基于核心素養的高中生物探究實驗教學策略探究

黃維芳

摘 要：核心素養下，高中生物開展探究實驗，主要是引導學生在具體學習以及探究過程，充分認識到生物知識具備的開放性、系統性以及實踐性特點，以幫助學生充分掌握相關生物知識，并實現其學習能力以及價值觀的提高。鑒于此，本文主要對核心素養培養與探究實驗存在的關系及其教學原則進行探討，并提出基于核心素養的高中生物探究實驗教學策略。

關鍵詞：核心素養；高中生物；探究實驗；教學策略

高中生物開展探究實驗教學通常和傳統教學模式是相對的，其更多指在具體教學時，要突破傳統、單一化內容對于學生思維造成的限制，并引入各種各樣的學習資源，以便于學生試著理解、歸納總結、探究實驗中涉及的知識，并把實驗內容的學習放在開放的環境當中，以便于學生積極主動地參與到實驗探究的準備活動、器具與實驗步驟的設計中，并在實驗的具體探究過程，幫助學生形成解決相關生物問題的能力。鑒于此，生物教師在組織探究實驗的教學當中，教師需立足于生物學科的核心素養中的“科學探究”，對探究實驗的整體教學方案進行優化，使學生經過實驗探究積極思考，并促進其科學探究力得到不斷提高。

一、核心素養與探究實驗的關系

高中生物的課堂教學當中實施探究實驗，其更多是立足于相關的生活化情境，對有價值的生物問題進行深入探究，并通過營造有啟發作用的教學氛圍，引導學生依據自己已經學習與掌握的知識，對有關生物問題實施分析，并加以解決，接著，依據生物知識存有的規律，提出一定的假設，采取實驗操作的形式進行理論知識的驗證。

一般而言，生物學科的核心素養與其探究實驗存有的關系體現在以下兩點：第一，高中生物組織探究實驗，能夠高效滿足學科素養當中培養科學探究力的要求。探究實驗的實施，更注重培養與發展學生自身的自主探究或合作探究的相關能力，以激發學生課堂學習生物知識的欲望，達到探究性教學落實的效果，以便于學生經過教師給予的指導，在實驗的探究過程，達到應用學習與掌握知識的目的[1]。第二，高中生物的課堂上，組織探究實驗，可有效提升學生本身的探究力。對于科學探究而言，其主要是立足于科學規律，讓學生針對學習的生物內容，產生一定的研究思路，并站在實用主義、建構主義開展的教學模式，經過知識的建構及其遷移，實現問題解決的效果，以促使學生形成相應探究能力。

二、核心素養下高中生物探究實驗教學的原則

第一，主體性原則。高中生物開展探究實驗通常要求教學整個過程要開放，以呈現學生在課堂上的學習主觀能動性。在探究實驗的開展過程，教師需引導學生自主實驗，而自己則承擔起促成者與指導者的角色，并通過科學育人的觀念，指導學生積極主動地動手動腦，并與相關理論、嘗試、觀察、實驗、總結各個過程有效結合，引導學生充分理解整個實驗過程，且通過實驗過程涉及的相關方法，有效解決相關創新問題，并讓學生形成相應的學習自信。

第二，創新性與發展性原則。新時期，高考中針對生物實驗做出的考查更加地靈活，這就要求教師與生物實驗具備的多樣性密切結合，引導學生站在不同方面積極思考，并嘗試著探究實驗[2]。通過一些較為典型的實驗，指導學生依據實驗內容及其操作步驟積極嘗試與探究，并經過小組合作的方式，讓學生充分發揮其學習過程的主動性，使其形成相應實驗探究意識的同時，促進學生的全方位發展。

第三，激勵性原則。實驗是極其復雜的一項內容，當中既涉及基礎知識，又涉及實踐操作，還有反思與提高，這就要求教師積極培養、尊重以及激勵學生應具備的探究自信，并提供給學生相應的探究平臺[3]。在探究實驗中，經過教師給予相應的引導與鼓勵，不僅能夠使學生形成相應的理性思維，而且還能經過實驗探究，促進問題的解決，使學生更高效地掌握相關生物知識。

