生物核心素養落地初中實驗教學的路徑選擇

姚文明

摘? ?要

培養學生的核心素養，是初中生物學課程的價值追求與教學目標體現。針對當前初中生物實驗教學存在的困惑，將生物核心素養落地到實驗教學，需要把生物實驗教學建構成為培養生物學科核心素養最直接、最有效的途徑。通過驗證性實驗教學，建構學生的生命觀念;通過大力改進演示實驗，發展學生思維素養;通過探究性實驗教學，提升學生的研究能力;通過課外實驗實踐，培養學生的社會責任與擔當。

關鍵詞

初中生物? 實驗教學? 核心素養? 實踐探索

《義務教育生物課程標準》明確要求，生物教學不僅要使學生獲得基本的生物學科知識和技能，還要關注學生科學素養的培養。生物學科的核心素養主要包括生命觀念、理性思維、科學探究、社會責任等[1]。作為一門以實驗為基礎的學科，生物核心素養的培養與實驗教學密切相關。生物課程要通過實驗教學，引導學生認真觀察、動手操作、主動探究、分析思考，將理論知識形象生動地轉化成為學生的聰明才智，全面提高和發展他們的知識素養;更要優化生物核心素養落地初中實驗教學的路徑，綜合提高學生的生命觀念、科學理論思維、價值觀、科學探究能力和情感態度等綜合素養。這既是初中生物學課程的價值追求，更是生物學課程教學目標的體現。

一、初中生物實驗教學的實踐困惑

生物學是以實驗為基礎的學科。加強和完善生物實驗教學，既是探究學習的需要，也是生物教學的要求，更是核心素養落地的變革舉措。根據課程標準的要求，人教版初中生物教材所涉及的學生活動及實驗共有48個。其中，演示實驗7個、分組實驗13個、探究實驗28個。教材中設計的這些實驗活動，都與學生日常活動內容息息相關，而且對實驗場地和材料的要求都不是很高。這些實驗的設置和安排，不僅可以引發他們觀察與研究現實生活中生物學現象的興趣，而且可以有效提升學生的實驗操作能力，增強實踐應用能力，發展生物學科素養。但在實際教學中，初中生物實驗教學存在以下困惑。

1.實驗器材匱乏

按照國家教材的實驗要求，實際的初中生物學科實驗課很難達到實驗教學目標。一是實驗用房不夠，缺少實驗需要的儲藏室和準備室;二是所有學校都沒有專門的實驗員，實驗儀器、藥品、實驗桌柜消耗損耗以及管理不善，只有在丟失或損壞之后才能得到相應補充;三是實驗經費嚴重不足，學校沒有專門的實驗經費購買實驗材料等。尤其是在一些邊遠學校，由于沒有健全的實驗設施，生物實驗課的教學只能是老師對著課本講，學生通過反復背誦來機械地掌握知識。

2.教師認識模糊

目前，還有部分生物學教師存在不專業化的問題，加上缺乏實驗管理人員，學校對實驗課認識不足，同時受應試教育的影響，總認為實驗課太耽誤時間，不如教師直接通過板書或PPT將內容灌輸給學生。學校多數生物教師任教班級較多，總的課時也較多。而完成一節實驗課需要花很長的準備時間，時常出現上一個班的實驗課還沒有完成，或者實驗材料還沒有收拾好，下一節實驗課的時間就已經到來。

3.材料難于收集

由于教材編排內容與各地實際情況存在差異，有些實驗內容并不能在當地的季節里出現。加上一些教師對教材缺乏駕馭能力，其在實驗教學中只能照著教材講實驗，把演示實驗和分組實驗變通為口頭講述，致使實驗課形式化、講授化，因而改變了實驗教學的屬性，制約了學科素養的提升。

二、初中生物實驗教學發展學生核心素養的路徑

培養學生的核心素養，主要是發展他們的人文底蘊、責任擔當、科學精神、實踐創新、健康生活和自我管理等適應社會需要和終身發展所必備的品格。初中生物學科核心素養旨在領悟生命觀念、提升理性思維、注重科學探究和強化社會責任。教師在開展生物實驗教學時，應該引導學生觀察體驗、深入探究、大膽實踐、動腦動手，讓他們的生物核心素養得到鍛煉與提升，為未來的學習、生活和發展奠定關鍵能力和必備品格。

1.突出驗證性實驗教學，構建學生生命觀念

生物學也是生命科學。學生需要較好地了解生物概念，形成生命觀念，并用生命觀念認識生命世界和解釋生命現象。驗證性實驗就是先有結論再通過實驗來驗證結論，其程序和方法是所有學生都做同樣的實驗。根據課標要求，現行初中生物教材的結構與功能觀、進化與適應觀等內容，均充分體現出生命教育觀念。教學中，可以通過生物教學實驗來強化生命觀念，認識生命世界，解釋生命現象，尊重生命價值，從而引領學生了解和熟悉生物學的固有科學現象，加深對生物學統一性、多樣性和適應性的理解，構建自然界的生命觀念及態度。

