核心素養視角下的高中生物實驗教學

【摘 要】本文論述核心素養視角下高中生物實驗教學的實踐策略，提出教師要在實驗材料、實驗儀器、實驗方法、實驗技巧等方面展開深入研究，并發揮主導作用，做好實驗準備工作、優化實驗設計方案、科學組織實驗操作程序、發動學生展開實驗討論總結，給學生帶來更多的學習啟示，為學生順利進入實驗環節創造良好條件。

【關鍵詞】高中生物 實驗教學 核心素養

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）34-0064-02

高中生物學科的實驗內容有很多，在組織實驗教學時，因為受到一些客觀因素的制約和影響，很多實驗難以如期展開，給學生帶來了多方面的不良影響。在新課程改革大背景下，培養學生學科核心素養早已成為一種共識，加強生物學科實驗教學改革勢在必行。教師要精心進行實驗準備、實驗設計、實驗組織、實驗討論，在不同環節中展開創新探索，為學生提供更多操作的機會，讓學生在實踐過程中建立學科認知能力。

一、實驗準備，啟動學生觀察思維

實驗教學有不同的組織環節，教師在進行實驗教學方案設計時，要對實驗材料、實驗器具、實驗方案、實驗場地等內容進行重點分析和準備，確保實驗能夠順利開展。生物實驗大多在實驗室條件下進行，教師要在實驗開始前，對實驗室環境、實驗材料、實驗儀器等進行細致的檢查，對遺漏之處進行及時補救。特別要關注實驗儀器的應用，以確保實驗能夠順利展開。在實驗準備階段，如果教師能夠調動學生參與到實驗材料的準備工作中，讓學生提前研究實驗操作步驟，其學習效果會更好。啟動學生觀察思維，這是實驗的初級追求，教師要有拓展意識，從更高目標展開教學設計。

生物實驗對實驗材料和試劑的要求都比較高，教師引導學生參與到實驗準備工作中，不僅能讓學生熟悉實驗操作程序，還能夠培養學生的良好觀察能力和思考能力，對實驗進行宏觀掌控，確保實驗的順利展開。如教學人教版高中生物必修3《內環境穩態的重要性》時，教師在課堂導學階段推出實驗學習內容：在學習人體維持內環境pH穩定的知識時，我們知道生物材料中含有緩沖物質，能夠對酸堿度起到緩沖作用，機體也可以通過生理活動調節pH穩定，這個驗證實驗需要準備哪些材料呢？以學習小組為單位展開對應研究，列出材料詳細清單。學生開始閱讀相關內容，對實驗所需材料進行梳理，很快就找到了材料清單：馬鈴薯、雞蛋清、黃瓜、冷凍的豬肝、磷酸緩沖溶液、濃硫酸、蒸餾水、4gNaOH、NaOH2等。教師與學生一起研究實驗試劑的配制方案，對操作步驟進行具體分析。學生對實驗不是很熟悉，教師要進行詳細介紹，為學生規劃清晰的操作路線，讓學生展開自主操作，制作出實驗需要的試劑。學生進入實驗操作環節，教師巡視班級，對各個小組的操作情況進行觀察，對學生實驗中存在的問題進行具體解答，確保實驗的順利展開。

教師要求學生進行實驗設計，列出實驗需要的材料清單，對實驗用試劑進行現場配制，確保實驗能夠如期進行。學生對這樣復雜的實驗比較陌生，也缺少操作經驗，教師要進行詳細規劃和設計，給學生提供難得的參與機會，讓學生在細致的梳理和體驗中自然建立實驗認知基礎。

二、實驗設計，突出學生主體地位

實驗需要完善的設計方案，教師在實驗教學啟動后，要對實驗方案進行優化處理，針對教學實際做出積極的調整，讓更多學生能夠順利進入實驗操作環節。生物實驗大多帶有集體操作屬性，教師要從學生角度出發進行設計。首先，讓學生自行成立實驗團隊，主動選擇實驗內容，做好合作分工，確保實驗的順利展開。其次，教師投放設計方案，讓學生展開學習，理清實驗步驟之后再進入操作環節。最后，教師要跟進指導，對學生執行情況進行監督管理，適時做出對應調整和啟示。

教師在進行實驗設計時，要注意征詢學生的意見，進一步提高實驗設計的契合性。在教學《植物生長素的發現》時，教師展示了達爾文、詹森、拜爾、溫特等人在生長素發現過程中的實驗內容，要求學生進行具體觀察和分析，然后選擇其中一個實驗開展設計活動。學生開始閱讀相關內容，教師針對學生的選擇進行分組，讓學生組成小組進行實驗設計，要求每一個小組都要推出完整的實驗方案。學生接受任務后，都能夠主動行動起來，課堂學習進入良性互動階段。教師對學生的討論情況進行觀察分析，及時給予對應指導，讓學生在預期、實驗、觀察、數據分析、推論、交流等多個環節進行分析，完善實驗方案內容，確保實驗的科學性。學生組成學習小組，集體探究實驗方案，課堂學習氣氛開始活躍起來。教師對學生的設計情況進行觀察，隨時給予技術指導，確保實驗設計的順利啟動。在展示交流環節，教師組織學生進行專業評價，對實驗設計的科學性展開討論，對實驗的可操作性進行探索，課堂研究氛圍更為濃烈。

在傳統教學中，設計實驗方案是教師的事情，學生大多無法參與其中，其操作效果大打折扣。新課程改革倡導學生的學習主體地位，教師將設計實驗方案的任務交給學生，為學生提供了更多主動學習和思考的機會。學生對生物實驗中的實驗材料、實驗場地、實驗組織、實驗程序、實驗效果等制約因素進行對應設計和研究，能夠激發學生的學習動力。教師針對學生學力基礎開展對應設計及組織，讓學生結合生活實踐展開實驗研究，其助學效果更為顯著。

