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【摘要】本文结合《探究馒头在口腔中的变化》的教学，探讨基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验教学，即 “课前自主预习→课堂实验探究→课后反思提升”。这一模式，创新了实验教学，使学生构建了知识网络，提高了实验效率，实现了“先学后练，互动合作，手脑齐用”的教学效果，培养了学生的科学思维和科学探究能力，落实核心素养。
【关键词】思维导图;翻转课堂;初中生物实验教学
“科学思维”和“科学探究”，是生物学两大核心素养。初中生物实验教学，是落实两大核心素养的有效途径。根据2017年全国教学质量检测，初中生物学实验教学效果并不理想。怎样创新初中生物实验教学模式，使初中生物实验教学更加有序和高效，就十分必要。
一、基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验教学模式，有利于在实验教学中落实核心素养
（一）传统实验教学的弊端
在初中生物实验教学时，老师经常会遇到以下情况：1.实验步骤和注意事项课堂上强调了多遍，实验操作也演示了，学生做实验时还是状况不断，问题多集中在操作不规范或实验步骤不正确，部分学生每实施一个步骤前，还一定要老师亲口告诉他下一步怎么做;2.实验的原理和注意事项，学生当时能明白，但实验结束后，遇到相应的习题依然出错;3.学生局限于熟悉的实验问题，遇到实验设计或实验突发情况就手足无措;4.学生实验，本来是探究性，教师常简化成验证性试验。
究其原因，笔者认为是学生缺乏实验知识和技能的储备，以及没有建构知识网络：1.初中生物实验涉及的知识点多而杂乱，学生无法建构自己的知识网络，只是机械记忆知识，根本不清楚实验的要点在哪里，不敢大胆动手实验，导致设计实验和解决突发情况的能力差，遇到相应的练习题或考试题目也会出错。2.普通的实验教学，学生课前基本不预习。有的老师可能课前会布置预习，但学生能用到的预习资源也通常是文本化的教材或实验手册，缺少直观形象的动态视频材料。真正上课时，实验内容、方法和操作步骤，学生并没有足够的知识储备。因此，课堂上即使老师讲解、演示了实验步骤或播放实验操作的视频，学生短时间内对实验操作了解得不一定清晰，这就影响其操作的规范性和条理性。
（二）思维导图和翻转课堂的优势
思维导图，是在层级和分类的信息组织基础上，从中心词开始通过特定的关联展开分支，由关键词或图形标识分支，并充分利用色彩和字体的变化将放射状思维过程和结果可视化的工具。在绘制和展示思维导图的过程中，借助各主题的连线和分支，学生能理顺各知识点之间的隶属和联系，教师也能引导学生掌握科学的认知方法，方便学生记忆和理清思路，同时培养学生的发散性思维和创新思维，促使学生建构自己的知识网络，通过关键词掌握实验的要点。
“先学后教”，是翻转课堂的基础。其教学模式，即“课前学生完成知识的学习→课堂师生互动答疑解惑、解决问题”。这种教学模式相对于传统的讲授模式，“师讲→师演示→生练”，有一定优势。其优势主要体现学生在课前就对实验内容有了一定的认识，教师经过学情分析后在课堂上有的放矢，这不仅使课堂实验教学能针对学生的知识点缺陷进行教学，提高实验目的的达成度，更节约了理论讲授的时间，增加了学生动手实验的时间，也为学生创新实验提供了时间的可能性，使实验由验证性向探究式转变，提升学生的实验能力。
因此，笔者提出了基于“思维导图和翻转课堂”的初中生物实验教学模式。这一模式能构建学生知识网络，提高实验效率，实现学生“先学后练，手脑齐用，合作互动”的理想状态，最终促使学生提升科学思维和科学探究能力。
二、基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验教学模式
三、基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验的具体教学措施
下面以人教版七年级下册《探究馒头在口腔中的变化》一课为例，浅谈基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验的具体教学措施。
（一）课前自主预习
教师提前一周在网络上发布预习任务单和《探究馒头在口腔中的变化》的微课，在微课掌上通上建立班级生物聊天群。预习任务单发布在问卷星上，微课发布在微课掌上通上。预习任务单包括本实验在教材的页码、微课网址和习题。微课包含六部分，依次是探究问题、做出假设、实验方案、操作视频、实验现象和实验结论。
