陜西
在近幾年的教育領域中,“核心素養(yǎng)”一定算是一個熱門詞匯。學生發(fā)展核心素養(yǎng),主要指學生應具備的,能夠適應終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關鍵能力。新一輪的課程改革將以發(fā)展學生核心素養(yǎng)為出發(fā)點和最終目標,因此未來的高考和學業(yè)水平考試必將與課程改革的目標統(tǒng)一起來,而生物學核心素養(yǎng)是學生核心素養(yǎng)的重要組成部分,筆者在授課過程中以高中生物課程中的實驗教學為重要抓手,可以有效地發(fā)展學生核心素養(yǎng),有助于立德樹人。
經(jīng)過近十幾年的課程改革,素質(zhì)教育取得明顯成效,但隨著社會的發(fā)展也暴露出一些不足,例如課程教材的系統(tǒng)性、適宜性不強;不同學段的課程目標有機銜接不暢;學生欠缺社會責任感、創(chuàng)新精神以及實踐能力較為薄弱等問題,因此進一步豐富素質(zhì)教育的內(nèi)涵,建立新的課程體系和評價標準,樹立科學的教育質(zhì)量觀勢在必行。教育部在2016年9月13日公布的《中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)》中提出要發(fā)展學生的六大核心素養(yǎng)。研究學生發(fā)展核心素養(yǎng)是落實立德樹人根本任務的一項重要舉措,學生發(fā)展核心素養(yǎng)是一套經(jīng)過頂層系統(tǒng)設計的育人目標框架,也是適應世界教育改革發(fā)展趨勢、提升我國教育國際競爭力的迫切需要。
生物學作為重要的自然學科,生物學核心素養(yǎng)是核心素養(yǎng)的重要組成部分之一,它主要由四個要素組成:生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任,這四個要素是一個統(tǒng)一的整體。生命觀念是生物學核心素養(yǎng)的基礎和支柱,生命觀念的形成過程離不開科學思維和科學探究;科學思維和科學探究互為依托,科學思維是科學探究的重要內(nèi)涵,科學探究是科學思維的實證過程;而學生在形成生命觀念、進行科學思維和科學探究的過程中,最終會形成一定的社會責任意識。
高考不只是一種選拔人才的機制,更是評價教師教學質(zhì)量的重要手段。每年精挑細選的高考題都能很好地反映出不同考生的素養(yǎng)差異。因此,教師深入研究高考題是實行好課堂變革,指導學生發(fā)展的重要方式之一,以下是筆者對2018年高考全國卷理綜生物實驗題材試題的匯總分析(如表1)。
表1
從以上匯總分析可發(fā)現(xiàn),2018年三套全國理綜試卷生物試題70%左右的內(nèi)容是以實驗為載體來考查的,著重考查學生的實驗設計能力和實驗探究能力,注重“雙基”,突出主干知識。這類試題具有注重學科內(nèi)知識的聯(lián)系和適度綜合,關注生命過程的本質(zhì),考查學生科學思維的靈活性等特點,其題材、內(nèi)容和設問角度均是生物學核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn),這也為一線老師的備考提供了方向。
生物實驗大多來源于生產(chǎn)生活,是學生十分感興趣的題材,生物學作為一門自然學科更是離不開科學實驗探究。要使學生將學科知識轉(zhuǎn)化為學科素養(yǎng),離不開特定情境的創(chuàng)設。教師通過課前精心設計實驗問題情境,還原科學發(fā)現(xiàn)場景,激發(fā)學生科學思維,使學生在特定情境和具體目標的指引下,通過分析、理解、歸納等達成目標;通過直接經(jīng)驗讓學生有更深刻的體驗;通過設計實驗過程培養(yǎng)學生的實踐創(chuàng)新素養(yǎng);從科學發(fā)展史中體會科學家的聰明才智和無私奉獻精神,使學生形成良好的文化底蘊和基本的生命觀念;在認同科學技術(shù)能改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活的過程中,形成必要的社會責任。還可以使學生參與到一定的社會活動中,并能理解和解釋身邊的生命現(xiàn)象,從而更好地適應社會的發(fā)展。因此,抓好生物實驗教學是學生發(fā)展核心素養(yǎng)的有效途徑。
《課程標準》是教師做好生物教學的有效依據(jù)。教師對于教材中明確列出的實驗一定要充分重視,通過創(chuàng)設情境讓學生參與各項實驗活動,理解其中的實驗原理。對于課本上的實驗步驟只是一個參考,教師可以指導學生另辟蹊徑來探究實驗過程,通過實驗思路、步驟設計、數(shù)據(jù)收集及處理分析、結(jié)果和結(jié)論的歸納的練習,來培養(yǎng)學生實踐創(chuàng)新素養(yǎng),使其將已形成的生物學素養(yǎng)遷移至新情境中去綜合運用和解決新的問題,讓核心素養(yǎng)在一次次的運用中得到發(fā)展。
