指向科学思维发展的初中生物学教学设计
中图分类号：G633.91文献标识码：B
科学思维是一种注重实证和逻辑，秉持求真务实态度的思维习惯和能力。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称《义教课标》中明确指出，发展科学思维是培养学生理性思维、批判质疑、勇于探索等科学精神的重要途径。在教学过程中，教师应运用恰当的教学方法，引导学生围绕具有挑战性的学习主题，运用科学的思维方式认识事物、解决实际问题，进而促进学生科学思维的发展，实现核心素养的培养目标。
1教材分析及设计思路
“验证绿叶在光下合成淀粉”是北师大版义务教育教科书《生物学·七年级·上册》第4章第1节的内容。经过之前的学习，学生已经掌握了光合作用的研究历程，初步认识了光合作用的原料、条件和产物。
本文以发展学生科学思维为出发点，通过创设真实的问题情境，激发学生学习兴趣。在教学过程中，学生经历提出问题、做出假设、设计和实施方案等环节，获取证据以验证绿叶在光下合成淀粉，发展自身观察比较、分析概括、演绎推理等科学思维能力。此外，学生还基于逻辑分析所得证据进行评价并得出结论，进一步深化自身对光合作用产物和条件的理解，初步构建次位概念“4.3.1植物能利用太阳能（光能），将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物”，发展分析论证、归纳总结、批判质疑等科学思维能力，实现科学思维的激发、发展和提升。3具体教学设计思路如图1所示。
（1）能够基于问题情境提出合理问题并做出科学假设，结合相关资料优化实验方案；通过获取的证据阐明绿叶制造的有机物是淀粉，发展观察比较、分析概括、演绎推理等科学思维能力，提高获取信息与解决问题的能力。
（2）能够通过小组合作的形式，设计、评价并实施实验方案，验证光照是绿叶制造淀粉的必要条件；依据所得证据和逻辑推理，阐明绿叶在光下合成淀粉，培养分析论证、归纳总结、批判质疑等科学思维能力，初步形成物质与能量观。
（3）能够运用本节所学知识，为甘薯增产提出切实可行的建议，并设计实验验证；结合评价量表对方案进行评价与完善，发展批判性思维和综合分析能力，提高解决实际问题的责任担当，增强社会责任意识。
3.1创设真实情境，激发科学思维
教师展示学生在校内劳动基地种植的甘薯植株图片，并提出问题：如何提高甘薯植株的产量？教师根据学生的答案进一步提出问题串引导学生进行思考：甘薯的产量主要与哪种营养物质有关？该种营养物质主要由植物体哪个器官制造？需要什么条件？如何设计实验进行探究？学生逐步提出问题：绿叶制造的有机物是否为淀粉？光照是否为绿叶制造淀粉的必要条件？学生以此做出假设：绿叶制造的有机物是淀粉，光照是绿叶制造淀粉的必要条件。教师由此引出新课\验证绿叶在光下合成淀粉”。
设计思路：教师以真实的问题情境导入新课，运用问题串引导学生积极思考，充分调动学生的学习兴趣，激发学生的科学思维，为后续的教学活动奠定良好基础。
3.2开展实验探究，发展科学思维
3.2.1设计方案，初步质疑
教师为学生提供新鲜的甘薯植株、碘液等实验材料。学生基于淀粉遇碘液变蓝的实验原理，尝试直接在叶片上滴加碘液，观察叶片颜色变化，以此验证\绿叶制造的有机物是淀粉\这一假设。针对学生得出的实验结果，教师提出疑问：若未能观察到明显的变蓝现象，是否说明“绿叶制造的有机物是淀粉”的假设不成立？
学生反思实验过程，认识到要验证该假设，需要先排除叶绿素对碘液染色的干扰。教师提供相关资料，组织学生结合资料优化实验方案、分享设计思路并进一步完善实验设计。最后，教师播放视频，展示甘薯叶片酒精脱色处理过程及碘液染色结果。学生通过分析实验现象，依据所得证据得出结论：绿叶制造的有机物是淀粉。
设计思路：教师遵循问题导向一理论探索一实践反思一方案优化一结论验证的学习路径，让学生在掌握实验原理的基础上开展实践探究活动，提升其科学探究能力、批判性思维及证据收集与分析能力。
3.2.2优化方案，深入探究
教师进一步提出问题：脱色后的叶片遇碘液变蓝，能否据此确定淀粉是绿叶在光照条件下制造的？若不能，应如何获取证据加以证明？
学生进行小组讨论，利用实验材料设计实验方案。随后，小组代表介绍实验方案。在这一过程中，学生通过小组评价、学生质疑、反思改进等环节对方案进行完善（见表1），最终确定实验方案：将叶片上下表面相同位置用大小相同的黑纸片进行遮光处理，将同一叶片上遮光处理部分设为实验组，未遮光处理部分设为对照组，并预设实验结果。
设计思路：教师在学生成功验证绿叶制造的有机物是淀粉的基础上提出新问题，进一步激发学生的探究欲望。学生经历设计方案一评价方案一优化方案的过程，深入思考实验方案的科学性和严谨性，提升比较分析、演绎推理、批判质疑等科学思维能力，强化证据意识。
3.2.3获取证据，验证假设
教师基于学生设计的实验方案，进一步提出问题：“需要获取