試議核心素養視角下的高中生物實驗教學創新

常瑩

核心素養本質上屬于抽象層面的東西，它不同于具體的知識和技能，其形成和發展有賴于學生在學習過程中所產生的內在感悟。在這一認知的基礎上，本文簡要探討了四點核心素養視角下的高中生物實驗教學創新策略，分別是靈活運用兩種基本的實驗教學程序;探究實驗要讓學生切實經歷探究過程;探究實驗要注重實效而不是形式;對教材中的一些實驗進行合理優化和改進。

根據高中生物新課標中的定義，核心素養是指學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力。生物學學科核心素養包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。顯而易見，所謂核心素養本質上屬于抽象層面的東西，它不同于具體的知識和技能，其形成和發展有賴于學生在學習過程中所產生的內在感悟，反映到教學模式上，即要求教師少一些灌輸，而多一些引導和啟發，從而促使學生產生深刻體會和感悟。就實驗教學而言，自然也應遵循這一大原則，并在此基礎上采取與傳統灌輸式理念有所不同的創新性策略。以下就結合筆者的教學思考與體會對此談幾點個人見解，冀對一線教師有所啟示。

1 靈活運用兩種基本的實驗教學程序

在高中生物教學中，有兩種基本的教學程序常常引起一些教師的困惑，即是應當先講理論知識還是先做實驗。其實引起這種困惑的根本原因，還是在于受到傳統教學理念的限制，即以讓學生掌握具體的知識和技能為導向。在核心素養視角下，如果把促進學生產生內在感悟為基本導向，則這一困惑也就自然消解。中學生物實驗大致可分為驗證性實驗和探究性實驗，對于前者則一般應采取先理論后實驗的基本程序，如在教學細胞器知識時，通常應采取的教學程序即為“識圖—學習新知—實驗觀察—解決問題”，即首先利用教材上的插圖引導學生認識細胞內主要的細胞器，然后讓學生通過小組合作做實驗（用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體），最后總結各種細胞器怎樣完成細胞的生命活動等問題。而對于探究性實驗，則一般應采用先實驗后理論的程序，學生通過發現現實世界中的生物學問題，針對特定生物學現象進行探究，其結果是未知的，倘若先講了理論再做實驗也就失去了意義。比如在教學“比較過氧化氫在不同條件下的分解”時，所采用的教學程序應為“實驗觀察—感知科學過程和方法—解決問題”，這樣，在讓學生經歷探究過程的基礎上展開概念教學，更有助于學生理解，同時也更有利于鍛煉學生的實驗探究能力和學科思維。

2 探究實驗要讓學生切實經歷探究過程

科學探究素養是高中階段生物素養的基本要素之一，其重要性不言而喻，而該素養的培養則無疑是以探究性實驗為基本載體和必由途徑。在實際教學中，教師應避免“老師做實驗和講實驗，學生看實驗和聽實驗”這種灌輸理念下的教學方式，而是應該引導學生積極地動手操作，切實經歷探究過程，這樣才能使學生在掌握具體知識與技能的同時產生更為深刻地體會和感悟，從而鍛煉其科學探究能力。簡言之，要讓學生經歷和體會知識的生成過程，而不是單純地理解和掌握知識。從根本上說，很多教師傾向于實驗教學也采取灌輸式模式，主因在于受到應試教育環境的影響，因為課上時間有限，讓學生從頭到尾的做實驗畢竟是比較花時間的，而相對來說，直接講實驗并輔之以習題練習則“效率”就會高得多。但在新的教育形勢下，則必須避免這種理念和做法，而適當創新教學模式。當然，就探究實驗的教學來說，并不是完全任由學生照著課本自己操作，而是以合理的方式加以引導并予以有效把控，通常可以小組為單位，學生合作設計實驗方案并完成實驗。教師引導和點撥的重點主要為實驗思想的滲透，這是學生產生深刻感悟的基礎。眾所周知由于探究性實驗的設計多是以對照原則和單一變量原則為基礎，因此教師要注重這兩種基本思想的滲透，引導學生設計出合理的實驗探究方案。比如探究溫度對酶活性的影響，可以在學習了“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗的基礎上，引導學生以下表形式將基本實驗思路明確呈現出來，從而加深其對兩種基本思想在實驗過程中所起的核心作用。

