學科核心素養下高中生物實驗教學策略研究

摘 要：通過高中生物實驗教學，既能實現知識傳授、理論驗證、技能掌握，又能促進學生養成嚴謹科學態度、發展生物學科核心素養。但生物實驗課程由于教師觀念滯后、教學安排少，以及學生對生物實驗研究重視程度不夠，在一定程度上影響到高中生物實驗教學質量的提升。文章討論了基于核心素養下高中生物的實驗教學，提出了相應的教學優化策略，以期更好地提升高中生物實驗教學質量。

關鍵詞：學科核心素養;高中生物;實驗教學策略

目前，培養學生核心素養已經成為現階段我國基礎教育改革的重要議題，主要目的在于培養適合時代發展需求的優秀人才。生物實驗課程作為高中生物課程的重要組成部分，滲透于高中人才培養的全過程，其具有基礎性、科學性、探究性等特征，與學生的日常生活息息相關。通過高中實驗教學，既能實現知識傳授、理論驗證、技能掌握，又能促進學生養成嚴謹科學態度、發展生物學科核心素養。但由于教師觀念滯后，教學安排較少，相關研究匱乏，再加上學生本身不夠重視，在一定程度上影響到高中生物實驗教學質量的提升。文章討論了基于核心素養下高中生物的實驗教學，提出了相應的教學優化策略，以期更好地提升高中生物實驗教學質量。

一、學科核心素養下高中生物實驗教學的重要作用

（一）促進學生自主學習能力的提高

在學科核心素養的推進下，高中生物教師開始轉變傳統的生物實驗教學模式，通過多元教學資源、有效的教學方式引導學生學習生物知識，引導學生自主思考，以此幫助學生發展生物學科核心素養。一方面，教師在生物實驗教學過程中引導學生自主完成實驗操作，親身體驗生物知識的魅力，有利于提升學生的自主學習能力。另一方面，通過教師講解生物知識學生進行深入思考，從而有利于提高學生思考能力和實踐能力。

（二）促進學生科學文化素養的提高

科技的進步是現代社會發展的主要驅動力，伴隨著科學技術的迅速發展和廣泛普及，科技在社會發展中的作用日益重要。學生通過生物實驗教學可以增強生物知識儲備、鍛煉科學思維、提升實驗能力，從而提高學生的科學文化素養，為學生綜合素質的全面發展奠定堅實的基礎。

（三）促進學生觀察能力的提高

在高中生物實驗教學過程中，學生只有仔細觀察不同的染液和實驗現象，才可以使收集到的數據和觀察的實驗記錄更加準確、科學，有效防止整個實驗失敗?；趯W科核心素養開展高中生物實驗教學，要求學生利用實驗工具對實驗進程進行認真觀察，同時在觀察后進行自主思考，這樣不但有利于提高學生的實踐操作能力，而且有利于提高學生的觀察能力，促進學生綜合素質的全面發展。

二、學科核心素養下高中生物實驗教學需遵循的原則

學科核心素養背景下，傳統教學方式已經難以適應時代發展需要，教師在開展高中生物實驗教學時需遵循以下原則才可以更好地培養學生的生物學科核心素養：第一，實驗設計要科學。高中生物學科不僅包括豐富的理論知識，也要求學生具備良好的實踐與操作能力，這就要求教師設計的實驗要科學，從而幫助學生養成嚴謹、務實的態度。第二，實驗過程要探究。實驗不僅是學生動手操作的過程，而且還是培養學生探索思維的方法。因此，教師要重視實驗的探究性和開放性，引導學生在實驗教學過程中發現問題、解決問題。第三，實驗教學要生活化。生物知識來源于生活又回歸生活，這就要求教師在設計實驗時應盡量和學生的現實生活有機結合起來，引導學生解決生活中的具體問題，進而提高學生生物學科素養。