学生学习微课，完成预习任务单。学生根据自己的理解，绘制本次实验的思维导图，中心词为《探究馒头在口腔中的变化》。一级主题为提出问题、做出假设、制订计划、预测结果、得出结论、表达和交流。“表达和交流”下，引出二级主题，“进一步探究的问题和实验方案”。实验方案尽可能用简洁的图和文字表示（如图2）。学生把思维导图拍照上传到班级生物聊天群。
教師下载问卷星的答卷分析，查看学生的思维导图，进行学情分析，找到学生存在的问题，准备实验素材。
笔者原来选择微课掌上通作为微课发布或学生拍照上传的平台，原因是微课掌上通是学习教育工具，社交功能弱，学生受到的干扰诱惑少。现在随着线上教育技术的改进，钉钉或微信企业版，也是不错的选择，而且检查起来也十分方便。问卷星则具有强大的数据分析和统计功能，免费版的功能已经能基本满足教师进行学情分析。
课前自主预习，知识点的传递和实验设计置于课前，学生对实验有了充足的准备。微课视频里的实验操作部分，不仅提供了生动的视觉和听觉材料，并能重复观看。学生能熟识实验流程，规范实验操作。他们通过绘制思维导图，初步建立了知识点间的逻辑关系，实现了知识的再现，而不是简单的机械记忆。通过翔实的数据，教师的学情分析更准确，课堂教学能精准对准学生预习实验时的知识误区和困惑，缩短理论教学时间，增加了学生分组实验的时间，提高实验效率，让进一步探究有机会落到学生实验里，而不是纸上谈兵。
（二）课堂实验探究
1.梳理实验要点，解决困惑和易错点。教师根据学情分析，从实验变量、体外模拟口腔的环境、控制单一变量、实验组和对照组的区分、淀粉的检验方法等方面，引导学生梳理实验的要点，纠正易错点。学生思考、分析，梳理要点，并将其整理在课前绘制的思维导图里。 2.分析进一步探究的问题，改进方案。教师借助同屏技术（如希沃授课助手）或平板教学的展示功能，展示部分学生上传的预习思维导图，引导学生根据其二级主题“进一步探究的问题”，分析实验方案存在的问题。方案中的需解决的问题，主要是控制单一变量、检验淀粉、控制温度。操作细节表现为，滴加的唾液、清水、馒头碎屑和馒头块、碘液的数量，有没有漏掉37°C水浴热和滴加碘液检验等。学生分组讨论，提出改进意见，并把讨论结果记录在思维导图上（如图3）。这有利于学生理解单一变量原则这一核心实验知识点。教师也培养了学生的创新意识。学生的科学探究能力也得到提升。
3.分组实验。学生阅读课本里的实验步骤，熟悉方法步骤。学生分组实验，实施具体步骤，观察现象，将实验结果记录在思维导图上。增补4号试管，与1号试管形成对照实验。学生完成进一步探究的问题。教师巡视指导。教师注意给学生鼓励性的反馈，提醒学生规范操作、实事求是记录实验结果，及时解决疑难和突发事件。
4.汇报结果，表达和交流。教师根据分组试验情况，抽选小组。小组派代表汇报实验结果。其他同学发表意见。教师点评。学生分析成功和失败的案例，加深对实验的理解，得出实验结论。
课堂教学的四个部分，可归纳为互动合作和学生实验两大部分。教师基本是解决学生的疑惑和易错点，与学生交流对试验的感悟。学生真正成为课堂学习的主体，初步实现实验的分层教学，学生有更多的时间分组实验。这提升了学生对实验的分析、设计和动手能力，真正体现了实验课的特点“手脑齐用，合作互动”。学生能亲手实践的自己设计的实验，动手欲望更强烈，参与的主动性更大，实现“我设计、我做主、我要学”。
（三）课后反思提升
学生完善自己的思维导图，补充实验实际结果、实验结论、结果分析、失败案例原因分析等，形成思维导图形式的实验报告（如图4）。教师检查学生的思维导图。
这一环节有利于学生对实验进一步反思，挖掘各知识点之间的逻辑关系，构建知识网络，进行后续的实验复习，培养科学思维，提升科学探究的能力。根据思维导图，教师也能反思教学中的不足之处，及时调整教学方法和策略，在后续实验教学中做到精准补漏。
基于“思维导图和翻转课堂”的初中生物实验教学，构建了“课前自主预习→课堂实验探究→课后反思提升”的教学模式，创新了初中实验教学，实现了“先学后练，手脑并用，合作互动”的理想情景。翻转课堂和思维导图的联合运用，使实验知识前置，琐碎的知識逻辑化，学生课前拥有比较系统的理论知识和感性经验的储备，教师通过学情分析后在课堂上对症下药，这有利于提高实验效率，增加了学生动手实验的时间，实现“进一步探究”，促成了学生实验知识网络的构建。这一模式既培养了学生的科学思维，又提升了学生的科学探究能力，达到“我做主、我要学、我要做、我会做”的目的，实现实验教学的高效性，落实核心素养。
【参考文献】
[1] 张曙光.基于思维导图的化学实验教学优化模式初探[J].化学教与学，2011（9）：10-13.