高度重視驗證性實驗教學，大力改進實驗教學方法，是發展學生生物核心素養的經常化路徑。教師在驗證性實驗教學中，切忌把驗證性實驗理解為機械的操作，重復一遍書本上的實驗步驟。而應根據各個具體實驗要求，充分利用和挖掘實驗素材，改進和創新實驗教學方式，為學生呈現生動的生命現象和生命世界，從而認識生命價值，不斷增強生命觀念。例如，人教版七年級生物上冊“魚類”，教材上介紹側線是魚類的感覺器官，能夠測定方位感知水流水溫，要求先從外部形態上觀察鯽魚的結構，然后探究各結構的功能。但是，學生卻往往僅從鯽魚的外部形態來觀察，因而很難得出結論。鑒于此，教師對該實驗可以進行重新設計：先把實驗材料進行調整，可將一張薄紙剪成魚鱗的形狀;再開展分組實驗，即將一組紙片的中間剪個小孔（代表構成側線的鱗片），另一組則不開小孔。然后，讓學生把兩組紙質鱗片放在手上吹氣，感知其不同。這樣，學生對側線的作用就有了深切的體會。

基于核心素養培養的驗證性實驗教學，還需充分運用教學資源，注重聯系生活實際，規范教學實驗操作。在人教版七年級生物上冊“觀察種子的結構”實驗中，教材給出的實驗材料是菜豆種子。但由于種子小，里面胚的結構也比較小，學生不易觀察。而蕓豆的種子比較大，且胚芽和胚根十分突出，學生易觀察。在實驗教學時，教師可以提前24小時浸泡蕓豆種子，讓它的種皮變軟，進而萌發胚芽。這樣，學生就可以憑肉眼清清楚楚地觀察到胚芽、胚軸、胚根等種子內部結構。

2.改進演示實驗教學，提升學生思維能力

生物教學實驗具有突出的理性思維特征，這是核心素養的重要標志。為此，生物學科務必以發展學生的理性思維為目標，開展演示實驗，引導學生仔細觀察生物現象，深入學習生物知識，養成批判思維習慣，科學認知生命現象，這是發展學生生物核心素養的規范化路徑。初中生物不少知識具有理論性強和比較抽象的特點，必須通過實驗教學化宏觀為微觀、化抽象為形象、化靜為動，使學生獲得充分的感知，從而把握教材重點，化解學習難點[2]。演示實驗學生雖然不能自己親自操作，但教師可以通過激發學生學習興趣和積極性，引領學生觀察、分析實驗現象、實驗原理，通過簡單演繹科學推理得出科學合理的結論，從而鍛煉學生的思維能力，發現新問題，激發探究的欲望，培養生物科學素養。

初中生物教材中很多演示實驗在取材原理的可視度效果等方面存在諸多不足，必須在實際教學中加以改進。比如，演示實驗所需花費的時間較長，實驗裝置用到的儀器也較多，致使實際的實驗教學難以取得理想效果。以八年級教材“光合作用產生氧氣”和“光合作用需要二氧化碳”的兩個演示實驗為例。按照教材對“光合作用需要二氧化碳”的實驗要求，整個實驗僅暗處理就需2～3天，還需水浴加熱脫色。同時，由于植物在進行光合作用時也在發生著呼吸作用，在暗處理時植物的正常生理機能會受到影響。教師在教學中可作簡單易行的改進：上課前，將生長茂盛的豌豆苗放在大廣口瓶中，并用玻片蓋子蓋好，放在教室光照充足的窗臺上30分鐘左右。待上課進行實驗驗證時，取下玻片蓋子，然后將點燃的衛生香伸進去，就可以觀察現象。通過對教材內容稍作改進，實驗教學就更具直觀感且可信度更強，可使學生對實驗原理、過程、現象及結論產生很強的認同感。

由于生物實驗的特殊性，眾多微觀領域的實驗或實驗材料比較特別，對實驗儀器要求過高的實驗無法在課堂內展開。利用多媒體技術開展演示實驗教學，則可以準確、直觀地重現實驗過程及現象，將抽象的書本理論形象化、動態化、直觀化和趣味化，從而使教學符合學生的知識水平和規律，促使其對生命進行深入的探索和研究。例如，在講授光折射原理時，可以利用多媒體技術，分別展示光從水中斜射入空氣中、從空氣中直射或斜射入水中的實驗場景，掌握光的折射規律與傳播特點，從而加深學生對光學知識的理解和記憶。

