生命如何塑造环境：七年级生物《生物对环境的影响》探究性学习方案

生命如何塑造环境：七年级生物《生物对环境的影响》探究性学习方案一、教学内容分析

本课隶属于苏科版生物学七年级上册“生物与环境的相互作用”单元，是继“环境对生物的影响”后，从逆向视角审视二者关系的核心内容，构成了“生物与环境是一个统一整体”这一重要生态观念的完整认知闭环。从《义务教育生物学课程标准（2022年版）》看，其知识定位在“生物与环境关系”主题下，明确要求学生能“举例说出生物对环境的影响”，认知要求为“理解”层次。它不仅是“生态系统”大概念的基石，更是培养学生“探究实践”与“态度责任”素养的关键载体。其知识技能图谱清晰：核心在于建构“生物能影响和改变环境”的科学观点；关键技能包括基于证据（尤其是实验与观察）进行分析论证的能力。过程方法上，本节课是训练科学探究思维（提出问题、设计实验、分析现象、得出结论）的绝佳场域，将通过经典的“蚯蚓对土壤环境影响”的探究活动具象化。素养价值渗透深远：通过学习，引导学生摒弃“人类中心主义”，认识到从微小生物到大型动植物都在持续塑造环境，从而奠基生命观、生态观，初步培育尊重生命、保护环境的责任意识。

学情研判需立体化。七年级学生已初步了解环境因素，并具备“人类活动影响环境”的朴素前概念，这为教学提供了起点。但他们的认知往往存在两大障碍：一是容易将“生物影响环境”狭义理解为人类活动，忽视其他生物的作用；二是对“影响”的具体机制（如通过生命活动物理改变或化学改变环境）缺乏清晰、科学的认识。兴趣点可能集中在有趣、可视化的生物现象上。因此，教学需通过丰富的实例和亲手操作，拓宽认知广度、深化理解深度。过程评估将贯穿始终：在导入环节通过提问探查前概念；在探究活动中通过观察小组讨论、实验操作规范性、数据分析逻辑性进行动态反馈；在巩固环节通过分层练习检验目标达成度。基于此，教学调适配以“差异化脚手架”：为理解较快的学生提供更复杂的案例分析（如森林演替）；为需要支持的学生提供实验步骤的图解指引、关键术语的词汇银行，并通过“学习伙伴”互助形式，确保全员参与建构。二、教学目标

知识目标：学生能够超越举例的层面，系统阐释“生物影响环境”这一核心观点的内涵。具体而言，能准确辨析生物对环境物理性改变（如疏松土壤）与化学性改变（如增加腐殖质）的不同途径，并运用该原理分析教材之外的12个生活实例（如“大树底下好乘凉”背后的蒸腾作用、苔藓植物加速岩石风化），实现知识从识记到迁移应用的跃升。

能力目标：重点发展基于实证的科学探究与逻辑推理能力。在教师提供的结构化指导下，学生能以小组为单位，相对独立地完成“探究蚯蚓对土壤环境影响”的模拟实验，规范操作并准确记录数据；进而，能够从实验现象（土壤疏松度、湿度变化）中归纳出蚯蚓活动对土壤环境的双重影响（物理结构与成分），并清晰、有条理地陈述自己的论证过程。

情感态度与价值观目标：通过体验蚯蚓等“生态系统工程师”的默默作用，引导学生感悟生物多样性的内在价值，摒弃以个体大小或与人类关系亲疏评判生物价值的偏见。在小组实验与讨论中，培养严谨求实的科学态度、协作共享的团队精神，并初步树立“任何生命都在参与环境塑造”的生态平等观和环境保护的责任感。

科学思维目标：本节课着力训练“结构与功能相适应”的生物学观念和“控制变量”的实验设计思想。通过任务驱动，引导学生将蚯蚓的结构（体形、刚毛、吞食习性）与其环境功能（松土、形成蚓粪）建立逻辑关联；在分析实验方案时，能清晰指出对照组与实验组的设置原理，理解单一变量原则在本探究中的具体体现。

评价与元认知目标：引导学生成为学习的评估者。在课堂尾声，学生将依据教师提供的简易量规（如：观点明确、证据充分、表述清晰），对同伴关于“生物影响环境”的实例分析进行口头评价或补充。同时，通过“学习日志”简短反思：本节课最颠覆自己原有认知的观点是什么？是通过什么活动或证据让自己信服的？以此提升对自身学习过程的监控与调节能力。三、教学重点与难点

