基于核心素養探討高中生物實驗教學方式的轉變

李倩倩

在時代創新理念的科學導引下，教師自覺在生物實驗教學中踐行新課程改革理念，努力推動教學方式走向主體性、體驗式、能動化以及素養型，有效加速高中生學科核心素養的科學落實。為了加速實驗教學方式的科學轉變，教師深度考量核心素養的課程性解讀，務實探尋核心素養對生物實驗教學的指導性，積極驗證轉變實驗教學方式落實核心素養的可行性，科學總結基于核心素養轉變實驗教學方式的重要性。而且，教師還立足生物課堂主動歸納基于核心素養轉變實驗教學方式的策略性，為高中生架構科學指導、方法拓展的素養型認知環境。

核心素養理念強化了教師的拓展意識、品質思想與素養理念，因而教師開始在生物實驗教學中融入創新觀念與課改考量，借助教學方式的轉變有效架構高品質的素養型教學環境，切實培養高中生的學科核心素養。為了加速實驗教學方式的科學轉變，教師以學科核心素養為指導思想積極探尋高中生物實驗教學方式的轉變方法，立足教師智慧與學生能動整合出高品質、高標準、高效率的生物實驗教學。因此，高中生能夠擁有一個有指導、生本性、交互化以及素養型的認知空間，有效釋放高中生良好的主體能力與生命活力，建構生命課堂。

1 核心素養的課程性解讀

核心素養是指教師在生物課堂上注意培養高中生為適應課程學習、未來成長以及社會生活而需要具備的主要能力、重要品格以及思維素養，幫助高中生逐漸成為有知識、高能力、會思考、善創新的優秀人才。學科核心素養是高中生實現素質發展的重要標簽，能夠融入生物課堂上的教學任務與育人目標，為教師設計與實施生物教學與實驗活動提供必不可少的方向導引。所以，教師應在生物教學以及實驗活動中自覺踐行品質觀念與素養意識，積極培養高中生的學科核心素養，科學提升生物教學與實驗活動的設計性、生本化以及素養型。

2 核心素養對生物實驗教學的指導性

第一，學科核心素養要求生物實驗教學具有良好的生本性。生物實驗教學應該與高中生的興趣愛好、能力水平、思維方式等主體條件密切關聯，為高中生提供定制型、主體性、交互化以及體驗式的良好認知空間，滿足高中生的認知需求與表現訴求。因此，生物實驗教學應激發并落實高中生的生命活力，為高中生預留充足的參與空間、交互時間以及表現途徑，科學落實高中生的學科核心素養。

第二，學科核心素養要求生物實驗教學擁有較強的實踐性。生物實驗教學應該為高中生提供良好的活動情境、直觀認知、操作機會以及整合空間，充分滿足高中生的實驗訴求與實踐需求，加速理論知識與實踐操作的深度融合與相得益彰。可見，生物實驗教學應引導高中生在動眼觀察中獲取信息，在動手實踐中驗證信息，在動嘴交流中整合信息，在動腦思考中提煉信息，提升學科核心素養。

第三，學科核心素養要求生物實驗教學存有優秀的交互性。生物實驗教學應搭建起師生之間、生生之間的知識交互橋梁，在信息交互、方法溝通與靈感碰撞中積累高品質的奇思妙想與課程知識，優化高中生的快樂成長。這樣，生物實驗教學就能夠幫助高中生在暢所欲言、各抒己見中集思廣益，立足群體智慧與團隊能動共同處理課程知識、操作經驗與實踐方法，優化高中生的學科核心素養。

第四，學科核心素養要求生物實驗教學含有突出的實效性。在生物實驗教學中，教師不僅要融入高價值的教學智慧，還要激發高中生的認知思維與群體能動，推動高中生在各顯神通、表現自我中互助成長，成為生物實驗教學活動中的行為主體。所以，生物實驗教學應該以教師智慧優化高中生的探究環境、思維方式、互助過程以及認知狀態，借助強大的生命活力提升教學的實效性與素養型。

3 轉變實驗教學方式落實核心素養的可行性

第一，轉變實驗教學方式能夠重新定位教師的課堂地位，由傳統生物教學中的“課堂統治者”轉變為教學過程的設計者、關注者以及優化者，實現工作重心的前移，提升備課活動的重要性。這樣，教師在實驗教學活動中主要是信息收集者，為后續設計與開展實驗教學活動提供充足的信息支持，夯實實驗教學活動的主體基礎。因此，轉變實驗教學方式能夠強化教師的智慧支持，優化素養落實。

第二，轉變實驗教學方式能夠重新定位高中生的課堂地位，由被動接受式的尷尬認知地位轉變為實驗教學活動的行為主體，擁有充足的動手操作機會、動嘴交互空間、動腦萃取途徑，真正成為實驗教學的活動主人。可見，生物實驗教學活動能夠成為高中生大顯身手、張揚個性、展示才能的能動舞臺，借助集思廣益整合出高中生群體的最大發展潛能，借助主觀能動性科學落實學科核心素養。

