核心素養背景下優化初中生物實驗教學的探究

摘" 要：在核心素養背景下，優化生物實驗教學可以幫助學生加深對生命現象和生命活動規律的理解，掌握更加豐富的生物學知識。在實際教學中，教師可以組織觀察性、演示性、探究性、拓展性等多種類型的實驗，充分鍛煉學生的創造思維和探究意識，發揮生物實驗教學的積極作用。文章論述了核心素養背景下優化初中生物實驗教學的重要性及具體策略。

關鍵詞：核心素養；初中生物；實驗教學

實驗是初中生物教學的重要組成部分，不僅能激發學生的學習興趣，使他們主動研究生物學知識的深層次內涵，還能在實踐中培養其科學思維和探究能力，推動生物學核心素養的形成與發展。基于此，在初中生物教學中，教師要更新教育理念，結合學生的基本學情優化實驗教學設計，根據教學重、難點部分組織多元化的實驗活動，讓學生以動手操作的方式深化知識理解，促進生物學習效率的提高。

一、核心素養背景下優化初中生物實驗教學的重要性

1. 有利于培養學生的創造思維

在初中生物課堂中優化實驗教學設計，有利于培養學生的創造思維和動手操作能力。通常情況下，教師會在明確課程主題后設計相應的實驗環節，有效吸引學生的注意力，使他們全身心投入到學習中，認真閱讀教材信息并關注實驗注意事項，參與到提出問題、設計方案、實踐操作等全過程，通過理論與實踐相結合的方式高效完成教學任務。這樣一來，學生能享受到實驗帶來的成就感，增強學習自信心，嘗試從不同角度分析實驗步驟，提出創新性觀點，在反復操作中進行驗證，思維意識處于活躍狀態，不斷激發個人潛能，以此實現創造思維的發展。由此可見，優化生物實驗教學設計使該項活動更具吸引力，能有效調動學生的探究熱情，使他們對實驗方案和實驗結論產生獨到見解，為培養學生的生物學核心素養奠定良好基礎。

2. 有利于深化學生的知識理解

生物實驗的開展可以讓原本抽象的理論知識以形象的方式呈現，從而調動學生的多種感官，針對實驗中涉及的理論知識進行深入研究，達到掌握其深層次內涵的目的。為了進一步發揮實驗的教育價值，教師通常會一邊操作一邊介紹相應的生物學知識，讓學生在動態演示下對所學內容形成深刻記憶，通過理論與實驗相結合的方式深化知識理解。除此之外，優化實驗設計的教學方式也會使生物課堂更具趣味性。觀察性實驗為學生創造了廣闊的學習空間，要求他們認真觀察具體現象，有利于生命觀念的滲透；演示性實驗則讓學生以動手操作的方式驗證自己的猜想，對所學內容形成全新認識，有效增強其理解能力和實踐能力；探究性和拓展性實驗的開展意味著學生要在獨立思考或小組合作中分析生物學相關概念的含義，充分鍛煉其思維的深刻性和廣闊性。

3. 有利于提高學生的科學探究精神

初中生物學主要研究自然界的各種生命現象及生命活動的規律、特點等，教學目標是要讓學生靈活運用課堂上收獲的知識解釋生活現象，解釋生命本質。優化生物實驗教學設計，意味著教師的教育理念發生轉變，更加重視對學生科學探究能力的培養。教師借助豐富多彩的實驗活動吸引學生的注意力，使他們在觀察、思考、分析等過程中鍛煉邏輯思維，形成探究意識，主動運用所學內容解釋生物學現象。在教師的耐心教導下，學生的科學探究精神得到提升。當然，這種思維能力的培養并不是一蹴而就的，需要經過師生雙方的共同努力，使生物實驗課的價值最大化體現出來。由此說明，完善實驗設計是提高學生科學探究能力的有效方式之一，為生物學核心素養的發展創造了有利條件。

二、核心素養背景下優化初中生物實驗教學的策略

1. 開展觀察性實驗，樹立生命觀念

生命觀念是生物學核心素養的重要組成部分，要求學生對生命形成正確認識，學會尊重、珍惜生命，以積極的態度對待未來生活。但生物學課程具有較強的抽象性，學生很難憑借文字敘述掌握知識內涵，而實驗是提高教學質量的有效途徑之一。在傳統的初中生物教學中，部分教師為了用更多時間講解理論知識而忽視了實驗活動的開展，用簡短的語言介紹主要流程后便完成了這一環節的教學。為了達成培養學生生物學核心素養的目標，教師要優化實驗教學設計，及時轉變自身的教育理念，提高對實驗教學的重視程度，結合教材內容設計觀察性實驗，讓學生對“生命”形成直觀認知。在這一過程中，教師不需要耗費大量的時間講解理論知識，而是要引導學生用心觀察實驗現象，將觀察到的信息以文字的形式記錄下來，結合所學內容分析課程主題，以此樹立正確的生命觀念。