教学重点：确立“生物能够影响和改变环境”的核心观点，并能通过具体实例（尤其是蚯蚓的实验探究）进行科学论证。其依据在于，该观点是课标明确要求掌握的“大概念”，是构建“生物与环境相互依赖、相互影响”辩证认知的支柱，也是理解后续“生态系统稳定性”和“人类活动对生态影响”的基石。从中考命题趋势看，此概念是高频考点，常以探究实验分析、生活现象解释等能力立意题型出现，重在考查学生的应用与论证能力。

教学难点：在于如何引导学生设计并理解“探究蚯蚓对土壤环境影响”的对照实验，并从中科学地归纳出影响的具体表现。难点成因有二：一是七年级学生的形式运算思维尚在发展初期，对于“控制变量”的实验设计逻辑理解存在抽象性，易混淆变量；二是从实验现象（蚯蚓活动过的土壤更松软）到本质结论（生物的生命活动能改变环境的物理结构和化学成分），需要跨越观察描述与抽象概括之间的思维鸿沟。预设突破方向为：将实验步骤高度可视化、操作化；通过层层递进的问题链（“两杯土壤有什么不同？”“为什么不同？”“这个不同说明了什么？”）搭建思维脚手架，引导学生自主构建结论。四、教学准备清单1.教师准备1.1媒体与教具：多媒体课件（含“大树底下好乘凉”、草原鼠洞、地衣风化岩石等图片/短视频）；“探究蚯蚓对土壤环境影响”实验演示动画或步骤图解板贴。1.2实验材料：蚯蚓若干（提前准备，确保活力）、透明塑料杯或培养皿、干燥疏松的土壤、湿润的土壤、黑色卡纸、橡胶手套、放大镜、实验记录单（分层设计：基础版含填空引导，进阶版为表格自主设计）。1.3学习支持材料：分层学习任务单；课堂巩固练习活页（分A/B/C三层）；“我的学习日志”便签纸。2.学生准备2.1预习任务：观察身边一处有植物或小动物生活的环境（如花盆、墙角苔藓），简单记录其与周围无生命处有何不同。2.2物品携带：铅笔、橡皮。3.环境布置3.1座位安排：46人异质分组，便于实验合作与讨论。3.2板书记划：预留核心区板书“生物影响环境”主题及核心结论，侧边区用于粘贴学生生成的实例或问题。五、教学过程第一、导入环节1.情境冲突，激活旧知：同学们，上节课我们学习了环境如何影响生物，生物得去适应环境，对吧？那反过来呢？生物就只能被动接受吗？请大家看这张图——“大树底下好乘凉”。这是一个我们非常熟悉的生活现象。1.1问题提出：我想问大家，为什么大树底下会凉快呢？（等待学生回答：有树荫）对，有树荫遮挡阳光。但这仅仅是“树荫”这个静态物体的遮挡作用吗？这棵大树作为生物，它是通过怎样的生命活动，实实在在地影响了它脚下的环境（比如温度、湿度）呢？这就是今天我们要一起揭秘的核心问题：生命是如何塑造它周围环境的？1.2路径明晰：为了解答这个宏大问题，我们得找个“小帮手”入手。今天，我们将化身“环境侦探”，首先通过一个精心设计的实验，探究一位不起眼但力量巨大的“土壤工程师”——蚯蚓的奥秘。然后，我们会把从它身上发现的规律，推广到更广阔的生命世界，去解释像“大树”这样更多的现象。准备好开始我们的探究之旅了吗？第二、新授环节任务一：从已知到未知——建立探究起点教师活动：首先，我会引导学生快速回顾“环境因素”包含哪些（非生物因素与生物因素），并提问：“之前我们讨论的是这些因素如何影响生物。现在，请基于你的预习观察或生活经验，大胆猜测：生物，特别是像蚯蚓这样的动物，可能会从哪些方面影响它所在的土壤环境呢？”我将倾听并快速将学生的猜想关键词（如“让土变松”、“让土变肥”）板书在侧边区。“大家的猜想很有价值，但科学不能只靠猜想，需要……”（引导学生说出“实验验证”）。