核心素養視域下高中生物實驗教學策略探究

毛成剛

摘 要：新課程標準中明確指出，高中生物教學應當將培養學生學科核心素養作為重點，其中生物實驗教學是學科體系中的一個重要構成模塊，并且也是提高學生核心素養的一條重要途徑。所以高中生物教師在開展實驗教學活動時，要立足于生物學科的特點、高中生的成長發展規律，從根源上打破傳統教育教學觀念的束縛，對教學方法進行創新，以學生生物學科核心素養的培育作為重點，持續強化學生的探究能力，從而改善高中生物實驗教學水平、提升高中生核心素養。基于此，本文圍繞核心素養下高中生物實驗教學工作進行了深入、全面的探析，以期為一線教育工作者提供有益參考。

關鍵詞：核心素養；高中生物；實驗教學；策略探究

核心素養是高中生成長發展過程中的一個必備素質，也是成為一名復合型人才的重要基礎，學生核心素養的培育成為教育工作的重點。實驗教學是加強學生理論聯系實際能力、鞏固學科知識的一個重要平臺，同時也是培養高中生核心素養的一條重要路徑。高中生物學是一門必修課程，實驗教學占據重要地位，學科通過參與各類實驗活動可以更加深入、全面地理解生物學方面的知識，探索生物現象[1]。近些年新課程改革工作穩步推進，關于生物實驗教學方面也提出了相對更加嚴格的要求，但是由于多方面因素的影響，在開展生物實驗教學工作的過程中，有關任課教師并未深刻認識到生物學科核心素養培育工作的重要性以及必要性，且所應用的教育教學方法也較為落后，導致整體教學效果不理想。因此，圍繞高中生物實驗教學中學生核心素養的培育進行研究具有重要意義。

一、生物學核心素養的內涵

生物核心素養主要是指在學習生物知識的過程中，學生應具備的可以順應時代趨勢、社會發展需求的品質以及關鍵能力，一般包含四個方面，具體為：其一是生命觀念，主要是指在開展生物教學活動時，引導學生樹立正確對待大自然的態度，使學生深刻、全面地理解生命的意義與價值；其二是理性思維，主要是指當學習生物學知識之后，學生可以具備一些核心能力，比如演繹與推理能力、創新能力、總結能力等；其三是科學探究，主要是指在生物學知識學習過程中，學生觀察、分析、提問或開展各類實驗活動等多種形式對生物學規律、生物學現象等進行研究，由此得出相應結論的一種能力；其四是社會責任，主要是指經過生物學知識學習之后，學生掌握可以對生活實際問題進行妥善處理的能力，并樹立堅定、正確的價值觀[2]。從嚴格意義上來講，生物核心素養是在生物學知識學習過程中日益積累而形成，其實質是問題處理能力、道德品質、價值理念等多方面的一種綜合體現，這四個方面密切相關、相輔相成，是高中生未來成長發展過程中所必備的一種素質。

二、核心素養下高中生物實驗教學應遵循的基本原則

新時代環境下，傳統生物實驗教學方法已經不能更好地滿足高中生核心素養培育工作需要以及時代發展趨勢，所以教師要對高中生物實驗教學方法進行創新、豐富教學內容，以便培養學生的核心素養，在此過程中一般需要遵循以下三項基本原則，具體為：

其一，科學性原則。高中生物實驗教學過程中，不但要求學生掌握理論知識，而且還要學生在此過程中鍛煉其實踐操作能力，基于此，教師要科學設計生物實驗，進而引導學生樹立嚴謹、務實的良好態度[3]。

其二，探究性原則。實驗不但是讓學生動手實踐以及操作的一個重要過程，并且還是強化學生思維能力、引導學生科學探究的重要方法，因此教師在對生物實驗進行設計時，要注重實驗的探究性以及開放性，引導、鼓勵學生在參與實驗活動時提出問題、分析問題、解決問題，進而加強學生的綜合能力。

其三，生活性原則。從嚴格意義上來講，生物學知識源自生活，又回歸于生活，所以教師在對生物實驗進行設計的過程中要注重引入與學生生活實際密切相關的案例以及現象，幫助學生利用生物學知識對生活問題進行高效化處理，從而培養學生的社會責任感，提升學生的核心素養[4]。

三、核心素養下高中生物實驗教學策略

（一）基于生物實驗講解生物概念，培養學生生命觀念

當針對生物學知識進行講解的過程中，教師可以通過生物實驗的形式為學生深入講解生物概念以及相關理論知識，由此培養學生的生命觀念，深化學生對于生命的認知、感悟，使學生在實驗演示過程中理解生命結構與功能、進化與適應性、物質與能力等基本概念，通過形象化、立體化、直觀化的感官教學來豐富學生的體驗感[5]。

