有效開展實驗教學　提高學生核心素養(yǎng)

盧愛芳

摘 要：生物學是一門以實驗為基礎的自然科學，生物實驗教學是落實學科核心素養(yǎng)的重要途徑，是提高教育教學質(zhì)量的重要手段。本文提出了合理整合實驗教學資源，建構(gòu)實驗教學模式，優(yōu)化學生分組實驗的優(yōu)化策略，并以“光合色素的提取與分離”的實踐為例，說明如何有效開展實驗教學，提高學生核心素養(yǎng)。

關鍵詞：高中生物 實驗教學 核心素養(yǎng)

通過有效開展實驗教學，引導學生設計并實施恰當可行的探究實驗方案，可以提升學生設計實驗的能力，落實學生生物學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。但目前高中生物學教學中普遍存在課時緊、任務重的現(xiàn)象，因此，實驗教學需要不斷的優(yōu)化設計，努力打造高效率、高收獲的生物學實驗課堂。本文提出了一些實驗教學的優(yōu)化策略，并以“光合色素的提取與分離”的實踐為例，說明如何有效開展實驗教學，提高學生核心素養(yǎng)，以供參考。

一、實驗教學的優(yōu)化策略

1.整合教學資源，強化探究意識

教師要充分利用教參資料和信息化手段，充分挖掘教材實驗資源，搜集并整合與實驗相關的延展性資源。在開設學生實驗教學前，認真做好預實驗，摸索實驗條件，對實驗所需的試劑、器材和實驗過程中的操作方法、步驟等進行適當?shù)馗倪M或創(chuàng)新。在開展實驗教學時，及時捕捉動態(tài)生成的亮點，在驗證性實驗中也可以穿插探究性實驗。例如，“檢測生物組織中的糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)”實驗中，

給學生提供“雙縮脲試劑檢測蛋白質(zhì)的原理是肽鍵在堿性溶液中能與銅離子產(chǎn)生紫色絡合物”的背景資料時，有學生就提出“煮熟的蛋白質(zhì)能否產(chǎn)生紫色反應”的問題，此時就可以順勢給出一個探究性課題“探究變性的蛋白質(zhì)能否與雙縮脲試劑發(fā)生紫色反應”。

在探究性實驗教學中，可以把要探究性的內(nèi)容巧妙地轉(zhuǎn)化為問題情境，利用教師提供的背景資料，鼓勵學生異想天開，指導學生合理利用“提出問題”策略，給學生足夠的時間去發(fā)表自己的見解，然后通過小組討論和教師點撥，提升科學思維的同時提煉出有探究價值的問題。例如，在“探究影響酶活性的因素”實驗中，學生通過思考提出了以下問題：①探究溫度對酶活性的影響能否選用過氧化氫作為底物？②多高的高溫會使酶失活呢？③探究PH對酶活性的影響底物能否用淀粉？④選擇淀粉作為底物時，應該選擇什么作為鑒定試劑？碘液還是本尼迪特試劑？實驗內(nèi)容問題化，往往能給學生帶來探究的氣氛和欲望，提高學生學習的熱情和興趣。

2.優(yōu)化分組實驗，加強小組合作

在實驗教學中應積極改進學生分組實驗的教學方法，注重分組實驗的探究性和創(chuàng)新性，充分發(fā)揮學生的主觀能動性和組內(nèi)組間的合作交流，提升學生的生物學核心素養(yǎng)。首先，要對學生進行嚴格要求和科學規(guī)范的管理。在學生進實驗室之前對學生宣布實驗課上的紀律要求和行為規(guī)范，對班里的學生進行分組編號，固定他們在實驗室的座位。每組選出一個責任心強、有能力的小組長，負責整組藥品、儀器等的清查及實驗過程中各組員間的協(xié)調(diào)等工作。其次，在實驗課前要布置學生預習，要做好準備工作。提前做好實驗前準備非常關鍵，尤其是進行探究性實驗。教師可設置好導學案，課前讓學生分組討論，設計實驗方案，教師批閱。這樣課堂上才有充足的時間進行自主探究，展示交流，得出結(jié)論，最后感悟提升。再次，在實驗過程中，教師要加強對學生的指導監(jiān)控。要讓教師的主導作用發(fā)揮到最大，加強過程指導監(jiān)控是必要手段。在實際教學過程中，可請實驗員或其他教師輔助，加強對學生分組實驗過程時的點撥指導。學生分組實驗的探究過程有條不紊，才能有效地落實教學目標，提升核心素養(yǎng)。最后，教師要及時進行有效的總結(jié)和評價。實驗結(jié)束后，教師要讓學生進行結(jié)果展示與交流，引導學生認真反思、歸納總結(jié)，才能由感性認識上升為理性認識。教師也要根據(jù)自己在實驗過程中的觀察情況，點評學生的表現(xiàn)，給予激勵性評價。

二、例說“光合色素的提取與分離”實驗

“光合色素的提取與分離”是浙科版高中生物學教材必修1《分子與細胞》第3章“細胞的代謝”中第5節(jié)“光合作用”中的活動內(nèi)容，是高中生物學中非常重要的經(jīng)典實驗。依據(jù)教材安排，這是一個在學習光合作用過程之前的驗證性實驗，要求提取并分離葉綠體中的4種色素。綜合實驗室具有的設備、器材及本人在實驗課前所做的預實驗，對實驗過程中的操作方法、步驟等進行了適當?shù)馗倪M和創(chuàng)新。為進一步提升學生的科學思維與科學探究能力，將此實驗轉(zhuǎn)換成了探究性實驗。課前將全班同學6人一組分為8個大組，每組探究一個課題，基本操作流程如下。

1.小組合作，自主探究

6人一大組，2人一小組，共同完成探究實驗。不同的組別可以自由選擇不同的課題，由組長領取該課題所需的實驗材料、試劑，組內(nèi)同學按照提取色素、制備濾紙條、畫綠葉細線、分離色素、觀察結(jié)果的操作流程，分工合作，共同開展探究實驗。探究課題如下：①不同綠葉中的色素種類和含量相同嗎？②不同的層析液層析結(jié)果相同嗎？③實驗操作中不加CaCO3或SiO2結(jié)果相同嗎？④不同的濾液細線畫法對結(jié)果有何影響？學生動手操作期間，教師巡回輔導，及時解決學生遇到的問題，并觀察學生的操作情況以便給予恰當?shù)募钚栽u價。

2.展示交流，共享結(jié)果

實驗完成后，教師投影展示具有代表性的實驗結(jié)果，小組長說明選取的課題及對實驗結(jié)果的分析，教師引導組間討論交流，并及時給出評價，歸納總結(jié)，得出結(jié)論。對未得到預期結(jié)果的組別，分析原因，強調(diào)規(guī)范操作的重要性。之后利用多余的濾液請同學們觀察葉綠素的熒光現(xiàn)象并提出為什么秋天時，綠葉會變黃？介紹葉綠素易受光、溫度等因素的影響而降解，布置學生課后完成實驗報告，及時鼓勵有興趣的同學課后設計并進行相關實驗。

三、教學實踐后的思考

筆者通過將書本上的驗證性實驗轉(zhuǎn)化為探究性實驗，提高了學生的學習積極性，促進了學生間的團結(jié)協(xié)作，提升了學生的科學思維和科學探究能力。考慮到整個實驗操作較費時，筆者將實驗原理、實驗操作流程及實驗方案設計放在實驗課之前的理論課上完成，實驗課上做簡單回顧，重點強調(diào)改進點和需要主要的事項，從而提高了實驗教學效果和效率。