基于學科素養的初中生物學實驗教學實踐研究

秦麗

2019年教育部發布《關于加強和改進中小學實驗教學的意見》，明確指出實驗教學是國家課程方案和課程標準規定的重要教學內容，是培養創新人才的重要途徑。實驗是自然科學教育最高價值追求的途徑，也是學生核心素養發展的有效路徑。下面通過問卷調研了解當前初中生物學實驗教學現狀和學科素養培養現狀;聚焦問題，查閱文獻，梳理檢驗基于學科素養發展的生物學實驗教學策略;通過實驗教學課堂結構圖譜構建、特色探究課程開發與實施、實驗教學指導與優化策略實踐與檢驗等方式進行了一系列實踐探索。

一、基于學科素養的實驗教學整體思路

1.“1+X”——突破教材知識的邊界。生物學的研究對象多與人或人們生產生活密切相關，我們的實驗課堂不應局限于課本知識，而是要將科普、生產生活常識與實踐加以融會貫通，著眼學生學科素養發展。例如，學習“心臟”時，我們可與學生開啟談“心”之旅，解讀心臟，解析新冠肺炎治療過程，體驗“解讀自身、習得知識、學會生活”的學習，突破知識邊界，聚焦學科價值。

2.因地制宜——突破課堂時空邊界。因人創變，因地制宜，生物學的學習不應該只發生在課堂里，而應融入生活各個角落。我們開創無土栽培自組織管理區、植物標本柜、創客實踐、化學解密等，帶領學生開展課題研究，編著植物鑒賞集，組織科普知識閱讀讀書會分享等多種學習體驗，融創式課堂踐行大實驗觀，讓學習活動可以隨時隨地發生。

3.回歸生活—突破教與學的邊界。生物學實驗教學的本質是引導學生習得知識，養成理性思維習慣，形成積極的科學態度，發展終生學習能力。制作米酒、酸奶、發豆芽……我們努力讓實驗活動化身為一次次精彩的生產生活體驗活動。在活動中培養能力，促思維提升。

4.山光水色——天地即課堂。生物學的學習不僅是讀書本，更是讀自然，讀生活。我們將實驗場延伸至學校周邊，山光水色、鳥語花香皆為我所用，天地即課堂。我們在無邊界學習理念引領下，利用小南山資源，因地制宜地開發了校本課程，破壁融合，從而使學生的學習真正成為一種關乎知識世界、生活世界和個體經驗情感世界的整體性體驗式學習。

二、聚焦問題：問卷調研，深入剖析

據調研，我市教師隊伍年齡構成上，相對比較年輕。教師跨年級、帶多個班的現象比較多，有近半數的老師需要自行準備實驗，教學任務還是相對比較重的。在實驗課教學中，過半數的教師認為最大的困難在于教學時間的安排;其次則是實驗材料的準備。經調研，實驗教學的問題多聚焦在如何優化實驗教學環節，提高實驗教學效率，從而緩解因課時等問題而縮減實驗課;如何根據學生和當地的實際情況，做好長期規劃，儲備實驗材料、優化實驗裝置與過程，增強實驗的適切性、連續性和實驗效果;如何在實驗課中有效發展學生的核心素。

三、凝練方法：策略梳理，科學實踐

1.優化實驗體系，提升實驗質效。（1）操作技能實驗：規范操作，合作共促。例如顯微鏡使用、臨時裝片的制作等，通常教師演示，學生不一定看得清。可采用微課制作、信息化手段輔助、組內師徒結對、競賽等方式，幫助學生提高實驗效率。（2）探究實驗：問題驅動，科學探究。（3）拓展實驗：創設情境，理性思辨。拓展類實驗很多學生望而卻步，可以通過情境創設、問題聚焦、組間PK、表演秀等方式，激發學生積極性，并在理性思辨中，完善方案，開展實踐。

2.整合教材實驗，融創賦能。如果因為實驗數量多，操作難加之課時安排緊，可以遵循大單元教學思想，整合優化實驗，提高效率。比如，練習使用顯微鏡，制作并觀察植物臨時裝片和觀察人口腔上皮細胞，觀察人體的基本組織這四個實驗可以進行有機整合，每個課時各有側重。這既可以練習顯微鏡的使用又能對觀察到的動物細胞和植物細胞，動物組織和植物組織進行比較，直觀辨別異同。

3.充分準備實驗，落實教學細節。教師提前做實驗，發現真實問題。例如，在“觀察草履蟲實驗”中，因草履蟲本身運動快，加之實驗中給予刺激更難取到草履蟲，所以通常實驗中因找草履蟲會浪費很多時間。因草履蟲具有驅 “負極”的特性，通過電極裝置對草履蟲進行富集，用膠水溶液代替棉花纖維一方面降低草履蟲的運動速度，另一方面膠水透明溶液可以避免棉花纖維對顯微鏡透光性的影響。

4.細化實驗過程，規范實驗操作。合理分組，明確分工，必要時請小組展示分工安排。實驗過程中的關鍵步驟和注意事項，還可以配以老師準備實驗時的圖片展示，便于學習迅速理解和接受。實驗過程中要做到目標明確，指令清晰。操作過程可以通過同屏展示等技術及時評價、反饋。

