摘要：对科学本质的理解不仅是科学教育的核心目标，还是学生培养科学素养不可或缺的基石。文章分析了在初中生物学范畴内的科学本质及其教学需求，从显性化教学的视角出发，探讨了在初中生物学教学中促进学生深入理解科学本质的教学策略，旨在助力学生全面把握科学知识，发展科学思维，培养科学探究能力，同时塑造正确的科学态度与责任，从而充分发挥生物学学科的育人功能。

　　关键词：初中生物学；科学本质；显性教学

　　学生对科学本质的理解不仅是初中生物学教学的重要内容，也是学生发展核心素养的关键所在。初中阶段是学生深入理解科学探究过程和科学研究伦理的关键时期，能够为其今后从事生物学相关研究工作奠定坚实基础。学生对科学本质的理解不仅限于对科学原理、规律和方法的掌握，还包括对科学精神的内化以及运用科学知识解决实际问题的能力[1]。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称《课程标准》）指出，生物学经历了从现象到本质、从定性到定量的发展过程，形成了结论丰富的知识体系，以及人类认识自然现象和规律的一些特有的思维方式和探索方法[2]。本文将从科学本质显性化教学的视角，探讨在初中生物学教学中如何促进学生对科学的理解，包括科学知识的获取、科学探究的方法、对科学伦理的尊重等，以及如何结合实践问题引导学生在解释、解决问题的同时承担社会责任。

　　一、初中生物学范畴内科学本质的内涵及其教学需求

　　针对科学本质的探讨是科学研究的根基所在，是构建科学概念的基础，其地位和作用不仅与科学知识的架构密切相关，还涉及科学探究的动态过程以及科研中科学家应秉持的道德准则和研究态度。一是科学知识的本质在于其暂时性和可变性。科学知识不是静态的，而是在修改和舍弃中逐步逼近精确和真实的。这种不断的进化体现了科学的动态性和适应性，也反映了知识的相对性和暂时性。二是科学探究的本质体现在其实证性和方法的多元化。

　　科学探究不仅需要严谨的实证研究，还需要多元的方法论支持。这种方法论的多样性为科学探究提供了广阔的视角和丰富的途径，促进了科学知识的创新与发展。三是科学事业的本质绝非单纯的科学知识的简单堆砌或积累，还涵盖了科学研究过程中的伦理考量与道德坚守。四是技术和社会的交互影响。科学家在探求知识的同时，也应关注其对社会的责任担当。

　　基于科学本质理解的教学要考虑如何帮助学生建立对科学知识的动态认知和培养他们的科学探究能力。在生物学教学中，教师作为学生发展的引导者和支持者，要帮助学生深入洞察科学知识的发展脉络，理解科学知识的暂时性和可变性，借助实验探究这一有效途径，真正提升学生从事科学研究的实践能力，培养其探究精神和思维品质。此外，生物学教学还应关注对学生科学伦理和社会责任感的培养，引导学生认识到科学不仅是认知世界的工具，还是人类社会进步的动力。

　　因此，凸显科学史与实验探究的显性化教学，能够在一定程度上解决教材编写过程中因篇幅限制而隐藏的相关科学内容，并引导教师梳理科学知识发展的脉络，帮助学生体悟相关知识的由来。这有助于初中生方便地获取有关科学本质的信息，增强理解的可能性和理解程度。

　　二、初中生物学课堂凸显科学本质理解的教学策略

　　科学史与科学探究相结合的显性化教学策略强调科学论证与科学探究的结合，也就是教师要将科学知识的形成与科学实践的重现较为完整地呈现给学生，让学生了解知识形成的过程，并展开更深入的探索，以此发展科学思维。具体步骤如图1所示。

　　步骤一需要教师梳理知识形成过程中涉及的科学史或现代科学关键知识，向学生呈现完整的知识形成过程；步骤二需要教师结合教材和史料中的实验材料，通过史实分析的方式，帮助学生深入理解科学知识的形成背景和发展过程；步骤三需要学生基于前两个步骤的学习，主动参与探究实验的设计与实施过程，学以致用，通过实验设计展现对科学本质的理解，并在论证和推导结论的过程中深化这种理解；步骤四需要教师突出科学本质的相关指标并进行评价反馈，同时引导学生通过归纳总结，对前三个步骤中理解的科学本质内容进行反思性评价。