三、基于核心素養的高中生物探究實驗教學策略

（一）立足于核心素養，明確探究實驗教學目標

想要使探究實驗的開展效果得到切實有效，就需保證核心素養涉及的相關要素的目標落實，了解到實驗開展的重點。就高中生物而言，其核心素養包含了對于生命現象進行理解，以幫助學生形成相應的生命觀念，還有立足于證據、事實分析作為手段的科學思維培養，并通過觀察、假設與論證為基礎的探究素養，然后采取理性分析與解釋，實現社會問題的有效解決。因此，高中生物的探究實驗開展中，教師在設計目標的時候，要準確把握生物學科的核心素養。首先，生命觀念。就生物學科而言，其更多是對生物的發展、生命活動以及生物結構等相關內容進行探究的一門學科，要求學生站在生物學的視角，觀察以及探究人類當前生活的世界，概括與總結出和生物知識相關的原理、概念與規律，以確保學生能通過學習的生物知識，充分認識到實際生活中存在的生物現象，并對生活當中常見的生物問題進行分析與解決，以促使學生形成相應的生命觀念。如“穩態與平衡”“遺傳與變異”“生物與環境”等相關內容，則適合開展生命教育[4]。其次，理性思維。理性思維主要指學生在具體成長過程要立足于事實證據，并通過縝密邏輯深入思考以及判斷相關生物現象，并通過比較、分析、演繹以及分類等各種方法，批判性探究，獲取到對應的結論。例如，在對“探究酵母菌呼吸方式”的探究實驗開展教學時，教師可設計有氧和無氧不同的實驗環境，對酵母菌具體呼吸形式進行模擬，以促使學生處于不同環境，準確了解到酵母菌經過呼吸后形成的物質。再次，科學探究。對于科學探究而言，其屬于學生應具有的學習能力，主要指學生在具體學習中，可以對生物知識、自然生活以及社會生活中存在的生物問題產生全面的認識，并對這些問題實施觀察、思考、分析以及討論等，強化學生探究知識的好奇心，以幫助學生構建完善、系統的知識結構，并讓其充分掌握進行科學探究的思路與方法。最后，態度責任。不論是任何的學科，對其學習都需歸結到學生自身的學習態度與責任，生物學科亦是如此。就態度責任而言，其主要指學生在學習相關生物知識時，必備的科學態度、社會責任等，并能通過課堂上學習到的生物知識，對當前社會現象與生物知識存在的關聯進行準確把握，使學生能通過學習到的生物知識有效解決現實生活中存在的生物問題。

（二）結合實際生活，創設教學情境

學生的學習動機與其興趣有著密切聯系，只有激發起學生自身的動機，讓其形成探究知識的欲望，才可以使學生由被動學習逐漸得到解放，并通過積極的狀態融入生物知識的學習與探究當中，使學生經過不斷探究，實現自身的科學思維發展。想要達到該教學效果，生物教師在對探究實驗的整個教學過程進行優化時，就需與實驗內容及高中生的學情結合，創設相應的問題情境，以促使學生處于相應的學習情境，更好地探究生物知識[5]。

以“植物細胞的質壁分離和質壁分離的復原”的實驗內容為例，想要使學生通過探究實驗的學習，促進其科學素養的切實發展，教師就需與實際生活中相對常見的現象結合，如西紅柿拌白糖、涼拌黃瓜的時候，經常會出現滲出水的情況，而撒些水則能確保蔬菜本身的新鮮等，以此提供給學生相應的探究情境。然后，教師可在情境教學過程，可結合教學內容，創設對應的問題情境：1.植物細胞處于哪些條件會有吸水與失水的情況？植物細胞進行吸水與失水，通常和哪些因素有關？其對植物的細胞壁有無水分出入存有怎樣的影響？2.對生物實驗進行探究過程，怎樣確保植物細胞產生質壁分離還能復原？怎樣才可以清楚地觀察到該生物現象？經過指導學生在問題情境當中積極探究與思考，則能使學生逐漸形成科學素養。

（三）深入探究實驗，增強科學探究力

核心素養下，生物教師組織探究實驗的教學時，需充分注重學生在課堂上的主體地位，這就要求教師做好主導角色，對相關生物知識進行深入分析，鑒于此，想要使學生深度理解以及掌握相關學習內容，教師就需在講解理論知識的前提下，采取實驗探究的方式，引導學生經過親自操作與探究實驗，準確把握相關生物知識。這一狀況下，教師在開展實驗教學時，需注重培養其自身的探究意識，以幫助學生本身的探究能力得到良好發展的同時，提供給學生豐富的機會參與具體的實驗探究。同時，生物教師在組織實踐活動時，可與具體的教學內容結合，設計與組織相關實驗活動，以加強學生對知識理解與掌握[6]。另外，在課堂教學時，教師可設計適當的問題，將其當作學生學科素養培養與發展的重要途徑，讓學生充分發揮其理性思維，以促使學生自身的優勢得到充分發揮，在這一過程，教師還能開展實驗演示，引導學生進行親自操作，使學生經過科學探究，深入理解與掌握相關知識。

