核心素養視角下的高中生物實驗教學策略探析

摘 要：本文從核心素養視角探析高中生物實驗教學策略，高中生物實驗教學在促進學生能力發展、實現立德樹人目標方面具有重要價值意蘊。此外，當前高中生物實驗教學存在目標定位與核心素養要求不符、內容設置與素養培養脫節、教學方法與素養發展不適應等問題。針對這些問題，提出在實驗教學中通過情境創設落實生命觀念、在設計環節融入科學思維、在實踐過程中滲透科學探究，以及將社會責任內化為教學的重要價值追求等教學策略。以期對改進高中生物實驗教學實踐，提升學生核心素養水平具有參考價值。

關鍵詞：高中生物；實驗教學；核心素養視角

在核心素養理念的引領下，高中生物實驗教學不僅承載著傳授知識的基礎功能，更具備著促進學生全面發展的深遠價值。通過實驗教學，學生能夠在具體情境中體驗科學探究的過程，逐步掌握科學思維的精髓，養成解決復雜問題的能力。同時，實驗教學的實踐性與開放性特點可以有效激發學生的學習興趣，促使其在動手操作中感悟生命科學的規律與魅力，內化科學精神與責任意識，進而實現知識、能力與價值觀的深度融合[1]。另外，教育的根本目標在于立德樹人，而實驗教學正是落實這一目標的重要途徑之一。通過將生命觀念、社會責任等核心素養要素滲透到教學過程中，學生不僅能夠加深對生命現象的理解，更能形成尊重自然、珍愛生命的價值觀念，為其人格健全和社會擔當奠定基礎。總之，當實驗教學以核心素養為導向時，其內容、方法與目標均需進行深度變革，以更好適應學生個性化發展與教育改革的需求，從而為新時期人才培養提供科學的路徑與實踐指引。

一、核心素養視角下高中生物實驗教學的價值意蘊

（一）促進學生能力發展

生物實驗教學作為高中教育的重要環節，在核心素養視角下，承載著培養學生多維能力的深遠意義。通過實驗操作，學生直接參與知識的構建過程，從而擺脫被動接受理論的局限，真正實現從“學會”到“會學”的轉變。再有，實驗教學以科學探究為核心，要求學生在提出問題、設計實驗、收集數據到得出結論的過程中，綜合運用觀察、分析、推理等能力。這一過程不僅鍛煉了學生的邏輯思維與創新意識，也強化了他們解決實際問題的綜合能力。同時，實驗教學強調對錯誤的反思和改進，這種反思性實踐是學生批判性思維能力提高的重要途徑。此外，實驗中對精確性和規范性的要求，使學生逐步形成嚴謹求實的工作態度和科學素養[2]。尤其在復雜實驗任務中，學生需要綜合運用跨學科知識，提升了知識遷移和應用能力，真正體現了核心素養的內涵。因此，生物實驗教學通過系統性和實踐性相結合，為學生能力的全面發展提供了強有力的支持。

（二）實現立德樹人目標

生物實驗教學在傳授知識的同時，蘊含著深刻的育人價值，其目標不僅在于培養學生的科學素養，更在于塑造健康的價值觀和責任意識。通過實驗教學，學生在探索生命現象和自然規律時，逐漸領悟到科學精神的真諦，包括求真務實的態度、勇于質疑的精神以及對生命世界的敬畏。與此同時，實驗教學所展現的生物多樣性和生態平衡，激發了學生的倫理意識和社會責任感，使其在實踐中形成尊重生命、保護環境的情感認同。最后，實驗教學還通過團隊協作的形式，培養學生的合作意識與擔當精神，幫助他們理解個體與集體的關系，在互助中學會包容與共。這種價值觀的塑造不僅限于科學層面，更融入了對自然、社會和自身的深刻理解，體現了教育的育人本質。因此，生物實驗教學作為立德樹人的重要載體，不僅實現了科學教育與道德教育的有機融合，也為學生的全面發展奠定了堅實的思想基礎[3]。

二、核心素養視角下高中生物實驗教學現狀

（一）實驗教學目標與核心素養要求的差距

高中生物實驗教學的目標與核心素養要求之間的差距集中體現在教學目標的單一性和局限性上。當前部分實驗教學的目標通常圍繞知識點的驗證與技能操作展開，過度強調實驗結果的準確性，而忽視了學生在實驗過程中科學思維能力、問題探究能力和創新精神的培養。這種目標取向更多服務于以往應試教育需求，難以契合核心素養對學生綜合能力與科學素養的全面提升。特別是在核心素養框架下，生物實驗教學不僅應關注知識的掌握，還需引導學生理解科學研究的過程，形成科學的質疑精神與探究意識。然而，現階段實驗教學目標往往忽略了對學生思維深度、科學態度及社會責任感的引導與培養，導致教學目標偏離了核心素養發展的方向，制約了部分學生的全面成長。這種目標與核心素養之間的差距需要在教學理念上進行深層次的調整，以更好地滿足現代生物學教育的需求。

