淺談高中生物學實驗的拓展教學

王華春

摘要：對于高中生物課程來講，實驗教學是重要單元。本文以“植物細胞失水與吸水”實驗為例子，根據生物學科核心素養要求，如何開展高中生物實驗拓展教學。

關鍵詞：高中生物;實驗教學;拓展教學

2019年教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見中指出，中小學實驗教學應該切實扭轉忽視實驗教學的傾向，將科技前沿知識和最新技術成果融入實驗教學，豐富內容，改進實驗教學方式，強化學生實踐操作、情境體驗、探索求知、親身感悟和創新創造，著力培育學生的興趣愛好、創新精神、科學素養和意志品質。建議在生物學教學過程中提供更多的機會讓學生親自參與和實踐。落實立德樹人根本任務，發展素質教育。可見，實驗教學是培養高中生物學科核心素養的關鍵方法。拓展實驗是基于原有實驗，提出新課題，涵蓋實驗情境、方法以及原理等，指導高中生借助原有理論，采用不同方式進行同一實驗，以有效培養學生科學探究思維能力，借助所學知識展開分析，加深理解，并拓展知識。進行實驗拓展活動時，教師應該引導學生觀察實驗現象，并提出問題，根據所學知識展開科學實驗。本文以“植物細胞失水與吸水”實驗進行分析。

1.基于核心素養的生物拓展教學要求

1.1教師應該充分重視核心素養與實驗教學

發展學生的生物學核心素養是一個長期的過程，中學生正處于身體和心理發育的活躍期，我們應該抓住學生對自然和生命現象的好奇心，引導學生去探索、去求知。在教學過程中，結合生產生活中的生命現象，創設問題情境，設計有效的課堂探究方案，進行有趣又具實效的課堂實踐活動，引導學生層層深入，形成結構與功能觀、物質與能量觀、進化與適應觀等生命觀念;倡導探究性學習，鼓勵學生自己觀察、思考、提問，并在提出假設的基礎上進行探究活動方案的設計和實施，培養學生尊重事實和證據，崇尚嚴謹的求知態度，發展科學思維，小組合作探究，提高科學探究的能力;注重探究性學習活動的課內外結合，適時開展所學內容相關聯的社會實踐活動，正確認識人們是如何將所學生物學知識和技術運用到生產生活當中，真正地做到學有所用，也能更好地體會人與自然、社會以及其他生物之間的關系，真正地擁有社會責任的意識。

為了將核心素養充分滲透給學生，教師需要正確認識拓展實驗，同時引導學生順利開展實驗活動，有效體現學生主體地位。開展實驗教學活動，教師應該為學生提供良好空間與實踐，促使其可以基于合作探究學習方法進行實驗設計，進行探究性學習。教師基于獨立性基礎上，課堂上以學生為主體對象，教師全力發起助攻，為學生提供科學指導。

1.2基于具體教學狀況科學開展拓展實驗

對于生物拓展實驗活動，應該獲得多方協助以及支持，例如學校、家庭、社會等方面。教師進行拓展實驗活動時，需要結合學校具體教學情況，構建滿足高中生生物學科核心素養培養要求的實驗。為學生開展自主實驗探究活動提供充足材料與必要場所。以教師角度分析，以教材中實驗活動為基礎，進行拓展創新，有效提高拓展實驗針對性，進而實現核心素養培養目標。

2.基于核心素養的生物實驗拓展教學策略

2.1調整實驗要求與目的

教師應該把實驗課堂設計成學生之間進行溝通以及交流的場所，每個學生是獨立的生命體，通過彼此交流對生活中遇到的困難、問題等進行思考探索，借助生物知識進行解釋，提高學生學習主動性。開展實驗活動時，可以對原有目的進行調整開展拓展探究活動，突破原有實驗限制。例如，把“植物細胞失水與吸水”實驗設計成測量性實驗活動，變定性實驗為定量實驗。即“測定洋蔥鱗片葉表皮細胞細胞液濃度”。開展定量實驗活動過程中，學生應該對分析數據進行認真整理，此種方式能夠對學生分析歸納思維進行培養。進一步拓展實驗，開拓思維，思維引申：對細胞狀態進行鑒別，并引發其探究枯黃、萎蔫以及其他葉片細胞活性。

2.2調整實驗材料與方法

在生物教學活動中，生物實驗具有重要地位，是學生進行科學發現以及科學結論的基礎保障，所以設計實驗活動過程中，應該對實驗可行性加以重視。不僅帶領學生學習教材中的實驗活動，教師還應該引導學生遷移原有知識，進而將學生學習主動性與積極性充分調動起來。借助實驗活動，促使學生能夠加深對生物知識點的記憶，另外，還可以充分培養學生批判性思維、推理思維以及演繹思維。例如，對紫色洋蔥鱗片外表皮原因進行確定之后，引導學生思考，哪些材料可以滿足上述條件？學生按照選材原則，采用花瓣、菠菜葉以及苔蘚葉等進行臨時裝片制作，同時認真觀察比較，進而獲得準確結論：原生質層或是液泡中存在顯著顏色的成熟細胞可以對質壁分離現象進行有效觀察。而洋蔥鱗片具有易撕取以及觀察效果好等優勢。能夠對學生發散思維展開有效激勵，針對問題展開深入探究：胚、根尖分生區以及其他未成熟細胞，是否也可以出現質壁分離現象呢？進行實驗探究活動時，此類細胞基沒有顯著顏色，無法進行充分觀察，采用何種方法進行處理呢？要求學生可以對操作方法以及實驗原理進行熟練掌握，同時展開融會貫通。此種方式能夠對高中生科學探究能力、實事求是精神等進行有效培養。

2.3調整實驗原理

利用生物實驗，學習其科學方法與思維，對其科學性進行充分感受，另外積極借鑒教材中“科學家的故事”，體會其探索方法、思考方法、分析方法以及總結方法等。加深對實驗原理的理解。培養學生具備創新質疑精神，以實事求是態度對生物知識進行全面理解，進而充分培養學生科學情懷。例如，學生在作業習題中，會遇到質壁分離后自動復原等問題，教師可以指導學生動手進行驗證實驗活動。之后基于原有實驗進行拓展實驗“觀察氯化鈉、硝酸鉀溶液中植物細胞復原現象”的拓展實驗。為了對實驗活動中的實際問題進行有效處理，例如確定溶液濃度等，學生應該結合實際探究問題，對所學知識原理進行綜合運用，對實驗結果進行觀察與分析過程中，養成分析習慣，同時善于提取記憶中的信息，通過準確的文字對實驗結果進行描述，充分提高結論描述的條理性，并且可以對教材知識展開有效轉化，引導學生圍繞核心概念，引申其他知識點，建立知識體系。

結語：對核心素養與生物學科拓展實驗進行有機結合，可有效達成現階段高中生物教學重要教學目標，培養學生科學探究精神，培養學生借助生物知識處理實際問題的能力。教學過程重實踐，教師應該對核心素養進行深入理解，教學中圍繞生物學學科核心素養的四大理念：生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任開展。學科核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過學科學習而逐步形成的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。以此為基礎從科學知識、教學內容等覆蓋面開展實驗拓展教學活動。在實際教學過程中借助調整實驗要求與目的、調整實驗材料與方法等策略實現拓展教學。

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