基于核心素養的初中生物實驗教學策略優化探究

鄭舒文

摘 要：隨著教育教學改革的不斷深入，生物實驗教學越來越受到重視。生物實驗教學作為生物教學的重要組成部分，不僅有助于提高學生的思維能力、實踐能力、創新能力，還有助于培養學生的科學精神，提升學生的核心素養，促進學生全面發展。文章從初中生物實驗教學概述入手，通過對初中生物實驗教學現狀的分析，對基于核心素養的初中生物實驗教學策略的實施要點、優化進行探究，以期有效提高初中生物實驗教學質量，全面提升學生的生物學科核心素養。

關鍵詞：核心素養;初中生物;實驗教學策略;優化

中圖分類號：G633.91 文獻標志碼：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中要注重對學生生物學科核心素養的培養，即在引導學生學習生物知識的同時，培養學生適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。生物學是一門研究生命現象的自然科學，實驗教學是生物教學的重要組成部分，也是培養學生動手能力和知識運用能力的重要途徑。生物教師要想切實提升學生生物學科核心素養，必須提高生物實驗教學質量。

一、初中生物實驗教學概述

1.生物實驗教學的含義

初中生物實驗教學是指教師帶著一定的教學目標，基于一定的生物知識，利用一定的教育場景，以生物實驗為載體的教學行為，旨在培養學生對生物科學的理性認知。初中生物實驗教學主要包含四部分內容：經典實驗的再演示、同質的替代實驗、生活中生物現象的開發和利用，以及理論實驗。

2.生物實驗教學的意義

生物實驗教學能充分激發學生生物學科的學習積極性，對學生掌握生物知識、提高能力、提升素養都有著積極的意義。一方面，部分生物理論知識相對抽象、枯燥，難以理解，而生物實驗則可以把這些抽象、枯燥的生物理論知識變得生動、形象、可視化，這有助于激發學生的生物學習興趣，調動學生的生物學習熱情，強化學生對相關生物理論知識的理解。另一方面，學生通過對生物實驗的嚴謹操作，對自然界的生物規律和生命現象的有效探究，可以提高自身的理性思維能力，提升自身的生物學科核心素養，并對事物形成理性認識。

二、初中生物實驗教學現狀

1.課程時間有限，缺乏具體落實

在傳統教學觀念中，初中生物課程屬于副課，分配給它的教學時間十分有限。因此，部分生物教師為了節約教學時間，追趕教學進度，對于生物實驗教學常常采用口頭講解、個人演示、播放視頻、書面練習的方式簡單帶過，缺乏具體落實，致使生物實驗教學變成了一種形式化的存在。

2.實驗設備不足，教學資源匱乏

一方面，部分學校生物實驗室數量有限，生物實驗設備陳舊，這導致學生親自動手實驗的機會較少，實驗課體驗較差，實驗教學效果不理想。另一方面，教師可利用的生物實驗教學資源較少，這導致教師在開展實驗教學時對一些實驗材料的開發和利用容易陷入經驗主義誤區，從而為生物實驗教學的創新帶來一定阻礙。

3.考學內容不一，重視程度不夠

在生物實驗考查中，書面考查往往多于實踐操作的考查，這導致不論是教師教學，還是學生學習，往往都把重心放在書面內容的過關上，致使生物實驗教學很大程度上淪為過場，形式大于內容，并不能真正發揮出其在培養學生生物素養方面的作用。

三、基于核心素養的初中生物實驗教學策略的實施要點

1.回顧學科發展，領會實驗精神

教師可以先帶領學生回顧生物學科的發展歷程，以此增強學生對生物實驗教學的情感體驗，提升學生對生物實驗學習的重視程度。在生物學研究的初期，生物學家對很多生物概念的歸納和界定都是運用不完全歸納法，通過對自然界中普遍存在的現象進行整理和匯總，而獲得對一類事物的一般性認識。例如器官、節肢動物、裸子植物等概念都是生物學家對生物概念宏觀的歸納和界定。隨著科技的發展和人們認知的提升，生物學家開始逐漸采用觀察、猜想、發現和簡單實驗歸納的方法獲取經驗材料。通過運用這樣的方法，生物學家總結出了很多生物學理論，如細胞學說、生物進化學說等，有效促進了生物學科的發展。在生物科學蓬勃發展的今天，各領域進入到微觀、細化、科學、嚴謹、理性的研究層面，而生物實驗則成為延續生物學科生命力的不竭動力，于是誕生了“提出問題→做出假設→設計實驗→完成實驗→分析現象→得出結論”的實驗探索思路，并迅速被接納和廣泛應用。教師通過帶領學生回憶生物史上的經典實驗，可以讓學生切實感受到生物實驗對生物學發展的意義，領會到生物實驗中蘊含的科學理性的精神，有效提升學生對生物實驗學習的重視程度。

2.立足經典實驗，塑造實驗品質

經典實驗是科學家們精心思考、巧妙設計、反復實踐，經后人重復證明是正確的一些最具代表性的實驗。從普里斯特利發現植物可以更新空氣，到薩克斯成功證明綠色葉片產生淀粉，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記法證明光合作用釋放的氧氣全部來自水……一個個經典實驗奠定了生物學科的基礎，也見證了生物學科發展的歷史。在帶領學生復制這些實驗時，一方面，教師要引導學生充分體會科學家們在進行科學實驗時堅韌不拔的精神，感悟他們卓越的智慧，學習他們科學嚴謹的態度，另一方面，教師要帶領學生通過對這些實驗的剖析，打破原有思維定式，逐步形成敢于創新、敢于探索、科學嚴謹、堅韌不拔的實驗品質。