　　三、科学史与科学探究结合的显性化教学步骤

　　（一）通过科学史与科学探究相结合的显性化教学，展示科学知识的形成过程

　　教师要在分析《课程标准》、教材、学情的基础上，选取与教学内容紧密相关的历史事件和科学家的研究案例。史料内容要保证适切性、科学性、连贯性和可探究性，科学家的研究案例要具有教学价值。适切性强调学生的认知水平和发展规律与科学知识发展间的关系；科学性在于选取的史料内容准确无误，特别是呈现证据和数据的准确性以及论证的逻辑性；连贯性注重将科学发现的历史脉络与探究过程有机结合，既要激发学生的探究兴趣，又要引导其理解知识的发展过程；可探究性则要求案例能够转化为可操作的实验活动，让学生在实验室中亲身体验科学探究的全过程。

　　在初中生物学教学中，深化学生对科学本质的理解可以通过引入具体的科学发现史和科学探究活动来实现。以光合作用的发现史和探究过程为例，教师可从海尔蒙特的柳树实验开始，他提出了水参与有机物合成的假说，这一假说为后续研究奠定了基础。通过“绿叶在光下制造有机物”的实验，科学家明确了淀粉是光合作用的主要产物，光为必需条件，叶绿体为反应场所。普利斯特利的实验进一步揭示了植物能更新因蜡烛燃烧或动物呼吸而污染的空气，即植物通过光合作用吸收二氧化碳并释放氧气。金鱼藻光照实验进一步强化了“氧气是光合作用产物”的观点，而后续研究也验证了二氧化碳是光合作用的必要原料。这些发现共同构建了光合作用的核心知识体系：光为条件，二氧化碳和水为原料，有机物和氧气为产物，叶绿体为场所。在教学过程中，教师不仅要传授这些显性知识，让学生认识到科学知识所蕴含的动态性，还要通过真实的案例探究和实验数据呈现知识，让学生真切地体会到科学与实践的关联性，从而培养其持续探索和敢于质疑的科学态度。

　　（二）通过史实结合分析的显性化教学，引导学生理解科学知识的发展

　　初中生物学教学的目标不仅是向学生传授科学知识，更重要的是助力学生科学素养的发展，尤其是对科学本质的理解[3]。为了促进学生对科学本质的理解，利用挖掘出来的显性科学史知识和科学探究得到的结果进行“史实结合分析”是一种非常有效的教学方法。通过史实结合分析，学生可以了解科学知识是如何被不断更新和改进的，从而理解科学不是绝对的，而是一个不断进步的过程。

　　以“探究种子成分”为例，教师先要通过提出有效问题的方式将学生引入科学史探究情境，如“很久以前，人们并不知晓种子里面到底有什么。于是，科学家们就开始猜想种子是如何为植物生长提供能量的”，然后再结合实验讲史实，说明种子成分的发现经历了反复猜测、验证的过程，包括脂肪探究实验（从推测到验证）、淀粉探究实验（从现象到本质）、蛋白质探究实验（从理论到实践）等，最后引导学生通过感受科学探究从推测到验证的过程，理解科学家是如何通过实验揭示种子成分的，科学理论是如何通过实践来证实的。通过史实结合的方式，教师不仅传授了科学知识，还引导学生系统、清晰地理解了科学知识的形成过程，使其认识到科学是一个不断进步、修正与完善的过程，从而促进了学生对科学本质的深刻领悟。

