基于核心素養(yǎng)高中生物實(shí)驗(yàn)高效教學(xué)模式初探

張澍斌

摘 要：在深化課程改革，加快“核心素養(yǎng)體系”建設(shè)的背景下，如何使高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式更有效是高中生物教學(xué)的重要研究課題。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式以“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”和“探究性實(shí)驗(yàn)”為主，這兩種實(shí)驗(yàn)各有特點(diǎn)，教師都需要完成小組學(xué)習(xí)的組織，重視激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保證探索能力的提升，同時(shí)在總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的過程中進(jìn)一步探索全新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的全面拓展。本文分析了當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中存在的問題，提出了高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，總結(jié)了高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的拓展方向。

關(guān)鍵詞：高中生物；實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式；拓展

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，在生物學(xué)中，每個(gè)概念的建立，每個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)，都有其堅(jiān)實(shí)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。因此高中生物教學(xué)要重視實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降囊?guī)劃，不斷拓展實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論。筆者在分析當(dāng)前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式中存在的問題基礎(chǔ)上，提出了高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，并對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的拓展進(jìn)行初探。

1 制約高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式有效性的影響因子

在《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中明確指出，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)施是高中生物課程改革的重要環(huán)節(jié)，同時(shí)也是提升學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑。特別是在新課程改革的過程中很多教師都轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)教學(xué)觀念，充分認(rèn)識(shí)到生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性，但在具體的實(shí)驗(yàn)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)方面卻仍缺乏有效的教學(xué)模式。具體表現(xiàn)在：第一，由于教學(xué)任務(wù)重、教學(xué)時(shí)間緊、實(shí)驗(yàn)器材不足等問題，在實(shí)際開展的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師仍普遍按照書中已有的實(shí)驗(yàn)步驟或提示進(jìn)行相關(guān)“實(shí)驗(yàn)探究”，使本應(yīng)讓學(xué)生親自參與、體驗(yàn)的環(huán)節(jié)被省略了。讓本應(yīng)該是實(shí)驗(yàn)課主角的學(xué)生變成了配角，老師反而成了主角[ 1 ]。這樣的教學(xué)模式，盡管教師在課堂上順利完成了教材中的各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)，而且實(shí)驗(yàn)過程表面也很熱鬧。但是新課程標(biāo)準(zhǔn)所要求的實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)教學(xué)目標(biāo)難以實(shí)現(xiàn)，需要通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)來培養(yǎng)學(xué)生的各種能力也無法落到實(shí)處，學(xué)生核心素養(yǎng)的構(gòu)建也就無從談起。教師必須要明白：實(shí)驗(yàn)課既要讓學(xué)生體驗(yàn)到生物學(xué)的趣味，也要注意讓學(xué)生了解生物是個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科。所以實(shí)驗(yàn)課很重要，既要滿足他們的好奇心，也要完成教學(xué)計(jì)劃。第二，課堂教學(xué)過程中教師對(duì)實(shí)驗(yàn)的組織過于簡單，沒有考慮到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)與其他課堂教學(xué)模式的不同，仍然按照常規(guī)課來安排活動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)過程中無法讓每個(gè)學(xué)生都積極參與其中，最終導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)活動(dòng)流于形式。學(xué)生無法在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)和實(shí)驗(yàn)課堂上掌握實(shí)驗(yàn)技能，并形成熟練的知識(shí)運(yùn)用能力，為了轉(zhuǎn)變這個(gè)狀況必須探索出切實(shí)可行的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

2 高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式分析

2.1 驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指在初步了解研究對(duì)象的基礎(chǔ)上，對(duì)其形成一定認(rèn)識(shí)或提出某種假說，為驗(yàn)證這種認(rèn)識(shí)或假說正確與否而開展的一種實(shí)驗(yàn)。這種教學(xué)模式特別適合高中課堂，因?yàn)楦咧姓n堂上學(xué)生學(xué)習(xí)了很多已經(jīng)有結(jié)論的生物學(xué)理論和知識(shí)，這些知識(shí)內(nèi)容的驗(yàn)證都需要通過生物實(shí)驗(yàn)來完成。目前，設(shè)計(jì)驗(yàn)證性生物實(shí)驗(yàn)的模式程序包括：第一步，教師指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。教師要明確教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)小組，重點(diǎn)講解生物實(shí)驗(yàn)的要點(diǎn)，并適當(dāng)操作示范。第二步，小組進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分組完成實(shí)驗(yàn)，獲取小組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)比分析，得出自己的結(jié)論。第三步，教師評(píng)講，歸納總結(jié)，并對(duì)優(yōu)秀的小組進(jìn)行獎(jiǎng)勵(lì)。