例如，北師大版《義務教育教科書·生物學》（以下統稱“教材”）七年級上冊“生物學研究的基本方法”這節課主要介紹了實驗法的基本步驟。為了讓學生知道響尾蛇是如何追尋它放走的獵物的，教師先行展示不同種響尾蛇的圖片和有關響尾蛇的文字介紹，加深學生對它的了解，開闊學生的眼界。隨后，教師播放響尾蛇捕捉老鼠的視頻，并詳細解釋視頻內容，以趣味性素材調動學生的學習積極性，為觀察性實驗的順利開展作鋪墊。在針對“響尾蛇是根據什么標記追尋它放走的獵物的”這一問題進行討論時，教師鼓勵學生根據教材內容和拓展素材作出假設。有的學生說：“響尾蛇是根據其注入的毒液追尋獵物的。”提出假設后，以小組合作的方式根據假設制訂實驗方案。同時，教師利用多媒體設備播放相應的實驗視頻，要求學生認真觀看并分析具體現象，得出結論。在這個過程中，學生掌握了實驗法研究的一般步驟，并知道在探究實驗現象時必須遵循自然規律，彰顯觀察性實驗對培養學生生命觀念的重要影響。

2. 開展演示性實驗，培養科學思維

科學思維是學生深化生物學知識理解的關鍵。生物學不同于其他學科，它對學生的思維品質有著較高要求，強調學生盡量避免死記硬背的學習方式，而是以理解為主，經過科學性探究建立完整的知識框架，以此鍛煉思維的邏輯性和深刻性。要想收到這一效果，教師應該優化實驗教學設計，利用演示性實驗培養學生的批判性思維，指引他們從不同角度分析生物學知識，并將實驗中的收獲以思維導圖的形式呈現出來。演示性實驗的開展有多種方式，可以由教師制作一個模擬課件，也可以由教師親自示范具體流程，無論哪一種途徑都需要學生認真觀察，結合本節課所學的生物學知識進行自主操作，以此完成從抽象到具體、從宏觀到微觀的認知轉變。這樣既能加強學生的知識運用能力，又在潛移默化中實現科學思維的培養，助力學生生物學核心素養的發展。

例如，教材八年級上冊“動物行為的研究”這節課的教學目標是學會研究一種常見的小動物的行為。螞蟻是生活中常見的昆蟲，在探究螞蟻的取食行為時，教師可以用多媒體設備播放具體的實驗流程，不僅起到一定的示范作用，還為學生提供了開展演示性實驗的具體思路。接著，師生針對“螞蟻喜歡吃什么樣的食物？”這一問題進行探究。學生提出假設，并以小組合作的方式設計實驗方案，在教師的點撥下總結出如下過程。將一個沒有上半部分的飲料瓶放到干濕適宜的土壤里，再取一些土壤覆蓋到飲料瓶之上，捉10只螞蟻放進瓶子中。將以上裝備放到暗處，讓土壤保持合適的濕度。當螞蟻處在饑餓狀態1 ～ 2天后，學生可以向飲料瓶中投放糖、鹽、米飯、菜葉等食物，每隔30分鐘觀察一次螞蟻的動態。連續觀察10次以上，比較哪種食物剩的最少。明確這一實驗流程后，學生可以去操場上進行實踐，嚴格按照實驗要求做好前期準備工作，在驗收成果時，將觀察到的現象記錄下來，從而對動物行為形成更加深刻的理解。演示性實驗使學生在假設、推理、實踐中得出正確結論，有效鍛煉其科學思維，體現出優化生物實驗教學設計的必要性。

3. 開展探究性實驗，提高探究實踐能力

探究實踐能力是每名初中生都應具備的基本素養，既是提高生物學習效率的必要保障，又是促進學生全面發展的有力支撐。基于此，教師優化生物實驗教學設計的主要目標便是培養學生的探究實踐能力，讓他們利用探究性實驗對教材內容進行拓展與延伸，促使學生深化重點知識理解，有利于對探究意識和科學思維的培養。在探究性實驗過程中，教師要尊重學生的主體地位，盡量減少不必要的干預，讓他們根據自己的想法進行操作，在廣闊的空間內對未知知識展開深入研究，以此取得良好的實驗教學效果。除此之外，教師還要在實驗之前提醒學生檢查可能會用到的實驗器材，熟練掌握器材的使用方法，并提醒他們自主預習新課內容，便于在課上更加熟練地展開操作，順利解決實驗中遇到的突發情況，全面提高學生的探究實踐能力。

