和實驗設計置于課前，學生對實驗有了充足的準備。微課視頻里的實驗操作部分，不僅提供了生動的視覺和聽覺材料，并能重復觀看。學生能熟識實驗流程，規范實驗操作。他們通過繪制思維導圖，初步建立了知識點間的邏輯關系，實現了知識的再現，而不是簡單的機械記憶。通過翔實的數據，教師的學情分析更準確，課堂教學能精準對準學生預習實驗時的知識誤區和困惑，縮短理論教學時間，增加了學生分組實驗的時間，提高實驗效率，讓進一步探究有機會落到學生實驗里，而不是紙上談兵。

（二）課堂實驗探究

1.梳理實驗要點，解決困惑和易錯點。教師根據學情分析，從實驗變量、體外模擬口腔的環境、控制單一變量、實驗組和對照組的區分、淀粉的檢驗方法等方面，引導學生梳理實驗的要點，糾正易錯點。學生思考、分析，梳理要點，并將其整理在課前繪制的思維導圖里。