案例：《顯微鏡的使用》實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

教師活動(dòng)：指導(dǎo)回憶顯微鏡構(gòu)造的書本知識(shí)，請(qǐng)同學(xué)們回答出所知道的對(duì)顯微鏡的了解。

學(xué)生回答。

教師活動(dòng)：演示顯微鏡的使用方法。提出問題：請(qǐng)各小組自己用顯微鏡觀察標(biāo)本，然后寫出顯微鏡使用的注意事項(xiàng)[ 2 ]。

學(xué)生活動(dòng)：分組完成顯微鏡觀察樹葉細(xì)胞的實(shí)驗(yàn)，得出各小組結(jié)論。

教師活動(dòng)：進(jìn)一步觀察洋蔥表皮細(xì)胞，請(qǐng)同學(xué)們注意顯微鏡的正確使用（一移二轉(zhuǎn)三調(diào)），能觀察到洋蔥表皮細(xì)胞，注意中央液泡的大小并指出原生質(zhì)層的相應(yīng)位置。

學(xué)生活動(dòng)：分組完成任務(wù)，得出各小組結(jié)論。

教師活動(dòng)：獎(jiǎng)勵(lì)表現(xiàn)好的小組，請(qǐng)小組發(fā)言人進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)介紹，總結(jié)小組成功的原因。

從這個(gè)案例之中可以看出，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中學(xué)生往往缺乏興趣，因?yàn)閷W(xué)生認(rèn)為很多結(jié)論書本上已經(jīng)有了，為了解決這個(gè)問題，教師必須在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的過程中讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)通過實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，能夠探索出書本中沒有詳細(xì)介紹的現(xiàn)象，面對(duì)眾多的實(shí)驗(yàn)結(jié)論要有總結(jié)、分析、概括的能力。

2.2 探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)是指學(xué)生在未知實(shí)驗(yàn)結(jié)果的情景下，通過教師引導(dǎo)和配合，使學(xué)生運(yùn)用自己已有生物知識(shí)及實(shí)驗(yàn)技能，自己實(shí)驗(yàn)、探索、分析、研究得出結(jié)論，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行交流的一種實(shí)驗(yàn)形式。實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師應(yīng)多開展探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)，課題選擇以與生活聯(lián)系密切的、學(xué)生有興趣的、愿意且可以探究的問題材料。以實(shí)物、圖片、多媒體動(dòng)畫、文本文件等為課題研究載體，精心組織課堂教學(xué)內(nèi)容，學(xué)習(xí)方式以教師引導(dǎo)、學(xué)生講解、自主相互討論和辯論等為主[ 3 ]。

案例：證明哪種溫度是淀粉酶的反應(yīng)最適溫度

教師活動(dòng)：提出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，請(qǐng)學(xué)生以小組為單位進(jìn)行討論，確定探究課題、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模岢鰧?shí)驗(yàn)假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。

學(xué)生活動(dòng)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行相關(guān)操作，填寫學(xué)案或?qū)嶒?yàn)報(bào)告。同組成員互相指出不正確的實(shí)驗(yàn)操作；對(duì)不同小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較、分析討論并相互評(píng)價(jià)各小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

教師活動(dòng)：進(jìn)行巡視，解答學(xué)生的疑問。在學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)結(jié)束時(shí)， 請(qǐng)他們深入研究溫度對(duì)生物實(shí)驗(yàn)的影響。

學(xué)生活動(dòng)：拓展學(xué)習(xí)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)。

探究性實(shí)驗(yàn)是通過實(shí)驗(yàn)來回答一個(gè)感興趣的問題，激發(fā)學(xué)生的好奇心，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與探究過程。當(dāng)教學(xué)進(jìn)入認(rèn)知形成階段時(shí)，課堂教學(xué)可以再次回歸小組交流心得、形成小組意見、小組代表闡釋、教師組織引導(dǎo)，進(jìn)而形成統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。這樣不但有利于教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，也有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)。此外在探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師還可以引導(dǎo)并鼓勵(lì)學(xué)生在已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)背景下，將探究繼續(xù)。如繼續(xù)深入研究或翻轉(zhuǎn)已掌握的知識(shí)，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，將探究性實(shí)驗(yàn)方案重新設(shè)計(jì)，使課堂教學(xué)得以不斷延伸放大[ 4 ]。由此可見探究性的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式既可以充分體現(xiàn)了教學(xué)的雙邊互動(dòng)，讓課堂生機(jī)盎然，又確保課堂教學(xué)的高效性，生物核心素養(yǎng)的構(gòu)建也就水到渠成了。