3 探究實驗要注重實效而不是形式

關于探究實驗的教學，還有非常重要的一點需要說明。在以往傳統的教學模式下，即使教師讓學生動手操作，也往往只是基于課本照本宣科，談不上所謂創新，無法調動學生的思維積極性，自然也就難易激發其學習潛能。而達不到這樣的效果，則學生也就不能產生內生性的感悟從而很好地鍛煉科學探究素養。因此筆者認為，探究實驗的教學一定要注重實效而避免形式主義，特別是所謂“發現和提出問題—作出假設—通過實驗探究驗證價值得出結論”三個基本階段。而注重實效，具體來說，即在引導學生經歷探究過程、掌握相關知識的過程中其探究和分析能力以及學科思維品質也得到很好地鍛煉。比如探究酶活性的影響因素這一實驗，在實際教學中筆者只是讓學生預先填寫實驗設計單，主要的包括的問題有：“選擇哪一種酶？原因是什么？選擇哪一個因素（溫度或PH值）進行探究？實驗設計的自變量是什么，有幾個？怎樣檢測對應的因變量？預計會得到怎樣的實驗結果？”這寫問題本身帶有較強的引導性，學生想明白了這些問題，自然也就能順暢地進行實驗，相對教師照本宣科地講，既可提高授課效率，也有利于調動學生的主觀能動性。再如教學“設計并制作生態缸觀察其穩定性”這部分內容時，其實沒有必要局限于教材，在“設計、制作和觀察”基礎上還可以讓學生進行探究，具體可將學生分成若干小組，每組各選定一個變量，包括光照、投放的生物種類等，然后設計對照實驗。這種立足于課本而又具有拓展性的教學創新有助于學生深刻體會對照思想和單一變量思想在探究實驗設計中的運用，從而也就有助于其科學探究素養的進步。

4 對教材中的一些實驗進行合理優化和改進

一般來說，合理優化和改進教材中的實驗，對于學生來說是有著一定挑戰性的，但也正是因為這樣緣故，對學生的實驗綜合素養也就是一個很好的鍛煉。這就要求教師在平時實驗教學中注重引導學生以批判性的眼光來審視教材上的實驗，發現其不足并提出合理的優化改進方案或創新性的替代方案。按照哲學觀點，世界上的事物不可能十全十美，教材上的實驗雖然都很經典，但也同樣或多或少存在優化改進空間。事實上，有經驗的教師都深有體會，課本上的實驗其實很多時候很難做成功，或至少是很難完全達到課本上所描述的效果。這其實并不奇怪，因為那些實驗本身可能即是存在不足的，尤其要考慮到，對于課本上的同一個實驗，如果是在不同的地區或不同的季節操作，則得到的實驗結果往往存在明顯差異。因此，對教材上的實驗進行優化和創新不僅頗有必要，而且更是鍛煉學生實驗設計和創新能力的有效途徑。比如觀察葉綠體與細胞質流動的實驗，教材中該實驗的材料為蘚菜和菠菜，但其取材均受季節限制，不甚方便。實踐證明韭菜是相對更為理想的進行該試驗的材料，不僅取材較易，實驗中觀察到的葉綠體亦多而清晰，這就是一種對原實驗的一種簡單優化，不僅大大提升教學效果，也有助于學生更好地掌握相關知識。實際教學中還可引入一些先進的儀器對實驗結果進行檢測，例如在比較過氧化氫在不同條件下的分解實驗中，可使用氣體壓強傳感器，對過氧化氫分解產生的氧氣定量分析，實驗結果更準確更直觀。

如上，本文簡要探討了四點核心素養視角下的高中生物實驗教學創新策略，分別是靈活運用兩種基本的實驗教學程序;探究實驗要讓學生切實經歷探究過程;探究實驗要注重實效而不是形式;對教材中的一些實驗進行合理優化和改進。新的教學形勢，合理的實驗教學是必要的，對此教師要給予足夠重視，并在實踐中積極探索和總結教學創新途徑，以更好地促進學生核心素養發展。

（作者單位：山東省日照海曲高級中學）