学生活动：回顾旧知，积极分享预习观察和初步猜想（如：蚯蚓钻来钻去会让土壤有空隙；它的粪便会改变土壤颜色等），明确本课的学习方向是基于实证的探究。即时评价标准：1.能否准确回忆起相关环境因素；2.提出的猜想是否基于一定的生活观察或逻辑；3.能否理解从“猜想”到“验证”的科学探究流程。形成知识、思维、方法清单：★科学探究始于问题与猜想：科学探究的基本流程包括提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达交流。我们的课堂正遵循此路径。▲联系旧知：将新问题（生物影响环境）与旧知识（环境因素）主动关联，是构建知识网络的关键方法。教师提示：要鼓励所有学生说出猜想，无论对错，这是暴露前概念、激发探究欲的关键一步。任务二：聚焦模型——设计蚯蚓探究实验教师活动：这是突破难点的核心步骤。我会出示实验材料，并提出明确的研究问题：“蚯蚓的活动会使土壤环境发生变化吗？”然后，不直接给出方案，而是通过连环提问引导小组讨论设计：“我们要比较什么？”（有蚯蚓和没蚯蚓的土壤）。“如何确保比较是公平的？除了有无蚯蚓，其他条件应该怎样？”（引导学生说出土壤量、湿度、光照等应相同）。此时，展示实验装置图（两个透明杯，一杯放蚯蚓和湿土，一杯只有等量湿土，杯口用黑纸遮盖），请学生分析图中如何体现“单一变量”和“对照原则”。“非常好！那么，我们具体观察和记录哪些变化呢？”（引导学生确定观察指标：土壤疏松度、湿度、有无蚓粪等）。分发记录单，并强调实验操作轻柔，爱护蚯蚓。学生活动：小组围绕教师问题展开讨论，尝试理解对照实验的设计逻辑。分析提供的装置图，指认变量。明确观察指标，并领取材料，开始合作进行实验设置。过程中，进行初步观察并记录初始状态。即时评价标准：1.小组讨论时，能否围绕“控制变量”这一核心进行有效交流；2.能否正确指认实验中的变量（自变量：有无蚯蚓；因变量：土壤变化；控制变量：土壤量、湿度等）；3.实验操作是否规范、有序，体现对实验动物的爱护。形成知识、思维、方法清单：★★对照实验的设计与控制变量法：这是本课的核心科学方法。设置对照组（无蚯蚓）是为了提供一个参照基准，突出实验组（有蚯蚓）变化的效果。所有其他条件（如土壤量、湿度）必须保持一致，才能将观察到的差异归因于“有无蚯蚓”这个单一变量。▲观察指标的确定：明确的观察测量指标（如疏松度、湿度）是获取有效证据的前提。教师提示：对于设计有困难的小组，可提供选项让其选择，或通过动画演示强化理解。任务三：证据获取与初步分析——观察实验现象教师活动：在学生装置设置完成后，预留约58分钟让蚯蚓活动。在此期间，组织学生进行间隔观察。我会巡视并提问引导：“注意看有蚯蚓的杯子，土壤表面有什么在形成？”（蚓粪）“用铅笔轻轻戳一下两杯土壤（避开蚯蚓），感觉硬度有什么不同吗？”“看看杯壁，有没有水汽凝结的差异？”鼓励学生用放大镜仔细观察蚓粪的细节。同时，提醒学生及时在记录单上绘制或文字描述现象。学生活动：按时间间隔对两组实验装置进行细致观察、比较。用手（或铅笔）轻触感知土壤疏松度差异，用视觉观察蚓粪、土壤结构和湿度迹象。小组成员协作，如实、准确地记录观察到的现象。即时评价标准：1.观察是否细致、全面（关注到多个指标）；2.记录是否客观、具体（避免使用“变了”等模糊词汇，而用“出现颗粒状蚓粪”、“土壤更易戳入”等描述）；3.能否在组内就观察结果进行初步交流。形成知识、思维、方法清单：★实证意识：科学结论必须建立在客观、细致的观察和记录之上。观察与比较的方法：通过横向（实验组vs对照组）与纵向（实验前后）的比较，能更清晰地发现变化。