3 高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的拓展

從上面的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式分析可以看出有效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式既能培養(yǎng)學(xué)生能力，又能激發(fā)學(xué)生興趣。但是為了更好地完成高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須要更進(jìn)一步地拓展實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ健?/p>

3.1 嘗試開放生物實(shí)驗(yàn)室

生物教學(xué)模式的改革目前還局限于在課堂這個(gè)領(lǐng)域。教學(xué)模式的更新必然帶來了新的理念，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)從傳統(tǒng)的課堂、教室這有限的空間里面徹底超越出來，走向更高、更廣、更大的領(lǐng)域。生物實(shí)驗(yàn)室的開放內(nèi)容和范圍應(yīng)嚴(yán)格按照“因材施教、因人而異、實(shí)效第一”的原則，根據(jù)學(xué)生層次和要求的不同，確定開放內(nèi)容和范圍。內(nèi)容和范圍包括：設(shè)計(jì)性、綜合性和研究性實(shí)驗(yàn)；小發(fā)明、小制作、小論文等課外科技活動(dòng)實(shí)驗(yàn)[ 5 ]。倡導(dǎo)學(xué)生自擬探究課題，激勵(lì)學(xué)生參與教師研究的課題，嘗試解決科學(xué)探究和生產(chǎn)實(shí)踐問題。學(xué)校為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)拓展目標(biāo)，也要結(jié)合自身學(xué)校特色，整理實(shí)驗(yàn)室相關(guān)材料，初步設(shè)定實(shí)驗(yàn)室開放方案和管理內(nèi)容，組織管理人員進(jìn)行培訓(xùn)使用，組織學(xué)生小規(guī)模測(cè)試，培養(yǎng)學(xué)生自主實(shí)驗(yàn)的能力。

3.2 讓生物實(shí)驗(yàn)活動(dòng)信息化

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)手段發(fā)展的飛速發(fā)展，信息技術(shù)手段在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用已經(jīng)越來越引起人們的高度重視。通過信息技術(shù)手段的引入，讓信息技術(shù)與課程有機(jī)結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)教學(xué)模式的改變，讓課堂教學(xué)更有趣、更直觀、更有效。實(shí)驗(yàn)是高中生物學(xué)科教學(xué)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程是讓學(xué)生自己動(dòng)手，收集、處理信息并獲得新知識(shí)，提升自身科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力的有效途徑，與信息技術(shù)有著共同點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ酵卣惯^程中，教師可以以一個(gè)單元計(jì)劃的設(shè)計(jì)為主，組織學(xué)生學(xué)習(xí)。

案例：《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》單元學(xué)習(xí)

教師活動(dòng)：列舉水體污染問題，如工廠車間的廢氣排放；沿海灘涂對(duì)蝦養(yǎng)殖中大范圍死蝦；近年來農(nóng)村地區(qū)麻雀及灰喜鵲數(shù)量減少等現(xiàn)象。請(qǐng)同學(xué)分析這些問題。

學(xué)生活動(dòng)：通過網(wǎng)上查尋和搜集相關(guān)的資料或報(bào)道，并認(rèn)真地分析討論。

教師活動(dòng)：檢查各小組的討論結(jié)論，請(qǐng)同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)探索實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的結(jié)論。

學(xué)生活動(dòng)：設(shè)計(jì)相關(guān)的探索性來驗(yàn)證自己的結(jié)論。

總之，在拓展實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ降倪^程中，教師要保證學(xué)生探索的知識(shí)不再是單一的、機(jī)械性的結(jié)論性知識(shí)點(diǎn)，而是既包括知識(shí)的來源、發(fā)展、內(nèi)涵、內(nèi)在關(guān)系和價(jià)值取向，也包括一些方法論和創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)等自主構(gòu)建起來的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。從而抓住知識(shí)的本質(zhì)特征，更有利于發(fā)現(xiàn)問題的關(guān)鍵，靈活有效地解決問題 [ 6 ]。

綜上所述，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式以“驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)”和“探究性實(shí)驗(yàn)”為主，這兩種實(shí)驗(yàn)各有特點(diǎn)，教師都需要完成小組學(xué)習(xí)的組織，重視激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，保證探究能力的提升，同時(shí)在總結(jié)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的過程中進(jìn)一步探索全新的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?，?shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的全面拓展。

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