基于核心素養(yǎng)的初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略優(yōu)化探究

鄭舒文

摘 要：隨著教育教學(xué)改革的不斷深入，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)越來越受到重視。生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為生物教學(xué)的重要組成部分，不僅有助于提高學(xué)生的思維能力、實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力，還有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展。文章從初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)概述入手，通過對初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀的分析，對基于核心素養(yǎng)的初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的實(shí)施要點(diǎn)、優(yōu)化進(jìn)行探究，以期有效提高初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，全面提升學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);初中生物;實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略;優(yōu)化

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1008-3561（2022）07-0086-03

新課改背景下，生物教師在生物課程教學(xué)中要注重對學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，即在引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識的同時，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。生物學(xué)是一門研究生命現(xiàn)象的自然科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生動手能力和知識運(yùn)用能力的重要途徑。生物教師要想切實(shí)提升學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)，必須提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。

一、初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)概述

1.生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的含義

初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指教師帶著一定的教學(xué)目標(biāo)，基于一定的生物知識，利用一定的教育場景，以生物實(shí)驗(yàn)為載體的教學(xué)行為，旨在培養(yǎng)學(xué)生對生物科學(xué)的理性認(rèn)知。初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包含四部分內(nèi)容：經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的再演示、同質(zhì)的替代實(shí)驗(yàn)、生活中生物現(xiàn)象的開發(fā)和利用，以及理論實(shí)驗(yàn)。

2.生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)能充分激發(fā)學(xué)生生物學(xué)科的學(xué)習(xí)積極性，對學(xué)生掌握生物知識、提高能力、提升素養(yǎng)都有著積極的意義。一方面，部分生物理論知識相對抽象、枯燥，難以理解，而生物實(shí)驗(yàn)則可以把這些抽象、枯燥的生物理論知識變得生動、形象、可視化，這有助于激發(fā)學(xué)生的生物學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的生物學(xué)習(xí)熱情，強(qiáng)化學(xué)生對相關(guān)生物理論知識的理解。另一方面，學(xué)生通過對生物實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)操作，對自然界的生物規(guī)律和生命現(xiàn)象的有效探究，可以提高自身的理性思維能力，提升自身的生物學(xué)科核心素養(yǎng)，并對事物形成理性認(rèn)識。

二、初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

1.課程時間有限，缺乏具體落實(shí)

在傳統(tǒng)教學(xué)觀念中，初中生物課程屬于副課，分配給它的教學(xué)時間十分有限。因此，部分生物教師為了節(jié)約教學(xué)時間，追趕教學(xué)進(jìn)度，對于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)常常采用口頭講解、個人演示、播放視頻、書面練習(xí)的方式簡單帶過，缺乏具體落實(shí)，致使生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)變成了一種形式化的存在。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足，教學(xué)資源匱乏

一方面，部分學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)室數(shù)量有限，生物實(shí)驗(yàn)設(shè)備陳舊，這導(dǎo)致學(xué)生親自動手實(shí)驗(yàn)的機(jī)會較少，實(shí)驗(yàn)課體驗(yàn)較差，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果不理想。另一方面，教師可利用的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源較少，這導(dǎo)致教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時對一些實(shí)驗(yàn)材料的開發(fā)和利用容易陷入經(jīng)驗(yàn)主義誤區(qū)，從而為生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新帶來一定阻礙。

3.考學(xué)內(nèi)容不一，重視程度不夠

在生物實(shí)驗(yàn)考查中，書面考查往往多于實(shí)踐操作的考查，這導(dǎo)致不論是教師教學(xué)，還是學(xué)生學(xué)習(xí)，往往都把重心放在書面內(nèi)容的過關(guān)上，致使生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)很大程度上淪為過場，形式大于內(nèi)容，并不能真正發(fā)揮出其在培養(yǎng)學(xué)生生物素養(yǎng)方面的作用。

三、基于核心素養(yǎng)的初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的實(shí)施要點(diǎn)