比如，當針對“細胞的基本結構”開展實驗教學時，主要是為了讓學生了解細胞的基本架構、功能等，并獨立操作顯微鏡觀察中心體、線粒體、葉綠體等形態分布情況，然后在此基礎之上圍繞學生開展辯證唯物主義教育。在開始實驗教學之前，教師可以利用多媒體平臺播放一段關于智能化汽車生產車間的視頻，由此引導“細胞基本結構”方面的知識，引導學生深思人體細胞是否也與智能車間的各個工序一般忙碌且有序。首先，教師引導學生制作黑藻片細胞、人口腔上皮細胞的載玻片，通過顯微鏡分別對黑藻細胞葉綠體、口腔上皮細胞線粒體的具體分布形態，讓學生獨立操作整個過程，以便對于細胞形成初步認知。同時，教師在講解過程中，可以把人體看成一座房子，其中細胞就如同磚塊、門窗等基本材料，進而讓學生更加直觀地理解細胞的功能[6]。為了深化學生的認知，教師可以向學生進行提問，比如在人體肌肉中數量最多的細胞是什么？蝌蚪長大之后尾巴的消失是否與細胞有關等？通過對這兩個問題進行分析，可以讓學生了解不同細胞在人體中的功能并不相同，并結合生物課上所學的知識理解細胞的概念，以便更好地對生命的基本單位細胞的特性、結構、功能進行探索。最后，可以讓學生分享個人的實驗成果以及感悟，并以此為基礎引導學生探索生命的奧秘，深化學生關于生命的理解，從而培養學生的生命觀念。

（二）以問題為導向開展生物實驗教學，發展學生理性思維

當對學生的理想思維進行分析以及評判的過程中，具體標準是分析通過科學思維是否可以對生命規律、生物現象等進行總結歸納、演繹推理。在生物學科中，各類知識、理論、現象、規律等均是通過實驗探究而得，所以要發展學生的理性思維，引導學生以理性思維對各類生命問題、生命現象進行剖析，從而提高學生的核心素養[7]。

當針對“植物細胞的吸水與失水”開展實驗教學時，教師應當把發展學生理性思維作為關鍵，為學生設定多個問題，并引導學生進行深思，進而發展學生的理性思維。比如，實驗過程中的材料應當選用活細胞還是死細胞？實驗過程中選取洋蔥鱗片葉的外表皮還是應當選取洋蔥根尖？實驗過程中選擇紫色洋蔥還是白色洋蔥？在正式開始實驗之前，讓學生圍繞這些問題進行討論、分析，并大膽提出自己的觀點，然后再讓學生基于個人猜想以及觀點開展實驗，通過實驗的形式對個人猜想是否正確進行分析驗證。經過實驗分析之后，學生發現當對植物細胞吸水失水現象進行分析以及觀察的過程中，最佳的實驗材料為成熟的、活的，并且具備顏色的植物細胞，其中對于紫色的洋蔥鱗片外表皮具有紫色的花青素，所以可以更好地進行實驗觀察，實驗效果也相對更佳。當得出該方面實驗結論之后，教師可以繼續向學生發問，即實驗過程中選用哪一種試劑才可以更好地讓植物細胞進行吸水與失水，并讓學生通過實驗的方式驗證個人猜想，分析結論發現蔗糖溶液試劑的效果最佳。由此可見，以問題為導向開展生物實驗教學，可以讓學生通過實驗的形式對生命規律、生物問題進行演繹推理以及分析探究，有助于發展學生的理性思維。

（三）引導學生創新設計生物實驗，促進學生科學探究

當開展生物實驗教學的過程中，若想提高學生的核心素養，那么首先要加強學生的科學探究能力，即引導學生自主探究、分析生物現象、生物問題等。生物教師應當以教材內容為指導，根據高中生的學習特點以及成長規律，選用適宜的實驗教學方法，要求學生根據實驗步驟進行規范操作，由此加強學生的實踐動手能力。同時，要引導、鼓勵學生以原本的實驗活動為基礎自主創新一個新實驗，由此探索新的生物現象、生物學規律，從而加強學生的科學探究能力，幫助學生樹立正確的科學思維，提高學生的生物學核心素養。