3.加強方法指導，重視自主體驗

在實際教學中，教師要在明確學生主體地位的基礎上，充分發揮引導者的作用。在進行教師演示實驗教學時，教師要充分備課，做好各種預設情境，設置好問題引導，以此有效吸引學生的注意力，激發學生的參與熱情。在進行學生自主探究式實驗教學時，教師要加強自身組織管理能力，采用啟發式的指導方式幫助學生快速進入實驗狀態，促使學生有方向、有效率地進行實驗。但要謹記，探究式實驗強調的是學生的自主操作，教師切忌越俎代庖。

四、基于核心素養的初中生物實驗教學策略的優化

1.改進實驗材料，增強實驗效果

以人教版七年級生物實驗“觀察植物細胞”為例，這是一個分組實驗，教材中提到的實驗材料包括苦草、黑藻、黃瓜、洋蔥。如果教師不進行實驗材料的優化，學生自主實驗的難度很大。因此，在引導學生進行實驗時，教師要充分發揮自身的引導作用。在實驗課程開始之前，教師可以根據自身的教學經驗或者借鑒他人的成功教學案例，打破教材束縛，確定最適合的實驗材料——番茄果肉，并提前準備好。在實驗課程開始之后，教師要先帶領學生逐個分析課本上提到的實驗材料的可操作性，以此幫助學生學會良好的科學實驗方法，養成嚴謹的科學實驗態度。（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表皮在清水中極易卷曲、較難展平，易導致細胞重疊，影響實驗效果，不宜采用。教師帶領學生分析完課本上提供的實驗材料后，學生會發現這些材料都不適合自己動手操作，有點不知所措。這時，教師可適時地提出教材沒有提及的實驗材料——番茄果肉，并拿出自己事前準備好的番茄果肉讓學生親自動手實驗，來驗證番茄果肉是否適合“觀察植物細胞”的實驗。學生經過動手實際操作后，會發現番茄果肉既易于取材，又易于制片，確實是這個實驗較為理想的實驗材料。教師通過帶領學生分析實驗材料，對實驗材料進行大膽改良，不但有助于提升實驗的可操作性，提升實驗效果，更有助于學生學會分析問題、解決問題的方法，有效完成實驗教學。

2.合理引導學生，優化實驗方案

在生物實驗教學過程中，要想充分調動學生的實驗學習積極性，有效提升實驗教學效果，教師要重視學生的情感體驗，充分發揮學生的主體作用，多設置探究性、自主性實驗，引導學生親自動手操作，親身經歷科學探究的過程（閱讀、觀察、比較、思考、設計、試驗和完善），并對學生的創造性行為給予足夠的重視和肯定。以人教版七年級生物實驗“觀察洋蔥鱗片葉表皮細胞”為例，教材要求的實驗操作步驟為：擦→滴→取→展→蓋→染，由于整個實驗染色時間較長，需要多次染色，于是在實驗過程中，有的學生創造性地將蓋玻片和染色兩步順序進行了調換。筆者發現這樣調換操作后，染色效果更好，在顯微鏡下觀察到的細胞更為清晰，因此積極給予這位學生以鼓勵，極大地提升他的實驗熱情。在學生進行自主探究實驗過程中，教師要引導學生提出不同的假設，采用不同的數據處理方法，設計出不同的實驗方案，以此使學生的思維廣度得以提升，思維嚴謹性得到完善。以人教版八年級生物實驗“發酵實驗”為例，教材給出的實驗方案為：在一個透明玻璃瓶內加一些溫開水、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。對于這個實驗，教師可以先帶領學生找出這個實驗方案存在的不足之處。（1）沒有設置對照實驗，難以證明氣體是酵母菌發酵產生的，還是糖類直接分解獲得的。（2）可以通過氣味判斷產物之一是酒精，但是二氧化碳無色無味，沒有設置驗證實驗，難以辨別。針對這兩點不足，教師可引導學生對實驗進行改良，并設計出如下改良方案：設置對照實驗（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證發酵產生的氣體是否為二氧化碳。教師通過對學生進行合理引導，讓學生在親自動手實驗的過程中不斷提升情感體驗，主動優化實驗方案，有效提升實驗學習效果。

3.善用生活素材，重視實踐應用

生物教師要重視生活情境的價值，充分挖掘生活中的素材，引導學生把生物學科知識與日常生活緊密聯系起來，如教師可以指導學生通過自制教具進行模擬實驗等。以人教版八年級生物實驗“骨、關節和肌肉的協調配合”的教學為例，這是一個演示實驗，教師可以帶領學生自制教具進行模擬實驗。首先，教師可以引導學生用繩子模擬肌肉，紙片模擬骨，紙片折疊處代表關節，以此自制模擬實驗教具。然后，教師讓學生嘗試牽拉繩子，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節運動，從而幫助學生理解三者是如何配合完成運動的。最后，教師對實驗進行總結，并鼓勵學生課下利用其他材料繼續嘗試實驗。教師通過帶領學生自制實驗教具，從生活取材，讓學生動手設計，親自體驗，從而有效把生物學科與日常生活緊密聯系起來。

五、結語

綜上所述，初中生物實驗教學是初中生物課程的重要組成部分，是培養學生生物學科核心素養的重要途徑，教師必須重視生物實驗部分的教學。在生物實驗教學過程中，教師可以從改進實驗材料、增強實驗效果，合理引導學生、優化實驗方案，善用生活素材、重視實踐應用等方面入手對初中生物實驗教學策略進行優化，以此提升生物實驗教學效果，為學生學好生物課程、提升生物學科核心素養奠定堅實的基礎。

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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