1.回顧學(xué)科發(fā)展，領(lǐng)會實(shí)驗(yàn)精神

教師可以先帶領(lǐng)學(xué)生回顧生物學(xué)科的發(fā)展歷程，以此增強(qiáng)學(xué)生對生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的情感體驗(yàn)，提升學(xué)生對生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的重視程度。在生物學(xué)研究的初期，生物學(xué)家對很多生物概念的歸納和界定都是運(yùn)用不完全歸納法，通過對自然界中普遍存在的現(xiàn)象進(jìn)行整理和匯總，而獲得對一類事物的一般性認(rèn)識。例如器官、節(jié)肢動物、裸子植物等概念都是生物學(xué)家對生物概念宏觀的歸納和界定。隨著科技的發(fā)展和人們認(rèn)知的提升，生物學(xué)家開始逐漸采用觀察、猜想、發(fā)現(xiàn)和簡單實(shí)驗(yàn)歸納的方法獲取經(jīng)驗(yàn)材料。通過運(yùn)用這樣的方法，生物學(xué)家總結(jié)出了很多生物學(xué)理論，如細(xì)胞學(xué)說、生物進(jìn)化學(xué)說等，有效促進(jìn)了生物學(xué)科的發(fā)展。在生物科學(xué)蓬勃發(fā)展的今天，各領(lǐng)域進(jìn)入到微觀、細(xì)化、科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、理性的研究層面，而生物實(shí)驗(yàn)則成為延續(xù)生物學(xué)科生命力的不竭動力，于是誕生了“提出問題→做出假設(shè)→設(shè)計實(shí)驗(yàn)→完成實(shí)驗(yàn)→分析現(xiàn)象→得出結(jié)論”的實(shí)驗(yàn)探索思路，并迅速被接納和廣泛應(yīng)用。教師通過帶領(lǐng)學(xué)生回憶生物史上的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，可以讓學(xué)生切實(shí)感受到生物實(shí)驗(yàn)對生物學(xué)發(fā)展的意義，領(lǐng)會到生物實(shí)驗(yàn)中蘊(yùn)含的科學(xué)理性的精神，有效提升學(xué)生對生物實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的重視程度。

2.立足經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，塑造實(shí)驗(yàn)品質(zhì)

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)是科學(xué)家們精心思考、巧妙設(shè)計、反復(fù)實(shí)踐，經(jīng)后人重復(fù)證明是正確的一些最具代表性的實(shí)驗(yàn)。從普里斯特利發(fā)現(xiàn)植物可以更新空氣，到薩克斯成功證明綠色葉片產(chǎn)生淀粉，到恩格爾曼證明氧氣由葉綠體釋放出來及葉綠體是光合作用的場所，再到魯賓和卡門用同位素標(biāo)記法證明光合作用釋放的氧氣全部來自水……一個個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)奠定了生物學(xué)科的基礎(chǔ)，也見證了生物學(xué)科發(fā)展的歷史。在帶領(lǐng)學(xué)生復(fù)制這些實(shí)驗(yàn)時，一方面，教師要引導(dǎo)學(xué)生充分體會科學(xué)家們在進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)時堅韌不拔的精神，感悟他們卓越的智慧，學(xué)習(xí)他們科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，另一方面，教師要帶領(lǐng)學(xué)生通過對這些實(shí)驗(yàn)的剖析，打破原有思維定式，逐步形成敢于創(chuàng)新、敢于探索、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、堅韌不拔的實(shí)驗(yàn)品質(zhì)。

3.加強(qiáng)方法指導(dǎo)，重視自主體驗(yàn)

在實(shí)際教學(xué)中，教師要在明確學(xué)生主體地位的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮引導(dǎo)者的作用。在進(jìn)行教師演示實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師要充分備課，做好各種預(yù)設(shè)情境，設(shè)置好問題引導(dǎo)，以此有效吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)學(xué)生的參與熱情。在進(jìn)行學(xué)生自主探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，教師要加強(qiáng)自身組織管理能力，采用啟發(fā)式的指導(dǎo)方式幫助學(xué)生快速進(jìn)入實(shí)驗(yàn)狀態(tài)，促使學(xué)生有方向、有效率地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。但要謹(jǐn)記，探究式實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的自主操作，教師切忌越俎代庖。