以“酶的作用和本質”的實驗講解為例，為了保證學生準確把握“酶”的相關概念，教師可按照與教學內容有關的實際內容，組織相應的探究活動，即經過“溫度對淀粉酶活性的影響”與“pH對于過氧化氫酶活性的影響”兩種實驗，讓學生在實驗操作的過程中，得到“只有在一定溫度下酶的催化效率最好”以及“只有在適合的pH下酶的催化效率最好”這兩個結論。經過實驗探究，既能使學生充分體會到學習相關生物知識的價值，又能促使學生深層次掌握有關學習內容，使其通過操作與探究實驗，提高自己的科學探究力。

（四）組織實驗探究活動，強化探究體驗

生物學科相較于化學、物理等各門學科而言，其有著明顯的相似性，同樣有著大量的實驗需要探究。但是，傳統教學當中，因為教師講解完成課程內容的時間相對有限，所以，經常會出現忽視實驗操作的步驟，而是把重要的理論知識直接講述給學生。而探究實驗的開展，其明確指出要教師注重實驗活動的組織，將其當作開展探究內容，通過該過程，不僅能通過實驗增強學生自身的探究體驗，而且還能經過實踐，促進學生自身的生物學科素養及其實踐能力提高[7]。

以“溫度和PH對酶活性的影響”相關實驗內容講述為例，這堂課的內容中體現出多種實驗，故在具體教學當中，教師需提供給學生相應的實驗器材及相關素材，并指導學生實施探究實驗，經過實驗引導學生對相關內容進行深入探究，以促進其探究能力提高。另外，由于學生對相關化學試劑、實驗操作的過程等已經有了一定的了解，此時，教師就需凸顯學生的課堂主體性，把課堂交給學生，自己則針對學生的實驗過程，給予相應的引導與監督。經過該教學過程，不僅能夠促進學生之間的思維互補，而且還能確保實驗教學的有效性，并促進學生的探究。

（五）開展多元化評價，優化探究實驗教學體系

探究實驗的教學開展作為難度相對較高的一種教學形式，這就要求生物教師創建高效課堂，拉近學生和生物知識的距離，并采取問題驅動的形式，激發其探究生物知識的興趣，并經過探究實驗，發現與解決相關生物問題的同時，幫助學生充分掌握相關生物學規律，以實現學生核心素養的培養與發展。高中生物組織探究實驗主要是培養與發展學生自身的核心素養，因此，想要保證探究實驗的具體教學效果及其達到核心素養的培養目的，生物教師就需針對相關教學要求，設計多元的評價機制。首先，學校要積極參與到實驗探究活動的實施過程，也就是站在學校的角度，開展課堂評價，以確保核心素養在教育過程的作用得到有效發揮，并將其當作整體教學改革得到進一步優化的依據；其次，設置相應的教育機構，經過教研室的建設，組織探究實驗的探究小組，面對探究實驗要開展專題性研究，并針對教師開展的實驗教學給予相應的指導與評價；最后，加強評價反饋的作用，生物教師既要積極進行自我評價，又要評價學生在課堂上的學習成效，并站在探究實驗的具體應用情況以及課堂教學成效的角度，設計科學的評價體系，以實現探究實驗的整體教學效果優化。

結束語

綜上所述，高中生物開展探究實驗的過程，通常要求教師給予學生相應的引導與啟發，以便于學生高效掌握實驗探究的方法，并形成相應的探究能力。因此，生物教師在課堂教學當中，需立足于核心素養的相關要求，對探究實驗的教學活動開展進行優化設計，引導學生進行積極嘗試與探究，使學生綜合理解生物知識，并將學習到的生物的知識應用于實踐。

參考文獻

[1]郭彥楠.基于核心素養的高中生物探究性實驗研究[J].試題與研究：教學論壇，2020（6）：1.

[2]周麗云.核心素養視域下高中生物探究性實驗教學設計策略研究[J].教學管理與教育研究，2022（21）：92-94.

[3]李熠，劉靜.高中生物學探究性實驗教學的問題分析與策略探討[J].中學生物教學，2022（17）：75-77.

[4]王永林.基于核心素養的高中生物實驗探究性教學策略研究[J].成才之路，2021（19）：124-125.

[5]閆向華.基于核心素養的高中生物實驗探究性教學的策略研究[J].考試周刊，2020（82）：131-132.

[6]王永吉.探究性實驗教學模式在高中生物教學中的應用研究[J].成才之路，2020（3）：122-123.

[7]賽喜亞拉圖.探究性實驗教學模式在高中生物教學中的應用[J].數理化解題研究，2019（9）：93-94.