基于核心素養的高中生物實驗教學實踐

黃金秋

[摘要]在高中生物實驗教學中，逐步引導學生構筑科學生命觀念、提升理性思維能力、訓練科學探究能力、培養社會責任意識，可有效提升生物教學質量，同時培養學生的生物學核心素養。

[關鍵詞]核心素養；高中生物；實驗教學

[中圖分類號]G633.91[文獻標識碼]A[文章編號]16746058（2018）05008802

高中生物教學活動中，不管是哪一個模塊的教學，都跟實驗有密切的關系。高中生物的實驗教學很多都是源于教材中的科學史，這些科學史往往被作為精彩的典例融入實驗教學中，以引導學生進行實驗探究。核心素養體系的提出，讓教師對高中生如何學習生物學知識、應達到怎樣的學習目標有了具體的理論依據。那么，在核心素養背景下如何有效開展高中生物實驗教學呢？

一、層層遞進，構筑科學生命觀念

發展學生的核心素養是希望學生身心健康、學會學習。在高中生物課堂中，教師對生物學知識的教學不能只停留在讓學生機械模仿和死記硬背上，而是要讓學生能夠對知識融會貫通。在高中生物實驗教學中，始終貫穿著對高中生物學概念的把握、質疑和驗證，因此教師應層層遞進，逐步引導學生通過實驗真正掌握生物學概念，找到學習的竅門，并在實驗的過程中構筑科學生命觀念。

例如，學生在初中就已學會運用低倍顯微鏡觀察細胞，進入高中后，就要學會運用高倍顯微鏡來觀察細胞。對此，教師可讓學生或利用教材的材料，或查找資料了解高倍顯微鏡的使用方法。在學生掌握了高倍顯微鏡的使用方法后，教師應層層遞進地引導學生進行實驗操作，讓學生學會應用高倍顯微鏡觀察細胞的形態與結構。這樣，學生就能深刻體會到細胞結構的多樣性和統一性，也有助于學生在《分子與細胞》學習中逐步建立起生命體結構與功能相適應的觀點。這樣，學生的學習興趣被激發，也形成了樂觀向上的學習態度和學習行為，而我們的科學生命觀念教育也容易獲得成功。

二、知先行后，提升理性思維能力

布魯納強調：學生主動思考和探索求知，最終達到對所學知識的理解和掌握。因而，在高中生物實驗教學中，教師應更好地培養學生積極求證、“知先行后”的科學精神，提升學生的理性思維能力。

例如，“環境容納量”是研究種群數量增長時涉及的一個重要概念，為了加深學生對此概念的理解和掌握，教師可對教學順序進行調整，如先做酵母菌的培養實驗。此探究實驗的周期（7天）較長，因此應首先定好計劃；然后組織學生討論教材中提出的問題；接著將學生分成四組，按表1中所列條件（其他條件相同且適宜）進行實驗；最后用橡皮塞塞好1000mL的錐形瓶口，在室溫下進行酵母菌培養。

在實驗過程中，教師要求學生每天都定時觀測實驗結果。在此時，學生就會提出“記錄的表格應當如何設計”的問題，對此師生共同解決。最后，四個小組都用曲線將所得的數值表示出來。當四個小組將自己的探究結果在課堂上展示時，學生有了新的疑問：為什么這四條曲線會有差異？原因是什么？學生積極討論，教師再引出“環境容納量”這個概念，并強調環境條件對K值的影響。在學生討論的基礎上，教師再提出問題：這個實驗每天都必須定時觀測的原因是什么？在實驗條件完全相同的情況下，是否能得到相同的實驗數據？從而很自然地引出影響酵母菌數量的條件，圓滿完成本節課的教學任務。

通過這樣對教學內容進行處理，學生將對概念的認識和實驗統一結合起來，并通過自己積極思考、動手求證，學到相關的生物學概念，最終培養了理性思維能力。

三、積極思考，訓練科學探究能力

科學探究是研究自然科學的基本方法，在高中生物中無處不在。持之以恒，堅持不懈，努力進行科學探究是科學家獲得成功的原因。對此，教師要想方設計讓學生感受到實驗的樂趣，主動參與實驗探究，并積極思考相關問題，從而不斷提升學生的科學探究能力。

例如，教學“遺傳物質的探索歷程”時，教師可先給學生介紹“格里菲斯實驗”：格里菲斯利用兩種類型的細菌（R型菌和S型菌）、小鼠作為實驗材料，并進行四組對照實驗。四組實驗對小鼠的處理條件各不相同，四組實驗之間相互對照，結果也都大相徑庭（見表2）。然后，請學生分析實驗現象并得出格里菲斯的推論。在學生

得出推論后，教師繼續提出問題：這種轉化因子究竟是

什么物質？接著再給學生介紹艾弗里及其同事是如何對S型菌中的物質進行提純和鑒定的，從而引導學生進一步思考：如何證實S型菌中的哪一種物質是轉化因子？在學生主動參與科學探究的基礎上，教師介紹艾弗里采用的主要技術手段（細菌的培養技術、物質的提純和鑒定技術等），從而說明科學成果的取得必須有技術手段做保證，技術的發展需要以科學原理為基礎。最后，呈現噬菌體侵染細菌的實驗，總結實驗的最關鍵問題是如何才能把DNA與蛋白質分開。

上述教學中，讓學生借鑒科學家的經典實驗進行科學探究，并主動參與實驗設計與操作，可不斷提升學生的科學探究能力。

四、學會健康生活，培養社會責任意識

在高中生物實驗教學，教師應多關注科技的新進展及熱點問題，同時聯系實際生活中存在的各種生物學問題滲透STSE教育，引導學生學會處理和解決生活問題，從而促進學生掌握生物學知識和健康生活常識，學會健康生活，并勇于承擔社會責任。

例如，在教學“酒精與酸性重鉻酸鉀的反應”時，教師可提出問題：“酵母菌在缺氧條件下可以產生酒精（C2H5OH）”這一實驗原理（表3）中的顏色反應可以應用在日常生活嗎？這一問題的提出，引起了學生極大的興趣。

此時，教師可適時介紹酒精測試儀的應用原理，借此教育學生珍愛生命、拒絕酒駕。教師可再提出問題：酵母菌是一種兼性厭氧菌，要釀造果酒，應當對釀酒的條件進行怎樣的處理？學生對問題進行積極探討。通過這些實驗教學，學生不僅理解了呼吸作用的概念和原理以及在生產實踐中的應用，而且學會了健康生活，增加了社會責任感。

又如，在學生掌握一定的遺傳學基礎知識之后，教師可讓學生調查人類的遺傳病。通過調查，不但可使學生了解到近親為何不能結婚、應當如何判斷某種遺傳病的遺傳方式、怎樣進行遺傳咨詢等問題，還能讓學生明確他們承擔著向社會大眾普及生物學知識，將來進行優生優育以減輕社會負擔、造福社會的責任和義務，從而培養學生

的

社會責任意識。

綜上可知，在高中生物實驗教學中，教師應不斷改進教學方法，努力構筑學生的科學生命觀念并提升學生的理性思維能力，引導學生在課堂上積極思考、探究，不斷訓練學生的科學探究能力。同時，還要讓學生學會健康生活，明確自己承擔的社會責任，從而更好地養成生物學核心素養。

（責任編輯黃春香）