▲蚯蚓活动的直接证据：蚓粪是蚯蚓取食、消化后排出的颗粒，是它改变土壤成分的直接证据；土壤中的孔道是其活动改变土壤物理结构的痕迹。教师提示：引导学生多感官参与观察，并强调记录的即时性。任务四：从现象到结论——构建科学解释教师活动：实验观察结束后，组织全班进行结论建构。我先请小组代表分享他们记录的最显著现象。然后抛出核心问题链：“这些现象说明了什么？”“有蚯蚓的土壤变得更疏松，这个‘疏松’意味着土壤的什么物理性质被改变了？”（结构）“蚯蚓粪与原来的土壤一样吗？它带来了什么？”（有机质等，改变成分）。最后，引导学生用“因为……所以……”的句式，尝试将现象与结论联结：“因为蚯蚓的生命活动（钻穴、吞食、排泄），所以它改变了土壤的物理结构和化学成分。”将这一结论板书于核心区。并追问：“如果土壤环境因此变得更适合植物生长，那是否意味着蚯蚓也间接影响了生活在同一环境中的其他生物？”学生活动：小组代表汇报观察结果。全班一起分析现象背后的本质：土壤物理结构（疏松度、通气性）和化学成分（有机质含量）的改变。在教师引导下，尝试用规范的语言概括实验结论，理解蚯蚓作为生物对环境产生的具体、可验证的影响。即时评价标准：1.发言能否用观察到的具体证据支持观点；2.能否从具体现象（土变松）抽象概括出对环境性质的改变（物理结构）；3.表述结论时是否逻辑清晰、科学严谨。形成知识、思维、方法清单：★★★核心观点建构：生物能通过其生命活动影响和改变环境。以蚯蚓为例，其活动能改良土壤，体现在：1.物理性影响：疏松土壤，改善通气透水性；2.化学性影响：增加土壤腐殖质（有机质），提高肥力。▲从具体到抽象的思维飞跃：将具体的观察现象（孔洞、颗粒）归纳为对抽象环境属性（结构、成分）的影响，是科学思维的重要提升。间接影响：生物对环境的影响可以连锁引发对其他生物的影响，体现生态联系的普遍性。任务五：观点迁移与应用——从特例到普遍规律教师活动：在学生通过蚯蚓实验建立了核心观点后，我需要帮他们推开一扇更广阔的窗。我会说：“蚯蚓是位优秀的‘模特’，向我们展示了生物影响环境的原理。现在，让我们用刚刚发现的这把‘钥匙’，去解锁更多生命塑造环境的奥秘。”播放或展示一组图片/短视频：1.草原上密集的鼠洞导致水土流失；2.地衣分泌有机酸腐蚀岩石表面；3.森林中树木的枯枝落叶形成覆盖层。针对每个案例，提问：“这是哪种生物？”“它主要通过什么生命活动（如：挖洞行为、分泌物质、积累遗体）？”“它具体改变了环境的哪一方面（如：地形与土壤稳定性、岩石化学成分、地表温度和湿度）？”最后，回到导入的“大树底下好乘凉”，请学生分组讨论，用本节课的视角给出更完整的科学解释（涉及蒸腾作用降温增湿、枯落物保湿等）。学生活动：观看案例，运用新建构的核心观点进行分析。在小组内讨论，尝试解释每个实例中生物影响环境的具体方式和结果。重点攻克“大树”案例，整合多个角度进行解释，并向全班分享。即时评价标准：1.能否将蚯蚓案例中习得的分析框架（识别生物、明确活动、指出环境改变）迁移到新情境；2.在小组讨论中，能否贡献思路并倾听他人；3.对“大树”案例的解释是否全面、科学。形成知识、思维、方法清单：★观点的普遍性：“生物能影响环境”是普遍规律，适用于从微生物、植物到动物的所有生物类群。影响方式的多样性：生物可以通过物理行为（钻洞、筑巢、扎根）、化学分泌（有机酸）、改变物质循环（分解遗体、增加有机质）等多种方式影响环境。▲综合分析能力：像“大树”这样的复杂现象，往往是生物多种生命活动共同作用的结果，需要综合多角度分析。生态价值：每一个生物都在以其独特方式参与环境的塑造，从而拥有其不可替代的生态价值。第三、当堂巩固训练