三、學科核心素養下高中生物實驗教學策略

（一）確認實驗主題，優化教學設計

教師在開展高中生物實驗教學時，首先，要做的是確定實驗的主題，只有先確定了實驗主題，才能完成實驗教學設計。在高中階段的生物教學中，涉及較多的實驗，教師可以多設計一些探究性的生物實驗，以便提高學生的科學自主探究能力。在這一教學目標的基礎上，教師還要為學生創造良好的實驗條件，篩選適合他們的實驗教學內容。其次，教師要對學生進行充分的了解，知道他們對什么感興趣，然后再設計相應的實驗教學情境。例如：在進行人教版“探究微生物發酵過程”教學活動時，在上新課之前，教師可以提出目前人們最關注的話題“垃圾分類”，通過這個話題引出廚房的垃圾可以通過微生物降解的方法來進行處理，從而有效激發學生自主探究的興趣。最后，教師要充分利用各種先進信息技術開展實驗教學，這樣可以讓高中生物實驗教學活動變得豐富多彩。例如：在進行人教版的“土壤中小動物類群的研究”教學活動時，由于受到實際條件的限制，教師和學生難以親自到現場完成這個實驗。這時，教師就可以利用信息技術，在課堂上設計VR虛擬實驗，學生不僅可以通過先進的VR設備感受到土壤中所包含的各種元素，同時學生對本節內容的印象將會更加深刻，從而有效提高實驗教學效率。

（二）加強思維引導，獲取設計思路

目前，在高中生物實驗教學的過程中，很多實驗活動還是按照教材上的內容思想來完成的，導致學生難以深入思考實驗過程中涉及的生物現象，對于實驗過程中的許多現象無法進行深入的思考，這樣一來不利于學生進行自我思考和創新。由于科技的便利，很多教師利用多媒體播放實驗的過程，講解實驗的現象，沒有讓學生自己動手去操作。教師在明確了生物實驗的主題以后，就要根據主題的目標再設計一些與之有關的問題，讓學生根據在課堂上所學到的知識，以小組的方式展開討論。因此，教師在上課之前，要對教材上的實驗內容進行深入的鉆研，將豐富的教學資源進行有效的整合，這樣才能夠設計出有針對性的教學方案，引導學生自主研究探索，提高他們獨立思考、解決問題的能力，能對學生的實驗過程進行有效的指導。例如：在進行人教版“細胞的呼吸”實驗教學時，教師在開始實驗之前，可以通過提問的方式引入今天學習的主題，幫助學生熟悉今天所要學習的內容。然后，讓學生自行討論，在討論的基礎上引導學生。根據高中生物教材上的內容，讓他們建立出有關葡萄糖、ATP與各種生命活動之間的聯系的模型圖，這個過程既可以讓他們獨立思考，提高他們參與的積極性，也可以鍛煉他們的思維表達能力。按照每個小組所做出的模型來完成實驗，通過學生之間的相互配合、合理分工，對實驗現象進行觀察，并將本次實驗結果進行記錄。在實驗完成以后，每組派出代表對實驗結果進行闡述，其他小組成員則對該小組在實驗過程中出現的問題進行提問，加深對課堂所學知識的理解。通過一系列的實驗，學生可以更加深刻地對所學內容進行理解，對光合作用有更加直觀的感受。在實驗課堂結束以后，讓學生對學習的內容進行有效的總結，制作成表格進行匯總，這樣可以對學習的內容歸納與總結，使學習內容得到進一步的鞏固，也可以提高他們的創新能力。

（三）設計實驗方案，提升合作能力

在高中生物的實驗教學過程中，除了教師對實驗內容進行設計之外，也可以讓學生自己設計生物實驗內容的方案。教師先要求學生通過網絡資源或者是圖書館對實驗內容相關資料查詢和整理，這些工作完成以后在此基礎上學生再以小組為單位進行實驗方案的設計。因為所涉及的實驗大部分都是探究性的實驗，所以設計的方案不僅要包括實驗的內容，實驗過程中使用的材料和工具，同時還包括對實驗結果的預測，等等。因此，學生在完成實驗設計方案以后，教師要組織他們進行小組間的相互交流，來看一看他們的方案是否合理，是否具有可行性，再從中選擇比較優質的實驗方案，這樣可以為之后的實驗順利開展做好準備。例如：在進行人教版“觀察植物細胞質壁分類和復原”實驗教學過程時，教師要提前告訴學生在實驗過程中的一些注意事項。比如：要想直接觀察液泡，就要選擇相對成熟的細胞，要從多個角度對細胞質壁分離的原因進行分析，要注意對細胞壁和原生質層的伸縮之間的區別有詳細的了解。

