基于生物學科核心素養的高中生物實驗教學策略

邵柳逸

（宜興市陽羨高級中學 江蘇宜興 214200）

引言

在新課改的背景下，在開展教學的過程中，要重視培養學生的核心素養。高中教學階段，生物作為一門較為特殊的理科科目，在高中教學中有著極為重要的地位。然而，當前高中生物教學中，對于實驗教學的輕視使得生物理論教學難以得到有力的支持，學生在未經過嚴格設計的實驗教學中也難以得到應有的收獲，生物教學自然在教學質量無法獲得實質性的突破。因此，在目前的狀況下，有必要對高中生物實驗教學進行教學思路和教學方法上的改革，通過學科核心素養的滲透，使得生物實驗教學能夠在素質教育的視角之下煥發出新的生機[1]。

一、在核心素養視域下開展高中生物實驗教學的重要性

高中生物是一門極其注重理論知識和實驗實踐兩方面的理科學科，若是只注重理論知識上的教學，雖然學生能夠在生物知識體系上有著極為扎實的基礎，但是在沒有親自動手完成實驗的基礎之上，難以留下深刻的印象。生物知識的生活實際應用更是無從談起，學生學習到的理論知識被完全架空，而只是注重實驗實踐教學。雖然學生學到的生物知識能夠在實驗中獲得具體的驗證，但是大量時間和精力耗費在實驗上只會讓學生的理論知識儲存匱乏，在缺乏大量的理論知識作為后備的情況下，再多的實驗也無法建立系統的生物知識體系。而目前，在應試教育的影響下，生物實驗成了整個教學環節中最為薄弱的地方，學生在生物實驗中既無法對學習到的理論知識進行親手驗證，更無法學習到最為基本的實驗室操作技能。因此，在生物實驗教學中，培養學生的核心素養顯得尤為必要。通過核心素養的滲透，學生才能夠真正加強對于生物知識的認知，并形成理論知識和實驗實踐之間的良性循環，最終建立起立體的生物知識體系，對于學生未來綜合素質的發展也大有助益。

二、目前高中生物實驗教學活動中存在的主要問題分析

1.部分高中學校的生物實驗教學活動落實不到位

高中階段生物教學活動面臨的最大局限就在于教學時間非常有限，因為生物學科是一門分數占比相對較小的學科，所以學校在進行課程時間安排的時候，也會有意識地將時間安排傾向于語數外等大課。從高中階段的生物教學內容來看，學生需要掌握的相關知識是非常繁雜的。這種情況導致很多生物教師在開展教學活動的時候，常常存在時間不夠、教學重點強調不到位的情況，連最基本的教學重點都難以落實，而開展生物實驗探究活動，需要更多的課堂時間。有一部分生物教師在教學工作當中有意識地去弱化生物實驗課程，甚至會直接告訴學生一些生物實驗的現象和結果，讓學生通過死記硬背的形式來進行知識的掌握。這樣的教學方式，在現當代的教育改革背景當中已經不再適用，不僅不利于培養學生的創新精神，更加不利于促進學生核心素養的養成[2]。

例如：教師給學生講解“細胞呼吸”相關知識的時候，就可以從做包子和釀米酒這種生活經常見的現象導入教學，從酵母菌的代謝類型展開，講解細胞呼吸類型及酵母菌呼吸類型裝置設計的相關實驗。這種實驗教學方式更容易被學生接受，通過生動、有趣的教學內容，激發學生的積極性與求知欲，讓學生能夠主動投身到學習中，并提高生物知識的應用能力，真正做到學以致用。

2.部分生物教師的實驗教學比較單一

生物教師開展實驗教學活動的時候，為了更好地節約課堂時間，所采用的方式比較單一。比如，有些生物教師開展實踐探究活動時，一上來就直接向學生介紹實驗的主要步驟和注意事項，然后再讓學生轉入實驗操作過程當中。更有甚者，有些教師甚至不會讓學生來進行實驗操作，而是會直接向學生進行實驗操作的演示，讓學生在觀察的過程當中去記錄重點，教師所采用的這些生物實驗探究活動方法，都是基于教師主體這一基礎之上的，學生在學習的過程當中，并沒有太強的參與性。另外，這種生物實驗落實方法，非常不利于學生核心素養的培養。我們談到學生核心素養培養的時候，遠遠不止學生知識素養的養成，尤其是在生物這類科學性較強的學科中，學生不僅需要具備專業的知識素養，同時也要具備一定的實驗探究能力和科學思維。所以，讓學生親自去進行實驗操作，在實踐操作當中發現問題，基于所發現的問題去尋找解決辦法，是落實生物實驗教學活動，促進學生生物學科核心素養培養的根本手段。可是從目前來看，有一大部分生物教師的實驗教學活動，都很難達到這一主要目的。