设计分层练习，限时8分钟完成。基础层（全员必做）：1.判断题：所有生物都能适应环境，但不能改变环境。（）2.选择题：在“探究蚯蚓对土壤环境影响”实验中，对照组应设置为（）。A.干燥土壤B.无蚯蚓的湿润土壤C.有蚯蚓的干燥土壤。综合层（鼓励完成）：阅读一段关于“河狸筑坝”的短文，分析：河狸这种生物通过什么活动（筑坝），对河流环境造成了哪些具体改变（水位、流速、岸边植被）？这体现了生物影响环境的什么特点？挑战层（学有余力选做）：“假如一片草原上彻底消灭了所有掘土动物（如鼠、兔、蚯蚓），请预测长期来看会对草原土壤环境产生哪些连锁影响？”反馈机制：基础题通过快速举牌或口头核对即时反馈；综合题请23位不同层次学生分享答案，师生共评，重点评价分析框架的应用；挑战题答案不唯一，鼓励创新思维，选取有代表性的观点进行展示，旨在开阔思路。第四、课堂小结

引导学生进行自主总结。我会说：“同学们，今天我们完成了一次精彩的环境侦探之旅。现在，请大家闭上眼睛，在脑海里画一张‘思维导图’，中心词是‘生物影响环境’，你能延伸出哪些分支？”给学生1分钟静思，然后邀请几位学生分享他们的知识框架。我将以此为基础，用板书形成结构化总结：核心观点、一个典型探究案例（蚯蚓实验的方法与结论）、几类普遍实例（动物、植物、微生物）、一种重要观念（生态相互作用与生命价值）。元认知引导：“请大家在‘学习日志’上快速写下：这节课，哪个活动或哪个点让你对‘生物’的看法发生了最大的改变？”最后，布置分层作业：1.必做：完善实验记录单，并用自己的话向家人解释“大树底下好乘凉”的科学原理。2.选做（二选一）：a.拍摄或绘制一幅身边“生物影响环境”的案例图，并配以简短的科学说明。b.查阅资料，了解“珊瑚礁”是如何塑造海洋环境的。预告下节课我们将综合双向视角，探讨“生物与环境如何构成一个统一整体”。六、作业设计

基础性作业（必做）：1.实验报告完善：请根据课堂探究，完整填写“探究蚯蚓对土壤环境影响”的实验记录单，特别要清晰写出实验结论。2.生活解说员：请向你的家人或朋友用科学的语言解释“为什么大树底下好乘凉”，要求至少从两个角度（如遮阴的物理作用和蒸腾作用的生物影响）进行说明，并请他们在你的作业本上签名或写一句感言。

拓展性作业（建议大多数学生完成，二选一）：1.环境观察员：在社区或校园中，寻找一处能体现“生物影响环境”的现象（如：树根隆起地面、墙角苔藓使墙面变色、蚂蚁巢穴口的土堆等），用手机拍照或手绘下来，并附上一段文字分析：指出是哪种（些）生物、通过什么活动、具体改变了环境的哪个方面。2.资料分析员：阅读一篇关于“森林枯落物层”的科普短文（教师提供），总结森林中的植物是如何通过“枯枝落叶”这一生命活动产物，来影响森林地表环境的。

探究性/创造性作业（学有余力学生选做）：1.微观世界设计师：设计一个简单的对比实验，探究“微生物（如酵母菌）的发酵活动对面团环境（温度、气味、质地）的影响”。写出简要的实验设计思路（材料、步骤、观察指标），有条件者可在家安全操作并记录结果。2.生态影响评估：如果要在校园的一片空地上种植一片小树林，请你预测，这片小树林在未来510年内，可能会对这片空地的环境（光照、温度、湿度、土壤、其他生物）产生哪些积极的影响？请以“未来环境评估报告”的形式，分点阐述你的预测。七、本节知识清单及拓展

1.★核心观点：生物不仅适应环境，也能通过其生命活动影响和改变环境。这是理解生物与环境相互作用关系的两个不可分割的方面。

2.★探究实例（蚯蚓）：蚯蚓被称为“生态系统工程师”。其生命活动对土壤环境的影响主要体现在：物理性改良：钻穴活动使土壤变得疏松，改善通气性和透水性；化学性改良：吞食土壤和有机废物，排出富含腐殖质的蚓粪，提高土壤肥力。