　　（三）以科学思维发展为导向开展教学设计，促进学生对科学本质的理解

　　在经历科学知识的显性展示和史实结合分析之后，教师还需要设计有效的探究活动来提高学生对科学本质的理解，如创新实践活动或基于教材实验的再探究[4]。这种基于科学本质理解的探究活动有别于课堂实验，教师应将活动置于更加开放的时空系统中，鼓励学生主动参与和自主创新。教师在设计的初始阶段就应关注活动是否能引发学生对科学本质的深入思考，并在观察与实验、探究的全过程中，引导学生基于证据和逻辑进行充分的分析和讨论，如用什么仪器设备开展实验、如何确保实验结果的可靠性、哪些信息可以支撑假设等。

　　例如，在进行“植物的光合作用”实验时，教师可以引导学生自己设计实验方案，设定观察指标等。具体来说，教师先展示黑藻与天竺葵，再引导学生猜测其类别，随后揭示两者均属被子植物，适用于光合作用实验。接着，教师引入化学试剂BTB，介绍其水溶液颜色变化能反映二氧化碳含量。随后，教师提问“如何设计实验探究光照是否为光合作用的必要条件？”,引导学生建立“光照会影响植物对二氧化碳的吸收”的实验假设。学生在此指导下初步设计出包含对照组和实验组的实验方案（见表1）。此时，教师提出启发性问题，让学生思考如实验设计是否存在缺陷，哪些外部因素可能干扰BTB颜色变化，是否需增加一组实验以确保实验目的达成等，引导学生不断优化和完善实验设计。这样的教学设计不但提升了学生的思维与探究实践能力，为科学思维的培养奠定了基础，同时深化了他们对科学本质的理解。

　　（四）设定基于科学本质理解的评估指标

　　为了有效地促进学生对科学本质的理解，教师需要在教学过程中设定明确的教学目标和评估指标。评估指标来源于教学目标和科学本质理解的要求，是检验教学效果的重要手段，应该与教学目标一致，并且具有可操作性[5]。一般而言，教师可以将科学本质的相关指标进行分解，选择其中的部分内容，然后在教学中适时提供给学生，让他们在学习的过程中根据这些指标进行自我评价与反思。

　　例如，在光合作用教学中，评估指标可以包括：

　　（1）学生能够对光合作用的概念进行准确描述；

　　（2）学生能够分析并讨论光合作用实验中观察到的现象；（3）学生能够认同科学知识的暂时性，即光合作用的相关理论可能会随着科学研究的深入而不断更新；（4）学生能够举例说出科学家在探索光合作用机制过程中所使用的创造力、实验设计和数据分析方法；（5）学生能够举例说出光合作用研究中的社会文化因素，如不同文化背景下对光合作用现象的解释和利用方式；（6）学生能够基于科学证据对光合作用相关的假设进行批判性思考，评估其合理性和有效性；（7）学生能够将光合作用的知识应用于解决实际问题，如提高农作物光合效率的策略。通过这些指标，教师可以对学生的科学素养和对科学本质的理解进行系统评估，从而及时调整教学策略，优化教学过程，更好地实现提升学生科学认知水平和探究能力的教学目标。

　　四、结束语

　　综上，融合科学本质理解的知识传授与探究实践能有效提升学生的科学认知水平，使其认识到科学并非抽象概念，而是基于实证探索自然规律的过程。教师应着重引导学生理解科学知识的建构过程、理论形成方式及科学实践的价值。实施科学史与科学探究相结合的显性教学，既能优化教师的教学方法，又能促进学生科学本质观的持续发展。该教学方法的关键在于，教师要以实践活动为载体，构建“实践—反思—改进”的教学闭环，通过持续优化教学策略，最终实现培养学生科学素养的目标。

参考文献

　　[1]张成生.促进学生理解科学本质的初中科学教学[J].教学管理与教育研究,2024,8(2):78-81.

　　[2]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准(2022年版)[M].北京:北京师范大学出版社,2022.

　　[3]林娇娇.初中生科学观察能力培养的策略研究[J].课程教学研究,2023,138(6):91-95.

　　[4]李艳光.基于“显性”方法培养学生科学本质观[J].生物学教学,2023,48(12):19-21.

　　[5]包春莹.初中生物学教学中科学本质教育的实施策略建议[J].中学生物学,2021,37(8):68-70.