3.對學科核心素養未提起重視

現如今，影響高中生生物學科核心素養培養的重要因素是老師并沒有注重這方面。由于受到應試教育的影響，老師往往只關注學生的學習成績，對生物實驗只是一帶而過。再者，即使有些高中生物老師開展了相應的實驗活動，學生也只是被動地操作實驗，并沒有注重自身實踐探究能力、科學思維能力等方面的培養，這和形成良好的生物學科核心素養有著很大的差距。

三、高中生物教學活動中落實實驗探究、培養學生核心素養的有效策略分析

1.把課堂教學內容和生活有效結合

高中生物和其他學科的區別主要在于實踐性的特征，我們平時生活中的小常識、生活小妙招等很多都離不開生物知識的運用。因此，我們要多鼓勵和引導學生觀察生活中的一些小細節，從中發現其依托的生物理論知識，把生物理論知識和現實生活實踐融合在一起。高中生物教師要淘汰以往填鴨式的教育方法，多探索和改革多樣化的教育方法，通過不同方式來提高學生的體驗感和興趣，從而促進學生發揮主動性來探索學習生物學科。教師通過生活化的教學法，激發學生挖掘來自生活方面理論知識的熱情和動力。另外，高校教師也要把生活實踐體驗融入實驗設計，從而使實驗教學更加生動、有趣味性，從而激發學生參與實踐操作的勇氣和積極性[3]。

2.注重豐富實驗探究的目的和內容

對于實驗活動探究也不能僅僅立足于是否能夠落實這一方面，而是應該更多地去考慮，在實驗探究活動當中，應該通過哪些方法促進學生創新能力、科學精神、自主能力等多樣化能力的培養。因此，優化高中實驗探究活動的目的和內容，是培養學生核心素養的關鍵手段。

例如：教師在引導學生開展“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”這一生物實驗的時候，主要目的是讓學生初步學會探索酶催化特定化學反應的方法、探索淀粉酶是否只能催化特定的化學反應。落實實驗活動，確保每一個學生在實驗開展的過程當中，都能夠去進行親身的操作和實踐是根本。然后，教師還要更多地去思考，如何讓學生在實驗操作的過程當中，培養科學精神。比如，日常生活當中，含有淀粉的物質非常多，那么教師就可以向學生設置這樣的問題：你能夠想到哪些物質來提取淀粉？這樣學生所思考的問題就不僅僅是如何落實這一個實驗操作，而擴展到了如何結合自己的實際生活來進行一些實驗物質的獲取。為了培養學生的獨立意識，教師在學生開展實驗的時候，發現學生的實驗走入了誤區，出現的現象和實驗本身不符的時候，不要立刻給予學生幫助，而是可以叫停其他學生的實驗，讓學生共同展開討論分析錯誤學生存在的主要問題，然后再引導這些學生去進行逐步解決。教師通過運用這樣的方法，就能夠進一步優化高中實驗探究活動的內容，更多地去培養學生多元化的能力，真正落實學生生物核心素養培養的目的。

3.重視培養學生的科學思維

高中生物實驗雖然較為簡單，但是在每個實驗中的步驟、順序以及器皿和材料的處理方式都極為嚴格，學生若是在實驗過程中出現了差錯便有可能導致實驗結果上的問題，因此教師可以從實驗的實踐規范上入手培養學生的學科核心素養。