3.★科学方法（对照实验）：探究“生物是否影响环境”这类问题，通常采用对照实验。关键原则是控制单一变量（如本实验中只改变“有无蚯蚓”），确保其他条件（土壤量、湿度等）完全相同，使实验结果具有说服力。

4.影响方式的多样性：生物影响环境的方式多种多样。动物主要通过行为活动（如鼠类挖洞、河狸筑坝、鸟类筑巢）；植物主要通过生命活动过程及其产物（如根系固定土壤、蒸腾作用增加空气湿度、枯枝落叶覆盖地表改变微环境）；微生物则通过分解、发酵等代谢活动改变周围物质的化学成分。

5.普遍性与实例：该观点具有普遍性。实例包括：草原鼠类过度挖洞可能导致草场退化（负面影响的例子）；地衣分泌有机酸加速岩石风化，促成土壤形成；森林调节气候、涵养水源；人类活动（也属于生物影响）对全球环境的深远改变等。

6.▲结构与功能观：蚯蚓的圆柱形身体、体节和刚毛结构，非常适合在土壤中钻行，这体现了生物结构与其环境功能（疏松土壤）的适应性。

7.▲生态连锁效应：生物对环境的影响往往会引发连锁反应。例如，蚯蚓改良土壤后，有利于植物生长；植物生长又为更多动物提供食物和栖息地，从而改变整个生物群落。

8.易错点提醒：要区分“生物对环境的影响”和“非生物因素对环境的影响”。例如，风把沙子吹走是非生物影响；而沙生植物固沙则是生物影响。判断的关键在于是否由生物的生命活动引起。

9.情感价值渗透：认识到从蚯蚓到参天大树都在塑造环境，有助于我们理解每一种生物在生态系统中的独特价值，从而培养尊重所有生命、维护生态平衡的责任感。八、教学反思

（一）目标达成度分析

本节课预设的核心目标是帮助学生建构“生物能影响环境”的科学观念，并掌握通过对照实验验证观点的方法。从课堂反应和巩固练习反馈来看，绝大多数学生能准确陈述蚯蚓实验的结论，并能将分析框架迁移到新的简单案例（如鼠洞、地衣）中，表明知识目标与基础能力目标基本达成。学生在“大树底下好乘凉”的综合分析中展现出的多角度思维，以及挑战题中关于“草原无掘土动物”的富有想象力的连锁预测，部分达到了高阶思维和应用目标。情感目标在爱护实验动物、小组协作及最后的价值讨论环节有所体现，但生态责任感的形成需长期浸润。

（二）环节有效性评估

1.导入环节：“大树底下好乘凉”的生活情境成功引发了认知冲突和探究兴趣，学生立刻意识到问题不只是“树荫遮挡”那么简单，为整节课奠定了良好的思维基调。2.新授环节：任务二（实验设计）是难点也是枢纽。部分小组在理解“控制变量”时确实出现了预想的困惑，通过装置图分析和针对性提问，大部分得以疏通，但仍有少数学生显得被动。任务四（建构结论）的“问题链”引导至关重要，它成功帮助学生完成了从现象描述到本质概括的飞跃，是本节课思维提升最明显的环节。任务五（迁移应用）案例选择得当，从动物到植物到微生物，有效拓宽了学生视野，巩固了核心观点的普遍性。3.巩固与小结环节：分层练习满足了不同需求，但时间稍显仓促，对挑战题的讨论可更充分。学生自主构建思维导图式的总结，虽不完美，但主动整合知识的尝试值得鼓励。

（三）学生表现深度剖析

课堂中，学生表现出了明显的差异性。约三分之一的学生（多为逻辑思维较强或对生物有浓厚兴趣者）始终处于引领状态，能快速理解实验设计，并提出有见地的迁移分析。约一半的学生在“脚手架”（如问题链、图解、小组讨论）的支撑下，能顺利跟上节奏，完成知识建构。但仍有约五分之一的学生，主要是在观察实验现象和完成基础练习时表现积极，而在需要抽象推理（如从现象概括本质）和复杂迁移（如分析连锁效应）时显得吃力。这提醒我，未来的差异化支持应更前置和精准，例如为这些学生提供“结论建构”的句型模板，或在迁移环节提供更具体的分析步骤提示。

（四）教学策略得失与改进

得：以“探究蚯蚓实验”为贯穿主线的设计是成功的，它