[2] 徐丽华，李兵，张勇.基于微课和思维导图的混合式实验教学研究[J].实验技术与管理，2016（12）：180-182.
【关键词】思维导图;翻转课堂;初中生物实验教学
“科学思维”和“科学探究”，是生物学两大核心素养。初中生物实验教学，是落实两大核心素养的有效途径。根据2017年全国教学质量检测，初中生物学实验教学效果并不理想。怎样创新初中生物实验教学模式，使初中生物实验教学更加有序和高效，就十分必要。
一、基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验教学模式，有利于在实验教学中落实核心素养
（一）传统实验教学的弊端
在初中生物实验教学时，老师经常会遇到以下情况：1.实验步骤和注意事项课堂上强调了多遍，实验操作也演示了，学生做实验时还是状况不断，问题多集中在操作不规范或实验步骤不正确，部分学生每实施一个步骤前，还一定要老师亲口告诉他下一步怎么做;2.实验的原理和注意事项，学生当时能明白，但实验结束后，遇到相应的习题依然出错;3.学生局限于熟悉的实验问题，遇到实验设计或实验突发情况就手足无措;4.学生实验，本来是探究性，教师常简化成验证性试验。
究其原因，笔者认为是学生缺乏实验知识和技能的储备，以及没有建构知识网络：1.初中生物实验涉及的知识点多而杂乱，学生无法建构自己的知识网络，只是机械记忆知识，根本不清楚实验的要点在哪里，不敢大胆动手实验，导致设计实验和解决突发情况的能力差，遇到相应的练习题或考试题目也会出错。2.普通的实验教学，学生课前基本不预习。有的老师可能课前会布置预习，但学生能用到的预习资源也通常是文本化的教材或实验手册，缺少直观形象的动态视频材料。真正上课时，实验内容、方法和操作步骤，学生并没有足够的知识储备。因此，课堂上即使老师讲解、演示了实验步骤或播放实验操作的视频，学生短时间内对实验操作了解得不一定清晰，这就影响其操作的规范性和条理性。
（二）思维导图和翻转课堂的优势
思维导图，是在层级和分类的信息组织基础上，从中心词开始通过特定的关联展开分支，由关键词或图形标识分支，并充分利用色彩和字体的变化将放射状思维过程和结果可视化的工具。在绘制和展示思维导图的过程中，借助各主题的连线和分支，学生能理顺各知识点之间的隶属和联系，教师也能引导学生掌握科学的认知方法，方便学生记忆和理清思路，同时培养学生的发散性思维和创新思维，促使学生建构自己的知识网络，通过关键词掌握实验的要点。
“先学后教”，是翻转课堂的基础。其教学模式，即“课前学生完成知识的学习→课堂师生互动答疑解惑、解决问题”。这种教学模式相对于传统的讲授模式，“师讲→师演示→生练”，有一定优势。其优势主要体现学生在课前就对实验内容有了一定的认识，教师经过学情分析后在课堂上有的放矢，这不仅使课堂实验教学能针对学生的知识点缺陷进行教学，提高实验目的的达成度，更节约了理论讲授的时间，增加了学生动手实验的时间，也为学生创新实验提供了时间的可能性，使实验由验证性向探究式转变，提升学生的实验能力。
因此，笔者提出了基于“思维导图和翻转课堂”的初中生物实验教学模式。这一模式能构建学生知识网络，提高实验效率，实现学生“先学后练，手脑齐用，合作互动”的理想状态，最终促使学生提升科学思维和科学探究能力。
二、基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验教学模式
三、基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验的具体教学措施
下面以人教版七年级下册《探究馒头在口腔中的变化》一课为例，浅谈基于思维导图和翻转课堂的初中生物实验的具体教学措施。
（一）课前自主预习
教师提前一周在网络上发布预习任务单和《探究馒头在口腔中的变化》的微课，在微课掌上通上建立班级生物聊天群。预习任务单发布在问卷星上，微课发布在微课掌上通上。预习任务单包括本实验在教材的页码、微课网址和习题。微课包含六部分，依次是探究问题、做出假设、实验方案、操作视频、实验现象和实验结论。
学生学习微课，完成预习任务单。学生根据自己的理解，绘制本次实验的思维导图，中心词为《探究馒头在口腔中的变化》。一级主题为提出问题、做出假设、制订计划、预测结果、得出结论、表达和交流。“表达和交流”下，引出二级主题，“进一步探究的问题和实验方案”。实验方案尽可能用简洁的图和文字表示（如图2）。学生把思维导图拍照上传到班级生物聊天群。
