基于學科核心素養的高中生物實驗教學探究

楊毅

高中生物課程是以提高學生生物學核心素養為宗旨的學科課程，是樹立社會主義核心價值觀、落實立德樹人根本任務的重要載體。《普通高中生物學課程標準（2017年版2020修訂版）》指出：“著眼于學生適應未來社會發展和個人生活的需要，從生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等方面發展學生的學科核心素養。”“實驗教學是生物學課程的特點，也是生物學教學的基本形式之一。課程內容中教學提示部分列舉的教學活動有一部分就是實驗教學。實驗教學是促成學生達成生物學核心素養的重要支撐?！痹诖?，筆者現就基于學科核心素養的高中生物實驗教學作了一些探究。

一、重視實驗觀察，發展學生的生命觀念素養。

高中生物學科教學內容中最重要的一項就是實驗的教學，在實驗教學的過程中學生們要利用一些生物實驗的儀器進行實驗觀察。在實驗的過程中學生對準確并且嚴謹的實驗進行不斷的觀察和實踐，可以樹立正確的生命觀念。例如，在學習細胞膜和細胞壁的時候，可以設置觀察實驗和細胞膜的透性實驗。讓學生們自己進行臨時裝片的制作，及在高倍顯微鏡下的觀察，找到裝片中植物的細胞膜和細胞壁，感性認識相關的結構。如果觀察不到細胞膜，可引導學生分析原因，再設置質壁分離實驗，通過對質壁分離狀態細胞的觀察，就能更方便的觀察到處于分離狀態的細胞膜和細胞壁，也能更好的理解兩者功能上差異。通過這些問題的不斷解決，能夠幫助學生們形成結構與功能相適應的生命觀念。生物教育工作者就應該在實驗中通過實驗和觀察讓學生們慢慢領會到生命觀念的核心素養。

二、創設實驗情境，發展學生的科學思維素養。

為保證學生科學思維符合核心素養培養要求，不僅需要按照高中生物實驗教學要求創設合理實驗情境，還應保證學生全身心融入相應實驗氛圍當中，借此鍛煉學生科學思維，促使學生客觀、全面的認知生物事物。在擴展學生自身生物知識層面條件下，促使學生妥善解決生物實驗中各項問題，以為提升學生解題思維和實驗操作能力打下堅實基礎。而且在科學思維方式支持下還可以強化學生對各項生物知識的批判能力和分析能力，使得學生可以在生物實驗中強化自身綜合素質涵養，繼而為鍛煉學生科學思維和核心素養奠定堅實基礎。因此，在開展高中生物實驗教學時，教師應按照學生綜合學習能力以及各項生物知識創設合理實驗情境，引導學生在實驗情境中對各項生物知識展開深刻探討，針對性培養學生科學思維，促使學生可以按照自身科學思維參與各項生物實驗，以此提高學生在各項生物實驗中參與力度。比如在學習《能量之源──光與光合作用》一課時，教師首先會按照教材內容向學生傳授基礎知識，之后結合各項基礎知識以及學生綜合學習能力創設合理實驗情境，促使學生利用多項科學手段對植物光合作用具體表現和植物內部分子變化形式有所了解。有效鍛煉學生科學思維，避免學生在學習各項生物知識以及開展生物實驗時受到自身固有思維干擾。優化高中生物實驗教學缺陷，確保學生科學思維得到有效鍛煉，以為高中生物實驗教學良性開展提供動力支持。

三、優化實驗設計，發展學生的科學探究素養。

學生有實驗操作和探索的主動性，教師要做好實驗設計，為學生配設合適的實驗內容，這樣能夠發展學生的科學探究素養。如在教學《內環境的穩態》這部分內容時，教師先與學生一起閱讀教材內容，了解人體穩態的定義，然后引導學生學習解讀血液生化化驗單，對人體內環境穩態的調節系統展開對應探索，最后推出觀察實驗任務：其一，在生活中，人們經常吹空調，很容易得“空調病”，請展開觀察和調查，對“空調病”癥狀進行歸結，分析人體內環境穩態被打破的原因給出調節的建議;其二，隨著生活水平越來越高，人們患心腦血管疾病、糖尿病的概率越來越大，要求學生展開生活觀察和調查，對這些疾病的表現進行總結，記錄相關情況，對人體內環境穩態的重要性進行歸納總結。學生接受這些實驗任務后，都能夠主動行動起來，在積極觀察和調查中掌握更多健康知識，從而發展學生的科學探究素養。

四、拓展生物實驗，發展學生的社會責任素養。

教師要做好生物實驗的拓展延伸，科學整合實驗內容，推出更多生活化、社會化的實驗活動任務，讓學生結合生活實踐展開實驗操作，這樣不僅能夠拓寬學生的學習視野，還能夠培養學生的社會責任素養。生物實驗與社會生活相對接，圍繞一些生活熱點、焦點問題展開研究，能夠使學生關注社會發展與學科學習的關系，從實驗操作探索中掌握更多學科認知，增強生活使命感。要使生物學科學習與社會實踐高度融合，教師應從實驗角度展開設計，為學生提供深入了解社會的機會。學生對生活化的實驗操作活動比較有興趣，教師要做好教學調查，對學生的生活環境和經驗積累進行客觀評價，以便推出合適的實驗訓練。如在教學《植物生命活動的調節》這一章時，教師設計了植物開花受激素影響的實驗：在生活中，可以找到許多植物生長受到激素影響的案例。如日照時間長短的實驗，讓學生找到同種的兩盆鮮花，進行對照實驗，一盆日照時間較長一些，一盆日照時間較短一些，經過一段時期后，對其葉片、頂端、開花部位進行細致觀察，看看有哪些不同之處，得出實驗結論。這個實驗沒有什么難度，教師對實驗做出詳細規劃，學生都能夠主動參與其中，對植物進行詳細觀察，歸結出實驗結論。在實驗成果展示環節，學生都能夠詳細介紹自己的實驗結論，其實驗結論也非常接近：光照時間長的花卉，其枝葉茂盛，顏色鮮艷，光合作用充分;而光照時間短的花卉，枝葉開始萎縮，顏色暗淡，其光合作用不充分，枝葉生長出現停滯現象。為激發學生的實驗探索思維，教師繼續對實驗進行推演：借助生長素的發現原理，設計一個模擬實驗，證明A株產生的開花激素，可以讓B株條件下的同種植物開花。學生對這樣的實驗有主動探索意愿，自然會展開主動研究，學科教學進入良性互動環節。教師深入課堂，與學生進行實驗對話，對實驗設計方案進行細致分析，找到更多設計操作起點。