例如：在探索“生長素類似物促進插條生根的最適濃度”教學中，需要學生對要實驗的插條進行處理，并且準備具有一定濃度的生長素，隨后再進行分組實驗并記錄數據觀察結果，自變量是生長素類似物的濃度大小，因變量則是生長素類似物作用的效果，插條、處理時間以及實驗所處的環境則是無關變量，學生若是在實驗過程中沒有分清自變量、因變量和無關變量，便有可能造成時間上的浪費。一方面，教師在介紹實驗流程的過程中，需要幫助學生理清實驗流程，避免記錄和觀察上出錯。另一方面，教師不能事無巨細將所有注意事項告知學生，要通過科學引導的方式，讓學生在配置生長素類似物母液和處理插條的過程中獨立思考，并在不斷地試錯中發現生物實驗中不同變量之間的關系，從而培養學生的理性思維。此外，在生物實驗的細節上，教師也需要進行一定的引導，在上述實驗中，插條的選擇和處理也需要一定的技巧，插條的選擇上需要選擇生長良好的枝條，這種枝條具有發育快、易成活和細胞分裂強等特點，在實驗中也能更容易觀察到生長素類似物的效果，在插條的處理上需要將下端削成斜面，增加插條吸收水的面積。教師在指導學生實驗時，可以通過實驗現象上的不同，暗示學生插條的選擇和處理對實驗結果的影響。

4.注重結合現代科技手段落實高中階段的生物實驗活動

在高中階段的生物實驗探究內容當中，有一些生物實驗可能需要耗費的時間較長，所以就導致教師在開展實踐探究活動的時候，不得不省略一些實驗步驟，或者是通過教師個人的演示來引導學生進行探究。為了更好地解決這樣的問題，教師可以結合現代的科技手段來進行高中階段的生物實驗探究活動落實。

例如：以“生長素類似物對植物生長發育的影響”這個實驗為例，在具體的實驗過程當中，對于器材的要求比較嚴格，而且需要的時間較長。那么，教師就可以借助多媒體教學工具，通過搜索相關實驗的演示視頻與視頻播放的形式，來引導學生了解這一實驗過程。教師通過使用這樣的方法，就能夠很好地節約教師的課堂講解時間，快速地進行理論知識的傳遞，然后讓學生迅速投入到實踐探究活動當中。另外，教師在日常的生物教學工作當中，還可以借助多媒體教學工具去進行一些反轉視頻資源的整理，且反轉視頻資源一定要和學生的生物課本教材緊密聯系。比如，對于學生教材上的一些實驗，教師都可以收集相關的視頻資源。在引導學生進行實驗探究之前，教師可以以播放視頻的形式引導學生快速掌握實驗技巧和實驗步驟，這樣就能夠為學生的實踐探究活動留下更多的時間，更加有利于為學生提供思考和探究的空間，促進學生核心素養的養成。

5.通過觀察實驗掌握實驗操作技能，樹立正確的生命觀念

生物教學中包含許多重要的實驗，在生物實驗中，涉及實驗操作技能和方法、實驗觀察以及得出結論等具體的科學研究方法，通過具體的實驗操作，有利于樹立正確的生命觀念[4]。

例如：在“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”中，學生首先需要學會顯微鏡的安裝流程，然后在低倍鏡下觀察，找到分生區細胞后再用高倍鏡觀察。在開展實驗過程中，學生可能會提出一些有關細胞分裂的問題。這時老師要引導學生思考，依靠自己的能力解決相關的問題，培養自身的學科核心素養。

6.重視開展小組合作，提升綜合能力

隨著新課程改革標準的不斷發展，團體教學方法將被納入高中生物學課程。高中生物學教學是基于基本素養的概念。教師可以在課堂上引入小組互動，以提高學生的綜合能力。

例如：以“果酒和果醋的制作”這節課為例，老師可以在課堂上充分利用小組協作來做到這一點。根據諸如“微生物”等生物知識的基本習得，教師將學生分為三個級別：精通“微生物”和其他基本生物知識的學生，以及 對“微生物”的基礎知識有基本了解的學生，對生物學“微生物”的基本知識不是很了解的學生。然后，老師根據“果酒和果醋的制作”這節課的教學內容，問學生“影響果酒和果醋制作的關鍵因素是什么”，并幫助他們分組討論和回答上述問題。這不僅展示了學生的語言組織和表達能力，還使他們能夠體驗小組合作帶來的學習生物學的好處，從而增強學生與他人合作和探索的能力。

結語

提高學生的基本素養，不僅是實施新課程改革構想的重要組成部分，也是提高學生全面能力的重要手段，生物教師需要加深對核心素養的理解和研究，樹立核心素養教育的觀念，積極創造條件，做好實驗課程，通過學習，學生可以利用自己的生物學知識、方法和技能來解決實際的生活問題，并逐步升華學生的情感態度和價值觀，讓學生的核心素養得到有效培養，最終滿足終身學習的發展要求。