例如，教材七年級下冊“食物的消化和營養物質的吸收”這節課的教學重、難點是描述人體消化系統的組成，探究唾液對淀粉的消化作用。在分析“進入消化管的食物是如何被分解的？”這一問題時，學生將課前預習的收獲、教材內容、現有知識積累、教師提供的拓展資料等素材整合起來，自行設計實驗方案，以小組合作的方式進行討論，確保方案的科學性和合理性。經過熱烈討論得出最終方案。步驟1：用線繩扎緊透析袋的一端，注入可溶性淀粉溶液，直至頂端的3 ～ 5厘米處停止注射，再用線繩將透析袋頂端扎緊，用水將外壁清洗干凈后放在盛有水的燒杯內，加入適量碘液，直至溶液變成淡黃色。步驟2：用線繩扎緊另一個透析袋一端后，注入葡萄糖溶液直至頂端3 ～ 5厘米處停止，扎緊透析袋另一端后清洗外壁，放在盛有水的燒杯內，將尿糖試紙A放在水中蘸一下，保留該試紙與實驗結果進行比較。步驟3：20分鐘后，觀察步驟1中透析袋和燒杯中溶液顏色的變化，再拿一張尿糖試紙B放到步驟2中的燒杯溶液中蘸一下，對比試紙A，B的顏色變化。在探究性實驗中，學生通過動手操作意識到：淀粉分子較大，無法透過透析袋；葡萄糖分子較小，可以穿過透析袋流入燒杯內的水中。由此可見，探究性實驗能夠提高學生的探究實踐能力。

4. 開展拓展性實驗，增強社會責任感

生物學與社會的發展和進步有著密切聯系，也與人類健康有較強的關聯性。如果學生沒有對該門課程形成正確認知，不僅無法保障他們的學習效率，還會對今后的長遠發展產生不良影響。因此，教師在初中生物教學的核心目標便是培養學生的社會責任感，借助實驗活動拓寬他們的視野，有利于學生形成正確的世界觀、人生觀和價值觀。傳統的實驗教學模式已經不能滿足學生的發展需求，教師要根據基本學情對教學模式進行創新，引領學生在拓展性實驗中領悟生物學知識的深層含義，逐漸轉變其學習態度，以動手操作的方式提高他們的社會責任感，在社會觀念的驅動下有效發展學生的生物學核心素養。

例如，在教學教材八年級下冊“發酵技術”這節課時，教師利用多媒體設備展示面包、酸奶、醋等發酵食品的圖片，引導學生思考生活中還有哪些常見的發酵產品，在交流與討論中引出本節課的主題。隨后，教師播放釀米酒的視頻，指導學生歸納具體的步驟，帶著問題進行拓展性實驗。（1）酒藥里有哪些微生物？對釀米酒起什么作用？（2）酒藥為什么要與米飯混合均勻？（3）如果釀米酒的時間拖長，味道會發生什么變化？（4）釀米酒過程中有哪些注意事項？在實際操作中，學生對發酵有了更加直觀的認知：知道酒藥中含有曲霉、毛霉、酵母菌等多種微生物，可以用米飯作為原料進行酒精發酵；兩者混合均勻的目的是加快發酵的速度；如果釀米酒的時間拖長，可能有更多的糖被酵母菌發酵產生酒精，導致米酒甜度降低，酒的味道變得更加濃郁。此次實驗操作中需要注意以下事項：注意酒藥的質量，與米飯要混合均勻且溫度不能太高，米飯必須煮熟等。在拓展性實驗中，學生了解了發酵技術產品在現實中的應用，體會到了生物學給生活帶來的改變，并根據教師介紹的課外資料知道沼氣發酵裝置的使用對科學技術的發展具有重要影響，以此增強學生的社會責任感。

綜上所述，為了優化初中生物實驗教學，教師通過創新授課手段的方式設計觀察性、演示性、探究性和拓展性實驗，可以為學生營造良好的學習環境，利用多樣性的實踐活動激發他們的學習動機，主動將課堂上收獲的知識與技能應用于實驗操作中，實現科學思維和探究能力的同步提升。在多種實驗活動的輔助下，使學生意識到生物實驗的重要性，從而以更加認真的態度對待后續學習，實現生物學核心素養的進一步發展。

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