教師下载问卷星的答卷分析，查看学生的思维导图，进行学情分析，找到学生存在的问题，准备实验素材。
笔者原来选择微课掌上通作为微课发布或学生拍照上传的平台，原因是微课掌上通是学习教育工具，社交功能弱，学生受到的干扰诱惑少。现在随着线上教育技术的改进，钉钉或微信企业版，也是不错的选择，而且检查起来也十分方便。问卷星则具有强大的数据分析和统计功能，免费版的功能已经能基本满足教师进行学情分析。
课前自主预习，知识点的传递和实验设计置于课前，学生对实验有了充足的准备。微课视频里的实验操作部分，不仅提供了生动的视觉和听觉材料，并能重复观看。学生能熟识实验流程，规范实验操作。他们通过绘制思维导图，初步建立了知识点间的逻辑关系，实现了知识的再现，而不是简单的机械记忆。通过翔实的数据，教师的学情分析更准确，课堂教学能精准对准学生预习实验时的知识误区和困惑，缩短理论教学时间，增加了学生分组实验的时间，提高实验效率，让进一步探究有机会落到学生实验里，而不是纸上谈兵。
（二）课堂实验探究
1.梳理实验要点，解决困惑和易错点。教师根据学情分析，从实验变量、体外模拟口腔的环境、控制单一变量、实验组和对照组的区分、淀粉的检验方法等方面，引导学生梳理实验的要点，纠正易错点。学生思考、分析，梳理要点，并将其整理在课前绘制的思维导图里。 2.分析进一步探究的问题，改进方案。教师借助同屏技术（如希沃授课助手）或平板教学的展示功能，展示部分学生上传的预习思维导图，引导学生根据其二级主题“进一步探究的问题”，分析实验方案存在的问题。方案中的需解决的问题，主要是控制单一变量、检验淀粉、控制温度。操作细节表现为，滴加的唾液、清水、馒头碎屑和馒头块、碘液的数量，有没有漏掉37°C水浴热和滴加碘液检验等。学生分组讨论，提出改进意见，并把讨论结果记录在思维导图上（如图3）。这有利于学生理解单一变量原则这一核心实验知识点。教师也培养了学生的创新意识。学生的科学探究能力也得到提升。
3.分组实验。学生阅读课本里的实验步骤，熟悉方法步骤。学生分组实验，实施具体步骤，观察现象，将实验结果记录在思维导图上。增补4号试管，与1号试管形成对照实验。学生完成进一步探究的问题。教师巡视指导。教师注意给学生鼓励性的反馈，提醒学生规范操作、实事求是记录实验结果，及时解决疑难和突发事件。
4.汇报结果，表达和交流。教师根据分组试验情况，抽选小组。小组派代表汇报实验结果。其他同学发表意见。教师点评。学生分析成功和失败的案例，加深对实验的理解，得出实验结论。
课堂教学的四个部分，可归纳为互动合作和学生实验两大部分。教师基本是解决学生的疑惑和易错点，与学生交流对试验的感悟。学生真正成为课堂学习的主体，初步实现实验的分层教学，学生有更多的时间分组实验。这提升了学生对实验的分析、设计和动手能力，真正体现了实验课的特点“手脑齐用，合作互动”。学生能亲手实践的自己设计的实验，动手欲望更强烈，参与的主动性更大，实现“我设计、我做主、我要学”。
（三）课后反思提升
学生完善自己的思维导图，补充实验实际结果、实验结论、结果分析、失败案例原因分析等，形成思维导图形式的实验报告（如图4）。教师检查学生的思维导图。
这一环节有利于学生对实验进一步反思，挖掘各知识点之间的逻辑关系，构建知识网络，进行后续的实验复习，培养科学思维，提升科学探究的能力。根据思维导图，教师也能反思教学中的不足之处，及时调整教学方法和策略，在后续实验教学中做到精准补漏。
基于“思维导图和翻转课堂”的初中生物实验教学，构建了“课前自主预习→课堂实验探究→课后反思提升”的教学模式，创新了初中实验教学，实现了“先学后练，手脑并用，合作互动”的理想情景。翻转课堂和思维导图的联合运用，使实验知识前置，琐碎的知識逻辑化，学生课前拥有比较系统的理论知识和感性经验的储备，教师通过学情分析后在课堂上对症下药，这有利于提高实验效率，增加了学生动手实验的时间，实现“进一步探究”，促成了学生实验知识网络的构建。这一模式既培养了学生的科学思维，又提升了学生的科学探究能力，达到“我做主、我要学、我要做、我会做”的目的，实现实验教学的高效性，落实核心素养。
【参考文献】
[1] 张曙光.基于思维导图的化学实验教学优化模式初探[J].化学教与学，2011（9）：10-13.
[2] 徐丽华，李兵，张勇.基于微课和思维导图的混合式实验教学研究[J].实验技术与管理，2016（12）：180-182.