高中生物與初中生物相比，實驗難度有了很大的提高，所以對學生的實驗能力也有了更高的要求。每節課的時間是有限的，所以要求教師對實驗課堂方案進行科學合理的設計之外，還要加強對小組合作模式的利用，這個方式可以有效提高學習效率，也有利于培養他們的合作精神，這是每個學生所具備的一種素質。所以在高中生物的實驗教學過程中，教師必須要加強對學生合作能力的培養，以這個為基礎來完成教學任務。例如：在進行人教版“植物激素的調節作用”實驗教學時，根據班級學生的學習成績和班級人數來進行相應的分組，每組里面既要有學習好的，學習中等的，還要有學習能力比較弱的。在實驗過程中，讓學生自己選擇自己想要完成的任務，給學生留出時間來讓他們對生長素的作用和特點進行分析和討論。討論完成以后，讓每組學生來進行展示，根據他們的討論結果，然后發現對植物的生長有什么樣的影響。其他小組對每個小組的結果認真的聆聽，指出它們存在的問題并糾正，這樣可以讓他們快速掌握本節課所要學習的內容。

（四）遵守實驗規范，提升實踐能力

在高中生物實驗教學的過程中，要想順利地完成實驗，離不開教師的幫助和指導。教師要讓學生按照嚴格的實驗要求來進行操作，在這個過程中，仔細觀察實驗現象，并且將實驗結果記錄下來。學生是實驗教學過程中的主體，教師要將自己的主導作用充分發揮出來，為學生順利開展實驗創造更好的條件，讓學生可以通過自己的探究對實驗的思路和方法進行良好的掌握。例如：在進行人教版“過氧化氫酶催化效率”實驗教學過程中，教師要為學生準備好相應的實驗設備和實驗材料，這個實驗不是單一變量，是通過多個變量來進行對比，所以要準備好充分的實驗材料。在實驗開始時，讓學生通過實驗對試管的氣密性進行檢查，在試管上做好標簽，防止混淆，檢查完畢后，教師讓學生在濃度為3%肝臟提取液、氯化鐵溶液中都加入一些等量雙氧水，然后仔細觀看產生的氣泡有多少以及氣泡的大小有什么區別，并且同時設計多種條件進行對照，然后得出結論。

（五）系統歸納總結，培養探究能力

在實驗完成以后，對實驗數據進行分析，實驗結果進行總結是必不可少的一步。在這個過程中，學生要利用自己已經擁有的思維能力，根據在實驗過程中得出的數據以及整個實驗過程，科學合理地歸納出結論，然后進行仔細的分析。實驗結束以后，教師讓小組分別展示實驗成果，看看他們成功或者失敗的原因是什么。在進行交流的過程中，教師應該及時地給予他們指導，然后對實驗成果進行各自總結，這樣一來，才能夠讓實驗結果變得更加科學化、合理化。在實驗過程中能夠體驗出每個學生的實驗能力，但是不只要注重實驗的過程，最主要的是要培養他們自主探究的能力，所以教師必須要加強這種意識，注重對他們自主探究能力的培養，讓他們在實驗過程中自己去發現問題、解決問題。例如：在進行人教版“色素的提取與分離”的實驗教學時，在實驗開始之前，教師先讓學生明白色素能提取出來的原理是因為色素能夠在無水乙醇中充分溶解，而能夠分離出來的原因是每個色素在層析液上的溶解度不同，明白這些原理以后，教師在實驗過程中對學生進行引導，對色素進行提取、研磨，讓他們獨立完成，并且告訴他們最重要的是在濾紙條上畫細線然后觸碰到層析液，最后觀察濾紙條上的顏色分布，得出結果。實驗完成以后，讓學生自己總結在這個實驗中有哪些需要注意的地方，哪些是考試可能會出現的考點，通過自己的動手操作，對實驗進行總結，得出結論，加深對實驗的理解，提高他們的探究能力。

結束語

在新課程改革的要求下，教師必須要加強對學生核心素養的培養，在高中生物實驗的教學過程中，合理設計實驗教學內容，科學實施教學措施，這樣才能夠不斷促進教學效果的提升。同時教師也要不斷進行學習，對教學思路和教學內容進行及時的創新，使高中實驗生物課堂變得更加高效，不僅可以有效提高學生的學習成績，更重要的是可以讓他們的思維方式變得更加靈活，具有科學嚴謹的探究態度。作為一名高中生物教師，為國家培養高素質的人才義不容辭，為實現教育的目的繼續努力。

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作者簡介：楊素娟（1990—），女，漢族，甘肅禮縣人，福建省莆田第六中學，二級教師，碩士。研究方向：高中生物教學。

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