比如，當針對“檢測生物組織中的還原糖、脂肪、蛋白質”開展實驗教學時，教材中的材料為大豆、花生，學生根據教材中的實驗步驟便可以順利完成實驗過程，并得出實驗結論，但是對于該種驗證性實驗而言，盡管可以幫助學生鞏固生物學知識，但是無法更好地培養學生的科學探究精神，所以教師要對實驗教學方法進行創新，即利用大豆、花生之外的材料開展實驗是否可以獲得同樣的實驗結論呢，比如玉米、大米等，在實驗課之前讓學生準備好實驗材料，然后按照實驗步驟進行操作，最后再對實驗結果進行總結歸納，如果學生的實驗失敗了，要與學生共同探析失敗的原因，引導學生進行自主思考、探索，由此幫助學生樹立科學探究精神。再比如，當針對“植物生長素的發現”開展實驗教學時，教師可以讓學生以達爾文等科學家的經典實驗為基礎，自主創新設計新實驗，調整光照強度、更換不同顏色光照等變量條件，由此對實驗結果進行歸納、梳理，通過該種形式不但可以幫助學生鞏固生物學知識，而且還可以加強學生的創新能力、科學探究能力[8]。

（四）將生物實驗教學與生活實際相關聯，增強學生社會責任

當開展高中生物實驗教學活動的過程中，教師還應當培養學生的社會責任感，而社會責任感也是提高學生核心素養的重要基礎。教師在對生物實驗進行設計的過程中，要注重對本地資源進行開發、利用，使學生在實踐過程中剖析社會問題、分析生命現象，引導學生利用生活學知識對社會問題進行處理，以便在推動社會發展過程中奉獻個人力量。

比如，當針對“生長素的生理作用”開展實驗教學時，教師可以讓學生分別利用不同濃度的生長素浸泡洋蔥根部，并對洋蔥根部的生長情況進行觀察、記錄，由此探索生長素的生理作用，分析生長素濃度、洋蔥生根數量之間的具體關系，明確生長素在促進生根方面的具體作用。通過對實驗數據以及結論進行歸納梳理之后發現，生長素濃度越高，那么洋蔥生長數量越多。同時，教師再讓學生利用不同濃度的生長素浸泡大葉黃楊枝條，由此分析生長素濃度與植物葉片、花朵等方面的關系，由此分析上一個實驗所得出的生長素生理作用規律是否普遍適用，并要求學生對實驗數據進行詳細記錄，總結歸納實驗結論。另外，教師還可以以該實驗為基礎為學生布置課后作業，即讓學生觀察當地農業生產方面是否存在生長素應用不合理的問題，并基于自身關于生長素生理作用的理解幫助農民解決農業生產方面的實際問題，由此增強學生的社會責任感，提高學生的核心素養。在這樣的教學活動中，學生不僅學習生物學知識，還能將理論與實際相結合，深入理解生長素在農業生產中的應用。通過分析當地農業中生長素使用的問題，學生能夠提出改進方案，實際參與到社會實踐中，從而培養他們解決實際問題的能力和社會責任感。

結束語

總而言之，在開展高中生物實驗教學時，教師要將學生核心素養的培養作為重點，積極探索核心素養培養、生物實驗教學之間的結合點，創新實驗教學方法、豐富實驗教學內容，進而提高整體教學質量。同時，教師要樹立堅定、正確的實驗教學理念，充分發揮學生在實驗教學中的主體地位，積極引入現代化技術對實驗室教學設備進行升級改造，充分激發學生關于生物實驗方面的積極主動性，推動學生由傳統的“要我實驗”轉變為“我要實驗”。另外，教師還應當立足于生物學科的特色，深入貫徹落實新課程改革理念，持續深化學生對于生物學的認知，注重加強學生核心素養的培育，從而促進學生全面化發展。

參考文獻

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[2]李苡萱，朱夏媛，歐婭，等.ADI教學模式在高中生物學實驗教學中的應用：以“調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”為例[J].教育與裝備研究，2023，39（9）：19-22.

[3]莫顯紅，孫麗瑤，岳凱平，等.基于學生創新思維培養的高中生物實驗教學改進[J].赤峰學院學報（自然科學版），2022，38（5）：99-104.

[4]葉克姣，陸興亮.ADI模式在高中生物實驗教學中的應用：以制作“探究酵母菌細胞呼吸方式”一體化實驗裝置為例[J].中學生物學，2023，39（5）：41-44.

[5]李曉蘭，郝帥晶，江會鵬，等.高中生物學科核心素養的發展歷程和趨勢研究：基于564篇碩士學位論文的內容分析[J].赤峰學院學報（自然科學版），2022，38（4）：43-46.

[6]張萍.生物學核心素養在高中生物實驗教學中的滲透策略[J].淮陰師范學院學報（自然科學版），2022，21（3）：266-268.

[7]李培青，郭軍英.指向學科核心素養的實驗教學：以“探究酶的特性”為例[J].實驗教學與儀器，2022，39（2）：22-23.

[8]黃艷.基于生物學學科核心素養的實驗教學：以“探究酶的特性”實驗為例[J].中學生物教學，2018（11）：70-72.