第三，轉變實驗教學方式能夠重新定位活動設計的價值指向，改變過去以知識傳輸為目標的設計理念，站在高中生進行生物探究、知識萃取以及能力訓練的角度去重新設計課堂活動，將生本理念科學融入教學設計之中，凸顯課堂活動對于高中生認知的輔助價值。所以，教師在生物實驗教學中應該自覺踐行人文思想，以高中生的興趣愛好與思維方式去設計探究活動與實踐過程，落實學科素養。

4 基于核心素養轉變實驗教學方式的重要性

基于核心素養轉變生物實驗教學方式能夠為高中生提供一個主體性、能動化、交互式以及高效型的生命課堂，深度挖掘高中生的團隊能動與群體智慧，借助高中生的各顯神通與集思廣益整合出高品質的奇思妙想。這樣，高中生就會得到高品質的思維點撥與方法指導，切實提升高中生知識探究的層次性、能動性以及有效性，建構高價值的生本空間與生命課堂。因此，基于核心素養轉變生物實驗教學方式能夠為高中生提供更多更好的表現機會、交互途徑以及互助空間，真正將生物實驗教學打造成為充滿認知活力、探究律動的能動空間與生命樂園。

基于核心素養轉變生物實驗教學方式能夠幫助教師自覺踐行新課程改革理念，科學優化各教學元素之間的協助關系，借助課堂活動凸顯生物實驗教學的生本性、能動化以及創新型，加速人文思想在生物實驗教學活動中的應用。另外，基于核心素養轉變生物實驗教學方式能夠提升生物實驗教學的指向化、品質性與素養型，推動教師以視野拓展、能力訓練、素養提升為教學目的實施課堂活動，推進學科核心素養理念的落實。所以，基于核心素養轉變生物實驗教學方式能夠幫助教師立足科學育人觀實施課堂活動，推動生物實驗教學走向提質增效。

5 基于核心素養轉變實驗教學方式的策略性

學科核心素養理念是生物課堂教學的壓艙石與導航儀，能夠科學指導生物實驗教學走向人文更新、科技創新、理念拓展與提質增效，建構高價值的生命課堂。

5.1 立足翻轉教學轉變實驗教學方式

翻轉教學是指教師指導高中生先進行獨立自主的課前預習活動，自覺準備好實驗探究活動所需要的課程知識、實驗準備、過程操作以及理論驗證等，然后，高中生在課堂討論中進一步優化預習成果，為實驗活動做好充足的理論準備。可見，翻轉教學能夠直接弱化教師對實驗準備活動的直接管控，為高中生提供充足的探究空間與交互時間，全面展示高中生的主觀能動性。因此，翻轉教學能推動實驗教學方式的科學轉變，凸顯高中生的能動地位，使落實核心素養成為可能。

在人教版必修一第一章第2節“走進細胞：細胞的多樣性和統一性”的翻轉教學活動中，本節的實驗任務是“使用顯微鏡觀察細胞”。高中生可以在課前預習中自主研究“使用顯微鏡觀察細胞”的目的要求、實驗材料、活動方法、具體步驟以及知識剖析等內容，獨立完成“使用顯微鏡觀察細胞”的理論準備工作。然后，高中生能夠在課堂討論中針對“如何使用顯微鏡”進行知識交流，如使用反光鏡提高觀察區域的光線亮度、使用低倍鏡首先確定觀察對象的具體位置、切換高倍物鏡進行觀察、使用細準焦螺旋進行調焦、觀察實驗現象等。這樣，高中生就在課前預習活動中完成淺層次的理論知識準備，又在課堂討論中獲得實驗操作方面的優質信息積累，因而能夠在多次感悟中進行高質量的深度學習與理論準備。所以，翻轉教學能夠科學培養高中生的自主學習能力與課堂交互能力，在實訓化認知中獲得持續提升，進而優化高中生的學科核心素養。

5.2 立足分組教學轉變實驗教學方式

分組教學是指教師立足高中生較強的認知能力與群體智慧，推動高中生進行分組討論、全面整合、精心準備以及互助實踐，完成理論準備與實驗操作兩個層面的多維交流與互助探究。可見，分組教學使高中生擺脫了對教師的認知依賴，以主體能力與群體智慧為探究保障實現高中生的全程參與、全員能動，為高中生提供充足的實踐機會，確保學科核心素養的全面落實。因此，分組教學能夠推動實驗教學方式的科學轉變，實現高中生的互助成長，提升學科核心素養。