5.優化實驗技術，提升實驗教學實效。有些實驗，學生動手操作的同時，配以多媒體輔助分析，有助于學生深度思考實驗，并尋找實驗創新突破的切入點。例如，NOBOOK 虛擬實驗平臺可用于實驗前的前置學習或實驗后的復習鞏固。

6.開發自制教具，推進實驗創新。在日常的實驗教學中，教師可以嘗試與學生一起開發自制教具、改進實驗裝置。例如，組織學生以手繪圖+燈帶條的方式，制作人體消化、呼吸、循環系統的教具模型，方便學生直觀感受。通過材料或實驗裝置的改進，在達到實驗效果事半功倍的同時，通常能激發學生的實驗創新意識，構建師生協作共同體。

7.完善評價機制，賦能實驗教學。通過完善評價機制，建立實驗考核或評價標準，有利于學生在實驗中明確實驗目的，指導實驗操作。評價主體多元化，使評價有梯度。同時立足“712”評價模式，完善學科綜合評價方案，組織特色學科評價活動，如課前一講、每日一言、我是小老師等活動，在活動中實現學生潛能發掘和學科多元評價。同時，通過學習過程調控、模型制作、生活實踐活動等多種形式的評價，指向生命觀念養成、理性思維發展、科學探究能力提升和社會責任擔當養成。

四、破壁引領：融創課堂，素養為先

針對不同實驗課課型研究，突破原有教材和課堂束縛，融入生活情境、信息技術等多種手段，梳理了基于學生學科素養發展的初中生物學實驗課課堂結構圖譜基本式，探索基于“情境化—問題化—思維發展—素養提升”的實驗教學路徑。

五、因地制宜：課程開發，共享共建

1.立足地域資源，構建融創型實驗教學活動。生物學的學科價值在于引導學生習得知識，養成理性思維習慣，形成積極的科學態度，發展終生學習能力。本文結合我校周邊資源和學生基本情況，開啟了“校園周邊植物探索”的共享共建之旅。該課程立足本地資源，突破學科地域邊界，突破課堂限制，以社團、興趣小組、微課程、MOOC課程等多種方式開展，從理論到實踐，又從實踐回歸理論，探索了基于實驗教學的課程開發與實施之路，為一線教師的理化生實驗教學提供了新思路。

2.借助信息技術，賦能創新型實驗教學活動。古人云：“不謀萬世者，不足謀一時;不謀全局者，不足謀一域。”新一代信息技術正在重新定義人類的知識和能力價值，未來的教育將以信息技術為支撐，開啟智慧教育的新階段。基于此，筆者開發了《生物學教與學實用工具導覽》課程，依托信息技術，將學科工具引入實驗教學，開啟了學科技術支持下的教與學方式變革嘗試，探索適應未來教育發展，實現未來學習者培養的有效路徑。

3.開發趣味社團活動課，將實驗融入日常生活。著眼學生發展需求，開發學科相關社團活動課，打通學科與生活的壁壘，將實驗融入日常生活，學科素養的養成活動隨時進行。

六、賦能未來：科學管理，智慧評價

1.常規教學與個性化實驗相結合。通過興趣小組、開放實驗室、項目研究、展示交流等方式，充分利用時間與空間，推動學生規范實驗、自主實驗、個性化實驗的開展。

2.舉辦實驗類活動，激發學生興趣。通過顯微攝影展，模型識別比賽，顯微鏡操作比賽，植物解剖學照片展，小論文墻報展等合理規劃每學期賽事，持續提升學生實驗興趣;與創客室、手工坊等校內機構聯合開展跨學科實踐活動、積極搭建平臺，“請進走出”，開闊學生視野。

3.培養社會責任擔當，鍛煉實驗室義工。設置實驗室義工崗位，讓熱愛學科的學生有更多的機會接觸實驗室，同時也為實驗室的維護做服務。同時培養他們的服務意識和責任擔當。

4.建構綜合評價體系，實驗教學與日常學習有機融合。教師可以嘗試建構學科全方位的綜合展示評價方案，通過模型制作、實驗探究、方案設計等方式，將實驗活動融入其中，讓學生自覺地將實驗活動融入日常學習活動中來，從而提升實驗教學實效。

七、思考與展望

未來教育是與技術高度融合的、高度開放的教育，學科的學習也應當是開放、包容、融入生活的學習。生物學的學習不僅是讀書本，更是讀自然，讀生活。通過學科技術的支持和生活資源的融入，我們可以將知識延伸至課堂之外，山光水色、鳥語花香皆為我所用，天地即課堂，生活即教育。

“采菊東籬下，悠然見南山。”當學生身處全新的學習情境中，自然美，環境情，人與自然的和諧發展，它就不再只是停留在書本里的文字，而成為內化于心的情感。學科觀念、科學探究、科學思維和社會責任，理化生學科的核心育人價值便得以充分彰顯。

責任編輯 邱 麗