三、實驗組織，滿足學生學習訴求

在實驗組織環節，教師要做好必要的教學調查，對實驗操作難度、學生參與實驗的能力、實驗進程中可能遇到的困難、實驗生成處理等問題進行客觀分析，給出一些應對預案，這樣才能確保實驗的順利展開。學生都有參與實驗的主動性，但實驗操作存在不確定性，遇到實驗難題是在所難免的。教師要有前瞻意識，對可能出現的實驗難題進行預設，以便做出最及時的應對，給學生提供有力支持。教師跟進觀察時，要對學生的操作情況進行監督，發現問題應及時干預，給學生更多技術指導。

教師對實驗方案進行設計和組織時，要充分考慮學生的接受實際，這樣的實驗設計才能獲得預想的效果。在教學《生長素的生理作用》這部分內容時，教師設計小組實驗任務：在教室內或者家里，在生活條件下設置實驗裝置并進行操作，對生長素的作用進行具體觀察和分析。學生對實驗裝置不是很清楚，教師可借助多媒體播放動畫視頻，讓學生自行學習一些實驗操作方法，選擇一些合適的扦插枝條，尋找合適的沙土，對扦插枝條進行處理，運用適當的方法做扦插實驗，在后面的一周時間內進行觀察，記錄下觀察數據，并對實驗進行總結。學生對這樣的實驗比較感興趣，自然會主動參與其中，借助生活條件展開對應設計和操作。教師借助網絡交互平臺進行具體指導，給學生提供一些觀察建議，讓學生對觀察數據進行科學處理，確保實驗認知的順利內化。經過一段時間的努力，學生的扦插實驗大多獲得豐碩成果。在課堂展示環節，很多學生都能夠將相關照片展示出來，并對實驗操作過程進行具體介紹，向更多學生分享實驗成果。

教師推出生活條件下的實驗任務，給學生提供了更多操作的機會。雖然實驗時間比較長，但學生參與實驗的熱情不減，最后對實驗結論做出客觀評價，實驗獲得了圓滿成功。學生對生活化實驗很感興趣，教師要給予積極指導，給學生實驗提供更多技術支持，協助學生在實驗中建立豐富的學科認知。觀察實驗和探索實驗相結合，給學生帶來了更多學習啟迪，教師組織學生開展探究性實驗，將生物研究性學習推向了高潮。

四、實驗討論，促進學生認知內化

實驗結論出爐后，教師組織學生進行實驗總結，能夠促進學生認知的順利內化。實驗的目的是探索、驗證，教師要肯定學生的探索和努力，還要組織學生進行回顧和總結，對實驗結論展開科學分析，理清實驗原理，建立理性認知。在實驗討論環節，教師要注意投放適合的話題，做出必要的引導，讓學生在理性思考和互動中完成學科認知內化。實驗討論屬于成果確認和驗收，教師要引導學生找到操作的路線，使其在科學分析解讀中完成相關程序。

實驗教學沒有固定模式，教師在實驗設計、實驗組織、實驗操作、實驗評價等環節進行積極探索，為學生提供了更多學習啟迪。特別是實驗結論評價環節，教師要引導學生進行專業解析和評價，成功提升了學生的實驗認知，促進了其實驗能力的培養。如教學《種群數量的變化》時，教師推出了酵母菌種群數量隨時間變化的實驗，學生積極參與實驗材料的準備工作，并做出實驗假設：酵母菌在一定制約條件下，其種群的增加會受到種群密度變化的影響。學生進入實驗環節，教師將學生分成幾個小組，讓學生自行做好分工，具體負責實驗的不同操作步驟。經過一番努力后學生得出實驗結論，教師鼓勵學生對實驗結論進行分析：我們已經做出實驗假設，現在對實驗結論進行對應分析，看小組增長曲線與全部的增長曲線是不是成正比？對這些曲線增長趨勢進行分析和比較，總結出促進酵母菌種群數量增長的因素有哪些？學生展開深度討論，對相關數據和曲線進行仔細分析，得出實驗結論，找到影響種群增加的因素主要是食物和空間，對實驗假設做了進一步驗證。

教師推出實驗結論討論活動，給學生帶來了更多評價思考的機會。從學生學習表現中可以看出，教師的設計和組織是比較有成效的。學生對實驗結論進行理性分析，得出實驗呈現的規律，并對實驗假設進行驗證，促使學生得出科學結論。教師推出實驗結論討論活動，目的就是給學生提供知識內化的機會。

總之，在生物學科實驗教學中，教師要做好篩選工作，挑選可操作的實驗推出實驗方案，對實驗操作環境進行優化，對實驗操作步驟進行簡化，讓學生主動參與到實驗的觀察、操作、分析、歸結等學習活動中，以有效培養學生的實驗基礎能力。生物實驗需要精細的設計和操作，教師要引導學生對實驗現象進行深入研究，這樣才能建立更為完善的實驗認知。如果能夠推出一些生活化生物實驗方案，無疑能夠獲得學生更多的關注，給學生提供難得的實驗體驗機會。

【參考文獻】

[1]梁國用.新課改下提升高中生物教學有效性的方法[J].中學教學參考，2021（20）.

[2]王瓊霞，劉曉昕.在高中生物學實驗教學中應用傳感器的探索[J].中小學數字化教學，2021（6）.

[3]李小平.高中生物實驗教學中生物科學素養的培養[J].中學課程輔導（教師通訊），2021（10）.

【作者簡介】張清正（1976— ），男，安徽淮北人，大學本科學歷，一級教師，現就職于安徽省淮北市第十二中學，主要從事高中生物教學與研究。

（責編 劉穎恩）