3.堅持探究性實驗教學，培養科學研究能力

學習生物學科的過程實際上就是一個科學探索的過程。探究性實驗教學要引導學生仔細觀察和提問，并根據觀察結果設計探究方案，進行科學分析與思考，開展一對一的數據討論，從而獲得生物學科素養發展的科學探究能力。這是發展學生生物核心素養的科學性路徑。探究性實驗教學動腦與動手相結合，讓實驗教學具有更加廣闊的思維與活動空間，滿足不同層次學生學習欲望，奠定思維創新和科學研究基礎。在探究過程中一定要讓學生親自動手，獨立思考，去推理、去分析、去討論、去辯論、去完善，讓學生體驗探究的過程，享受科學探究的成功快樂。

初中生物學教材中編排了很多探究性實驗，通過這些實驗教學初步培養學生科學探究的能力。如做人教版七年級生物上冊“根對水分的吸收”的探究性實驗時，可以在課前讓學生按照要求自己選擇所需實驗材料（蘿卜條）和實驗用具;然后小組分工合作，測量尺寸、配制溶液、繪制表格、記錄數據等。經過探究實驗，讓同學們發現清水和濃鹽水中的蘿卜條形態發生的變化，分析這些變化的原因，并進一步提出相關問題，從而有效培養學生的科學探究能力。

生物學科比其他學科具有更強的科學探究性，需要在特定的生物學現象中進行探索。如“植株的生長”一文提到，“植物的生長離不開土壤”，可見土壤是植物生長的良好基質。在教學中，教師可以引導學生充分認識土壤的機械組成，掌握土壤的水分、溫度、空氣和養分狀況間接地影響植物的生活。但還可以進行深入探究，因為土壤并不是植物生長的唯一介質，植物還可以生長在其他環境中，如珍珠巖、蛭石、水等，進而引出無土栽培的生物技術。由此，學生便會感受到科學探究的樂趣，從而激發了學生的創新意識。

4.拓展課外實踐性活動，培養學生社會責任感

初中生物學科教學落腳點是要培養學生在掌握相關基礎知識和基本技能的基礎上，積極投入社會事務討論，培養學生保護自然、關心社會的責任感和主人翁精神。初中生物課程的實驗教學和實踐活動，有利于發展學生的探究能力，培養科學探究的精神，增強學生的社會責任感。教材安排的課外實踐活動較多，如野外調查、食品安全、特異性免疫、調查《預防接種》、走訪社區進行常見疾病的調查、調查生態系統的組成等。教師應該通過課外的實踐教學活動，強化教材內容與現實生活的緊密聯系，引領學生將教學內容運用于課外實踐中，使其發揮潛能，鍛煉意志，培養自主能力，實現立德樹人的終極目的。這是發展學生生物核心素養的常態化路徑。

很多生物課程在課堂上并不具備實驗教學條件，這就需要安排到課外進行，但課外實驗往往需要較長時間。解決這一問題的有效途徑是將實驗材料本地化、季節化。例如，教學人教版八年級生物下冊“兩棲動物的生殖和發育”一課，可以組織學生就近到田園或水塘邊觀察，全面了解青蛙的生殖環境、發育環境，小蝌蚪的發育過程，分析青蛙與農業生產、與人類的關系。教師還可以拋出青蛙的棲息場所不斷減少，青蛙的數量也在逐漸減少等現實問題，讓學生去調查和討論，激發起他們保護生態的環境意識和責任擔當。

為強化學生的課外實驗和實踐活動，可以充分利用校園內的植物，讓學生走出教室，親身觀察，分類掛牌。這樣，學生會在無形中增加見識，加深跨學科學習興趣。還可以本著“我種植，我快樂，我成長，我幸福”的宗旨，開設“愛心養殖”“心蕊花卉”“無土栽培”等綜合實踐校本課程，并且將一些具有觀賞性的“盆栽花卉”，在確保安全的前提下擺放到教室窗臺上，讓學生對植物生長過程進行觀察、記錄、思考，體驗種植、養殖的樂趣，增強小組合作意識，培養動手、觀察、分析和創新的能力與精神，提升生物科學素養與解決問題的能力[3]。在進行傳統節日“二十四節氣——秋分”教學時，還可以在實驗室課堂上對月餅、饅頭的制作過程進行講解與實際制作，并整理成冊，形成獨具特色的校本教材。

參考文獻

[1] 林惠平.基于生物學核心素養的教學思考與實踐[J].福建基礎教育研究，2017（07）：124-125.

[2] 閆白洋.“三重表征”理論在生物學基因分離定律教學中的實踐[J].教學與管理，2019（22）：50-52.

[3] 莫雪斌.中學生生物實踐能力培養策略研究[D].贛州：贛南師范學院，2012：1-67.【責任編輯? ?郭振玲】