四、基于核心素養(yǎng)的初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略的優(yōu)化

1.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果

以人教版七年級生物實(shí)驗(yàn)“觀察植物細(xì)胞”為例，這是一個分組實(shí)驗(yàn)，教材中提到的實(shí)驗(yàn)材料包括苦草、黑藻、黃瓜、洋蔥。如果教師不進(jìn)行實(shí)驗(yàn)材料的優(yōu)化，學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的難度很大。因此，在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，教師要充分發(fā)揮自身的引導(dǎo)作用。在實(shí)驗(yàn)課程開始之前，教師可以根據(jù)自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)或者借鑒他人的成功教學(xué)案例，打破教材束縛，確定最適合的實(shí)驗(yàn)材料——番茄果肉，并提前準(zhǔn)備好。在實(shí)驗(yàn)課程開始之后，教師要先帶領(lǐng)學(xué)生逐個分析課本上提到的實(shí)驗(yàn)材料的可操作性，以此幫助學(xué)生學(xué)會良好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度。（1）黑藻與苦草不易獲得，不宜采用。（2）黃瓜需要用到刀片進(jìn)行切片，存在安全隱患，不宜采用。（3）洋蔥雖較易獲得，但是撕取下來的洋蔥內(nèi)表皮在清水中極易卷曲、較難展平，易導(dǎo)致細(xì)胞重疊，影響實(shí)驗(yàn)效果，不宜采用。教師帶領(lǐng)學(xué)生分析完課本上提供的實(shí)驗(yàn)材料后，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)這些材料都不適合自己動手操作，有點(diǎn)不知所措。這時，教師可適時地提出教材沒有提及的實(shí)驗(yàn)材料——番茄果肉，并拿出自己事前準(zhǔn)備好的番茄果肉讓學(xué)生親自動手實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證番茄果肉是否適合“觀察植物細(xì)胞”的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生經(jīng)過動手實(shí)際操作后，會發(fā)現(xiàn)番茄果肉既易于取材，又易于制片，確實(shí)是這個實(shí)驗(yàn)較為理想的實(shí)驗(yàn)材料。教師通過帶領(lǐng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)材料，對實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行大膽改良，不但有助于提升實(shí)驗(yàn)的可操作性，提升實(shí)驗(yàn)效果，更有助于學(xué)生學(xué)會分析問題、解決問題的方法，有效完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

2.合理引導(dǎo)學(xué)生，優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案

在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，要想充分調(diào)動學(xué)生的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)積極性，有效提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，教師要重視學(xué)生的情感體驗(yàn)，充分發(fā)揮學(xué)生的主體作用，多設(shè)置探究性、自主性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生親自動手操作，親身經(jīng)歷科學(xué)探究的過程（閱讀、觀察、比較、思考、設(shè)計、試驗(yàn)和完善），并對學(xué)生的創(chuàng)造性行為給予足夠的重視和肯定。以人教版七年級生物實(shí)驗(yàn)“觀察洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞”為例，教材要求的實(shí)驗(yàn)操作步驟為：擦→滴→取→展→蓋→染，由于整個實(shí)驗(yàn)染色時間較長，需要多次染色，于是在實(shí)驗(yàn)過程中，有的學(xué)生創(chuàng)造性地將蓋玻片和染色兩步順序進(jìn)行了調(diào)換。筆者發(fā)現(xiàn)這樣調(diào)換操作后，染色效果更好，在顯微鏡下觀察到的細(xì)胞更為清晰，因此積極給予這位學(xué)生以鼓勵，極大地提升他的實(shí)驗(yàn)熱情。在學(xué)生進(jìn)行自主探究實(shí)驗(yàn)過程中，教師要引導(dǎo)學(xué)生提出不同的假設(shè)，采用不同的數(shù)據(jù)處理方法，設(shè)計出不同的實(shí)驗(yàn)方案，以此使學(xué)生的思維廣度得以提升，思維嚴(yán)謹(jǐn)性得到完善。以人教版八年級生物實(shí)驗(yàn)“發(fā)酵實(shí)驗(yàn)”為例，教材給出的實(shí)驗(yàn)方案為：在一個透明玻璃瓶內(nèi)加一些溫開水、一勺糖和一小包酵母，然后將氣球擠癟后套在瓶口，觀察氣球是否膨大。對于這個實(shí)驗(yàn)，教師可以先帶領(lǐng)學(xué)生找出這個實(shí)驗(yàn)方案存在的不足之處。（1）沒有設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)，難以證明氣體是酵母菌發(fā)酵產(chǎn)生的，還是糖類直接分解獲得的。（2）可以通過氣味判斷產(chǎn)物之一是酒精，但是二氧化碳無色無味，沒有設(shè)置驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，難以辨別。針對這兩點(diǎn)不足，教師可引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改良，并設(shè)計出如下改良方案：設(shè)置對照實(shí)驗(yàn)（A、B組），即A、B兩組先分別在透明礦泉水瓶中加一勺糖、一小包酵母、溫開水（量約水瓶2/3處），然后A組取下氣球后將氣體通往澄清的石灰水，通過觀察石灰水的變化可以有效驗(yàn)證發(fā)酵產(chǎn)生的氣體是否為二氧化碳。教師通過對學(xué)生進(jìn)行合理引導(dǎo)，讓學(xué)生在親自動手實(shí)驗(yàn)的過程中不斷提升情感體驗(yàn)，主動優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，有效提升實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果。