（二）實驗教學內容與核心素養培養的脫節

實驗教學內容在設計上與核心素養培養的要求脫節，已成為制約教學效果的重要問題。具體來說，現有實驗內容以驗證性實驗為主，強調重復性和規范性，忽視了對學生自主探究能力和創新意識的培養。這種內容選擇往往缺乏開放性和挑戰性，無法充分激發部分學生的學習興趣和學科理解能力。此外，部分實驗內容更新速度滯后于生物學科的發展，未能將現代生物學的新技術、新發現融入教學實踐，致使個別學生難以感受到學科的前沿性與現實關聯[4]。核心素養要求學生在實驗中形成跨學科的綜合思維能力，但傳統實驗內容的單一性和局限性使得部分學生缺乏從不同角度分析和解決生物學問題的機會，無法真正實現知識與實踐的深度融合。

（三）實驗教學方法與核心素養發展的不適應

實驗教學方法的傳統性與核心素養發展的現代需求之間的不適應，已經成為高中生物實驗教學改革的重要挑戰。現階段部分實驗教學方法多以教師主導、學生被動操作為主要特征，教學過程強調實驗步驟的規范執行與結果的正確獲取，而忽視了對學生探究過程的引導和思維方式的啟發。這種方法限制了部分學生在實驗中的自主性和創造性，使學習過程變得機械化，缺乏深度思考和靈活運用的空間。此外，信息技術和多樣化教學工具的應用尚未得到充分開發，部分現代化教學手段在實驗中的作用往往流于形式，未能真正服務于學生核心素養的發展。核心素養視角下，實驗教學方法應更加注重啟發性和互動性，通過引導學生自主設計實驗、分析數據、解決實際問題，培養其科學探究能力和創新意識。然而，目前教學方法的滯后性和單調性使得實驗教學難以激發部分學生的學習潛能，也無法充分滿足核心素養發展對教學方法的多樣化要求。

三、核心素養視角下的高中生物實驗教學方法

（一）將生命觀念落實到實驗教學的情境創設

在生物實驗教學中，生命觀念的落實需要通過精準的情境創設，將抽象的生命本質轉化為學生可感知的具體問題。情境的設計不僅要體現生物學科的核心概念，還應突出生命系統的整體性、動態性與多樣性等，幫助學生在情境中理解生命活動的復雜規律。此外，有效的情境創設需要深度挖掘真實生命現象背后的科學原理，以故事化、問題化和關聯化的方式激發學生的認知興趣和情感共鳴。同時，情境需要契合學生的認知水平，引導他們在探索生命現象中形成科學的生命觀和價值觀。通過情境創設，學生能夠從實驗中感悟生命的尊嚴與意義，進而在理論與實踐相結合中加深對生物學核心概念的理解。例如，在“細胞的衰老和死亡”教學中，教師先可以為學生提供兩組植物葉片樣本，一組為新鮮葉片，另一組為經過處理的衰老葉片，并要求學生通過顯微鏡觀察細胞結構的變化，重點比較細胞質流動性、染色體形態及細胞膜完整性。同時，教師可以引導學生結合實驗現象思考：細胞衰老是否會影響整個器官的功能？這一過程中，學生們可以通過對比實驗主動發現細胞衰老的特征，并從微觀層面認識到個體生命的有限性來源于細胞的衰老與死亡。為了深化生命觀念的滲透，教師還可以引導學生討論衰老的生物學意義，如細胞凋亡在個體發育與維持內環境穩定中的作用，讓學生從科學視角領悟生命現象的動態平衡與自然規律，從而在實驗中逐步形成對生命的敬畏與珍視。

（二）將科學思維融入實驗教學的設計環節

實驗設計環節應以學生科學思維的培養為核心，注重引導學生識別問題、定義變量、推理假設并設計驗證方案的全過程。在此過程中，實驗設計不僅要呈現科學現象，還需為學生提供思維加工的空間，使他們能夠圍繞實驗目標展開系統化的分析與推導。再有，科學思維的滲透還要求實驗設計注重開放性與探究性，讓學生在設計、驗證和修正實驗方案的過程中不斷深化對科學方法的理解[5]。通過這樣的設計，學生不僅能夠掌握實驗技能，還能夠在分析與歸納中形成科學的思維方式。例如，在“細胞器之間的分工合作”教學中，教師可以向學生提出問題：“線粒體和葉綠體如何實現物質和能量的協作？”并提供植物細胞培養液及相關試劑，要求學生基于已有知識構想實驗步驟。學生在小組討論中可以提出假設，如“葉綠體通過光合作用產生的葡萄糖為線粒體提供能量代謝的基質”，并設計實驗驗證該假設，包括對比光照與黑暗條件下細胞中ATP含量的變化。教師在此過程中可以鼓勵學生思考如何設置對照組、控制變量，并以科學邏輯分析可能出現的結果，引導學生從實驗設計到假設驗證的全過程中逐步掌握科學思維的結構化方法，深刻理解細胞器協作的復雜性與精準性。

