核心素養下鳳山縣高中的生物實驗教學優化策略探討

韋夢圓 龍鶴 黃佳娜 張忠華 胡剛

摘要：生物實驗教學是落實生物學科核心素養的重要載體。通過分析鳳山縣高級中學生物實驗教學的現狀，探討生源薄弱高中的生物實驗教學優化策略，突出學生在學習上的主體地位，拓寬學生的科學思維，提高學生分析問題、解決問題的能力。

關鍵詞：核心素養；生源薄弱；高中生物；生物實驗；希沃白板

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2021）14-0019

為了讓學生適應未來社會發展和個人生活需要，落實立德樹人的根本，2017版普通高中生物學課程標準提出從生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等方面發展學生的學科核心素養。生物學科核心素養高度關注學生學習過程中的實踐經歷，強調學生學習的過程是主動參與的過程，讓學生積極參與動手和動腦的活動，這突出了生物實驗教學的重要性。生物實驗是培養學生科學思維和科學探究的重要載體，通過生物實驗，學生能用科學的觀點、知識、思路和方法，探討或解決生物學問題。

一、鳳山縣高級中學實驗教學概況

高中生物實驗的開展需要學校具備一定的實驗設備，同時也需要學生具有一定的理論知識基礎。因學校教學條件和資金問題，實驗室中沒有配備大量的實驗儀器和實驗試劑，導致部分相關的實驗不能開展。除此之外，鳳山縣高級中學是鳳山縣唯一的普通高中，由于地理位置和辦學條件等原因，多年來本縣中考成績優秀學生生源外流，在本縣高中就讀的大多是各學科基礎知識薄弱的學生，這直接影響著教學效率和質量。

長期以往，大多數教師和學生對生物實驗不重視，生物實驗教學也變成了教學模式單一落后的現狀。高中生物必修教材有33個實驗，包括觀察性實驗、驗證性實驗、探究性實驗、模型建構、調查以及模擬實驗[1]，而本縣高中生物實驗課只開設少部分觀察性實驗和驗證性實驗。教師在生物實驗課堂上只是傳授教材上的理論性知識，比如介紹實驗的原理、操作步驟、注意事項等，然后學生照著教材上的內容按部就班進行操作。單一的實驗教學模式，將教學內容局限于教材，學生的科學思維被限制，不能獨立設計實驗，無法培養學生發現問題、分析問題以及解決問題的科學探究能力。

二、優化生物實驗教學的策略

1.創新教材實驗材料

實驗材料的選取是實驗順利開展的關鍵，教材上列舉的實驗材料是科學家經驗的積累，實驗效果普遍都比較好[2]，但是并不意味只有用這些實驗材料才可以進行實驗。教師可以引導學生一起創新實驗材料，提高生物實驗教學的趣味性，激發學生學習熱情的同時培養學生的創新精神。

例如做綠葉中色素的提取和分離實驗，教材中用紙層析法對色素進行分離，先將干燥的定性濾紙剪成稍小于試管長與直徑的濾紙條，將一端減去兩角，并在距這一端1厘米處用鉛筆畫一條細線。然后用毛細吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻劃出一條細線，待濾液干后，重復2-3次。最后再將濾紙條輕插入層析液中進行分離。這個操作步驟繁雜，耗時耗力。我可以改變實驗材料使實驗變得簡單又有趣。我們還是采用紙層析法，但是直接用圓形的濾紙，用一根棉線穿過圓心，在圓心周圍用試管口蘸取色素濾液畫上色素同心圓，再把棉線浸入倒有層析液的培養皿中，圓形濾紙直接蓋在培養皿上等待色素分離。這樣學生也可以得到四種色素帶，四種色素帶呈現出規則的圓形。

2.創設探究性學習情境

學習的發生起源于真實情境變化而引發對問題的思考。因此，在生物實驗教學中，教師可將知識融入具體的問題情境中，激起學生的學習動機，激發學生的自主意識，讓學生在努力解決問題的過程中完成探究性實驗的學習。

例如學習酶作用的溫度條件時，首先提出問題為什么加酶的洗衣粉要標注使用的溫度范圍，讓學生在具體的生活情境中思考問題。然后引導學生設計實驗探究不同溫度下使用加酶洗衣粉的效果，最后得到酶作用的溫度條件是溫和的。讓學生在真實情景中進行探究性學習，加深對知識概念理解的同時，培養了認知生物學的科學思維方法，解決實際問題的能力。

3.課堂實驗向生產生活延伸

生物實驗教學不應局限于實驗室，教師可將教材實驗的理論知識聯系到學生具體的生產生活中，使理論與實踐相統一，讓學生走出課堂，走進身邊的自然環境中、自家的農田和菜地中進行實踐學習。

例如進行用抽樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度實驗時，教師可以在上課前讓學生小組合作，利用周末時間在鄉村的草地中調查車前草、一點紅、斑鳩菊等雜草的種群密度，讓他們對比自然環境中雜草的種群密度與人工農田環境中雜草種群密度的區別，探討人為的生產活動對自然環境中植物的影響。在課堂中，學生可以將調查實驗過程中遇到的問題進行總結、交流，這拓寬學生的知識視野，又聯系了實際生產生活。學生通過調查實驗，對生產生活的現象做出了理性的解釋和判斷，真正達到了生物學學科核心素養的社會責任目標。

4.利用希沃白板的虛擬實驗室模擬實驗

在生物實驗教學過程中，因為條件限制，部分需要特殊儀器設備的實驗無法開展，教師可以利用現代化信息技術來模擬實驗，讓學生通過模擬操作，掌握實驗操作的流程。

例如進行微生物的實驗室培養實驗時，因為學校缺少場地、經費等原因，缺乏超凈工作臺﹑恒溫箱等設備而無法進行實驗，教師可以在課堂上，打開希沃白板系統中的高中生物模擬實驗室，讓學生代表上臺來通過希沃一體機對實驗儀器、藥品進行拖動操作，當操作步驟錯誤時，系統會進行提示，糾正學生的錯誤操作，規范學生進行實驗。高中生物實驗教學與信息技術的融合，拓寬實驗教學渠道的同時，又有效提高了實驗教學效率。

三、總結

在高中生物實驗教學中，能展現出一系列完整的科學研究方法，這很好地培養了學生的生物學學科核心素養。因此，教師應該積極思考，改變教學模式，激發學生的積極主動性，讓學生在生物實驗的學習過程中，通過實際動手操作，不斷形成經驗的重組，達到理解和強化的效果。

參考文獻：

[1]霍 靜.高中生物實驗中生成學科核心素養探討[J].中小學教材教學，2018（02）：15-19.

[2]張淑偉.高中生物實驗改進與創新[D].河北師范大學，2012.

（作者單位：1南寧師范大學環境與生命科學學院 530001； 2廣西河池鳳山縣高級中學 547600）