3.善用生活素材，重視實(shí)踐應(yīng)用

生物教師要重視生活情境的價值，充分挖掘生活中的素材，引導(dǎo)學(xué)生把生物學(xué)科知識與日常生活緊密聯(lián)系起來，如教師可以指導(dǎo)學(xué)生通過自制教具進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)等。以人教版八年級生物實(shí)驗(yàn)“骨、關(guān)節(jié)和肌肉的協(xié)調(diào)配合”的教學(xué)為例，這是一個演示實(shí)驗(yàn)，教師可以帶領(lǐng)學(xué)生自制教具進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。首先，教師可以引導(dǎo)學(xué)生用繩子模擬肌肉，紙片模擬骨，紙片折疊處代表關(guān)節(jié)，以此自制模擬實(shí)驗(yàn)教具。然后，教師讓學(xué)生嘗試牽拉繩子，在牽拉繩子的同時還要注意觀察紙片的變化，以便可以觀察到肌肉牽拉骨繞著關(guān)節(jié)運(yùn)動，從而幫助學(xué)生理解三者是如何配合完成運(yùn)動的。最后，教師對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并鼓勵學(xué)生課下利用其他材料繼續(xù)嘗試實(shí)驗(yàn)。教師通過帶領(lǐng)學(xué)生自制實(shí)驗(yàn)教具，從生活取材，讓學(xué)生動手設(shè)計，親自體驗(yàn)，從而有效把生物學(xué)科與日常生活緊密聯(lián)系起來。

五、結(jié)語

綜上所述，初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中生物課程的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑，教師必須重視生物實(shí)驗(yàn)部分的教學(xué)。在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師可以從改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料、增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果，合理引導(dǎo)學(xué)生、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案，善用生活素材、重視實(shí)踐應(yīng)用等方面入手對初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略進(jìn)行優(yōu)化，以此提升生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，為學(xué)生學(xué)好生物課程、提升生物學(xué)科核心素養(yǎng)奠定堅實(shí)的基礎(chǔ)。

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Research on the Optimization of Biology Experiment Teaching Strategy in Junior Middle School

Based on Core Competence

Zheng Shuwen

（Huli Middle School， Xiamen City， Fujian Province， Xiamen 361006， China）

Abstract：? With the deepening of education and teaching reform， biological experiment teaching has attracted more and more attention. As an important part of biology teaching， biological experiment teaching not only helps to improve students' thinking ability， practical ability and innovation ability， but also helps to cultivate students' scientific spirit， improve students' core competence and promote students' all-round development. Starting with the overview of biological experiment teaching in junior middle school， through the analysis of the current situation of biological experiment teaching in junior middle school， this paper explores the implementation points and optimization of biological experiment teaching strategy in junior middle school based on core competence， in order to effectively improve the quality of biological experiment teaching in junior middle school and comprehensively improve students' core competence of biological discipline.

Key words： core competence; junior middle school biology; experimental teaching strategy; optimization