（三）將科學探究滲透到實驗教學的實踐過程

科學探究的核心是實踐，而實驗教學則是培養學生探究能力的重要載體。在實驗教學中，科學探究需要貫穿問題提出、假設建構、數據獲取與結果分析的全過程。學生通過親身參與實驗操作，可以由淺入深地體驗科學探究的邏輯與過程，從而在實踐中提升問題解決能力和創新思維。并且，實驗教學的實踐環節需要注重學生探究能力的分層培養，既要提供明確的實驗目標，也要預留足夠的自由度以激發探究潛能。在這一過程中，學生通過反復嘗試、分析偏差和修正方案，逐步形成科學探究的意識與能力。科學探究的滲透最終可以幫助學生建立起實驗現象與科學理論之間的聯系，在實踐中實現知識與能力的內化。例如，在“酶的特性”教學中，教師可以為學生提供過氧化氫酶溶液及多種實驗條件（不同溫度、pH值等），并設問：“酶的活性是否受到環境因素的影響？如果是，具體表現如何？”引導學生根據問題設計操作步驟，如測量不同溫度下產生氣泡的速率以反映酶活性，并在實驗操作中記錄數據和現象。實驗過程中，教師需要及時指導學生在變量控制與數據記錄方面保持嚴謹，并鼓勵他們對異常現象進行合理推測和補充實驗驗證。在實驗結束后，教師可以組織學生討論數據變化的原因，并結合酶的分子特性分析實驗結果的科學性，進而幫助學生構建起完整的科學探究過程，強化其在實驗中解決問題的能力。

（四）將社會責任內化為實驗教學的價值追求

實驗教學的價值不僅在于知識的傳遞，更在于培養學生的社會責任感和人文關懷。通過實驗教學，學生可以深入理解生物學知識與社會現實的緊密聯系，認識到科學技術在解決生態、健康和倫理問題中的關鍵作用。這種價值追求要求實驗教學關注社會熱點問題，結合實際案例將科學探究與社會需求相鏈接，使學生在實驗中感悟科學對社會福祉的貢獻。另外，實驗教學還需要引導學生關注實驗過程中的倫理規范和環境保護，促使他們在實驗實踐中形成責任意識和可持續發展觀念。最終，社會責任的內化將使學生在追求科學真理的同時，將個人價值與社會需求緊密結合，推動其全面發展。例如，在“光合作用的原理和應用”教學中，教師可以設置情境：“在有限的耕地資源中，如何通過調控光照提高糧食產量呢？”隨后，引導學生在實驗中測定不同光強下植物光合速率的變化，并結合實驗數據分析光合作用效率的影響因素。在結果討論時，教師可以進一步引導學生思考如何利用實驗結果指導農業實踐，如通過合理調整種植密度或使用人工光源優化光合作用效率，從而提高農業產量。通過實驗教學，學生不僅能夠理解光合作用的機制與規律，更能夠認識到科學技術在解決糧食安全等社會問題中的意義，逐步形成對社會責任的深刻認同，將實驗價值從學科內延伸到社會層面。

結束語

綜上，核心素養視角下的高中生物實驗教學，不僅關注學生科學探究能力的提升，更注重思維品質與實踐能力的高度融合。基于實驗情境的教學設計，促使學生在探索過程中主動建構知識體系，發展邏輯推理與創新意識，同時內化科學態度與價值觀。這一教學策略有效突破學科邊界，將學科知識轉化為綜合能力，為學生適應未來的多維挑戰奠定基礎。此外，實驗教學的情境真實性與方法多樣性進一步提升了學習的深度與廣度，使生物學科成為學生綜合素養發展的重要載體，從而助力教育改革走向縱深。

參考文獻

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[3]寇勇，熊連翔，陳顯君.核心素養下的高中生物學實驗教學策略[J].中學生物教學，2021（2）：51-52.

[4]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，2022，7（21）：92-94.

[5]徐興倫.基于核心素養視角下高中生物實驗教學探析[J].環球慈善，2022（11）：259-261.