在人教版必修一第二章第1節“組成細胞的分子：細胞中的元素和化合物”的分組教學活動中，本節的實驗任務是“檢測細胞中的糖類、脂肪和蛋白質”。高中生可以集體討論試劑的使用，如使用斐林試劑檢測“糖”的存在、使用蘇丹染液檢測“脂肪”的存在、使用碘酒檢測“淀粉”的存在、使用雙縮脲試劑檢測“蛋白質”的存在。高中生還可以集體討論并共同執行實驗的操作過程，且分為四個小實驗進行分類活動。以“糖類”的檢測為例，首先量取2毫升的組織樣液，放入試管中，再注入1毫升的斐林試劑，并混合均勻，然后，將混合液體試管放入50度左右的溫水中，再進行觀察。如果高中生能夠看到有“磚紅色沉淀”，就能夠證明混合溶液中存在“糖類”。所以，分組教學能夠幫助高中生在各抒己見、集思廣益中互助成長，利用實訓互助優化高中生的學科核心素養。

5.3 立足電化教學轉變實驗教學方式

電化教學是指教師利用多媒體設備展示實驗教學視頻，幫助高中生在直接觀察、主動思考、自覺驗證中完成視頻版的實驗知識探究活動，幫助高中生積累下最全面的理論知識儲備。電化教學以視頻信息代替了教師的演示實驗，能夠為高中生提供高標準、高水平、高品質的操作信息與實驗過程，幫助高中生獲得高價值的感官信息刺激，最大限度地接近實驗活動。因此，電化教學能夠推動實驗教學方式的科學轉變，為科學落實學科核心素養提供高品質的信息儲備。

在人教版必修一第三章第1節“細胞的基本結構：細胞膜——系統的邊界”的電化教學活動中，本節的實驗任務是“感悟制備細胞膜的方法”。教師可以為高中生提供實驗視頻信息，引導高中生進行直觀認知與形象思維，利用標準化、規范化以及優質化的實驗視頻實現高中生的自主探究與能動發展。高中生能夠看到實驗第一步是利用滴管吸取少量紅細胞稀釋液，滴在載玻片上制成臨時裝片，然后，實驗利用顯微鏡進行觀察，在高倍鏡下進行清楚觀察時，在蓋玻片的一側滴入蒸餾水，在另一側用吸水紙進行吸引。最后，高中生能夠看到紅細胞先吸水，體積增大，然后紅細胞發生膨脹直至破裂，有物質流出，以此驗證細胞膜的存在。所以，電化教學能夠引導高中生輕松開展實驗信息的理論準備工作，借助培養高中生的觀察能力、推理能力與研判能力落實學科核心素養。

5.4 立足項目教學轉變實驗教學方式

高中生在翻轉教學、分組教學以及電化教學中獲得良好的理論準備與模擬探究后，教師還要實施項目教學法，推動高中生在項目化探究中獨立自主地完成理論知識理解、實驗儀器準備、操作過程熟悉以及實驗操作活動等，充分展示高中生的主觀能動性。可見，項目教學能夠推動高中生真正成為生物實驗教學活動的主人，充分展示高中生的設計能力、動手能力、剖析能力以及整合能力。因此，項目教學能夠推動實驗教學方式的科學轉變，立足實訓認知落實核心素養。

在人教版必修一第四章第1節“細胞的物質輸入和輸出：物質跨膜運輸的實例”的項目教學活動中，本節的實驗任務是“植物細胞的吸水和失水”。高中生首先進行理論學習，積累實驗方法與具體經驗，為后續實驗操作提供充足的信息支持。如，第一步，制作洋蔥臨時裝片；第二步，用顯微鏡觀察液泡的大小與原生質層的位置；第三步，用蔗糖水浸潤洋蔥表皮；第四步，用顯微鏡觀察液泡是否變小；第五步，用清水浸潤洋蔥表皮；第六步，用顯微鏡觀察液泡是否變大。所以，項目教學能夠在理論準備與動手操作中促進高中生知識學習與動手能力的水漲船高，科學落實高中生的學科核心素養。

綜上所述，學科核心素養是教師設計與實施生物實驗教學的風向標與加速器，因而教師基于核心素養轉變實驗教學方式能夠有效提升生物實驗教學的目標性、主體化、能動式以及高效型，科學指引教師精準地設計課堂活動、規劃探究過程以及界定教學手段。因此，教師以學科核心素養為指導思想，以轉變生物實驗教學方式為踐行課改理念的有效途徑，并立足翻轉教學、分組教學、電化教學、項目教學轉變實驗教學方式，加速學科核心素養理念的科學落實，為高中生建構有品質、設計性、生本化、交互式以及高效型的生命課堂，實現快樂成長。

本文系平涼市教育科學“十四五”規劃2022年度課題《核心素養視閾下高中生物實驗教學有效策略的研究——以靜寧縣第二中學為例》，課題立項號：PL[2022]LXH4252。

（作者單位：靜寧縣第二中學）