下面筆者以實驗“綠葉中色素的提取和分離”的復習為例:
該實驗是課本中一個非常重要的實驗,由于色素是光合作用的必要條件之一,光合作用又是歷年高考的“重頭戲”,因此在復習時,讓學生在理解實驗原理、弄清楚方法步驟的基礎上,深入挖掘與此有關的潛在知識,并以此來提升學生的遷移運用能力是完全可行的。以下是筆者對于光合作用實驗有關知識點的匯總和分析(如表2)。
表2
續(xù)表
除了課本中單獨的實驗,在高中生物課本中的經(jīng)典實驗也有很多,如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、孟德爾豌豆雜交實驗、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗、生長素的發(fā)現(xiàn)等,這些實驗凝集了無數(shù)科學家的智慧和汗水,蘊藏著極為豐富的科學思想和方法技術(shù),值得師生認真學習、深刻領會。教師要善于挖掘教材中的命題素材,引導學生運用生物學原理進行思考,提高學生解決問題的能力。
下面筆者以“光合作用的發(fā)現(xiàn)”為例來加以說明(如表3):
表3
續(xù)表
實驗探究能力的提高不是短期能夠?qū)崿F(xiàn)的,核心素養(yǎng)的發(fā)展更是如此,需要經(jīng)歷系統(tǒng)訓練才能達到。教師在實驗教學中一定要引導學生多動腦、動口、動手,多交流,培養(yǎng)學生的批判質(zhì)疑精神,勇于創(chuàng)新,并堅持科學訓練與循序漸進相結(jié)合,使學生由易到難、由簡單到復雜地認識規(guī)律,逐步提高實驗能力。
下面筆者以2018年高考全國卷Ⅰ第31題為例來說明:
(2018年,全國卷Ⅰ,第31題)為探究不同因素對尿量的影響,某同學用麻醉后的實驗兔進行不同的實驗,實驗內(nèi)容如下:
a.記錄實驗兔的尿量(單位:滴/分鐘)。
b.耳緣靜脈注射垂體提取液0.5 mL,記錄尿量。
c.待尿量恢復后,耳緣靜脈注射20%葡萄糖溶液15 mL,記錄尿量。取尿液做尿糖定性實驗。
回答下列問題:
(1)該同學發(fā)現(xiàn),與a相比,b處理后實驗兔尿量減少,其主要原因是________________________________________。
(2)c處理后,腎小管腔內(nèi)液體的滲透壓會升高,實驗兔的尿量會___________。取尿液加入斐林試劑做尿糖定性實驗出現(xiàn)磚紅色,說明尿液中含有_____________ 。
(3)若某實驗兔出現(xiàn)腹瀉、尿量減少現(xiàn)象,導致尿量減少的主要原因是血漿滲透壓升高,刺激了存在于______的滲透壓感受器,從而引起尿量減少。
【答案】(1)垂體提取液中含有抗利尿激素,促進腎小管和集合管重吸收水 (2)增加 葡萄糖(3)下丘腦
【分析】該題表面是考查水鹽平衡調(diào)節(jié)、血糖平衡調(diào)節(jié)的具體知識,實際上是考查考生通過學習課本水鹽平衡、血糖平衡調(diào)節(jié)模型,培養(yǎng)學生建立模型的思維習慣,以及提升學生探究實驗能力水平,屬于對生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任素養(yǎng)的綜合考查。本題的課本依據(jù)是水鹽平衡調(diào)節(jié)、血糖平衡調(diào)節(jié)和還原糖的鑒定,但不拘泥于課本,通過設置“某同學用麻醉后的實驗兔進行不同的實驗,探究不同因素對尿量的影響”這一情景考查學生的實驗綜合素養(yǎng),考生需要馬上聯(lián)想到平時所學的相關知識。題干中給出了探究實驗的一般步驟,讓考生根據(jù)此過程綜合分析、推理結(jié)果,并以簡潔準確的語言做出合理的解釋。(1)通過a、b組操作對比,需要考生想到垂體提取液與尿量的聯(lián)系,進而想到與抗利尿激素對水重吸收的影響有關。(2)靜脈注射20%葡萄糖溶液15 mL,導致血糖濃度高于正常水平,過多血糖要排出體外,必然會帶走大量水分,導致尿量增加,尿液中的葡萄糖屬于還原糖,用斐林試劑檢驗可呈現(xiàn)磚紅色。(3)實驗兔出現(xiàn)腹瀉導致大量水和鹽的丟失,使血漿滲透壓升高,從而刺激位于下丘腦的滲透壓感受器,使得抗利尿激素的合成量和分泌量增加,進而促進腎小管集合管對水的重吸收,導致尿量減少。
生物實驗教學評價是促進學生成長、教師專業(yè)發(fā)展和提高教學質(zhì)量的重要手段。評價機制的設定要基于核心素養(yǎng),結(jié)合生物實驗教學課的特點,其目的是為了更好地促進學生核心素養(yǎng)的發(fā)展,因此需要構(gòu)建一種多元的評價模式。評價不僅要重視學生對生物學知識的理解與技能的掌握,還要重視對學生設計創(chuàng)新能力的評價;不僅要充分重視學生的主體地位,還要重視學生情感、態(tài)度與價值觀的形成和發(fā)展。評價的手段也要靈活多樣,評價用語要準確得體、生動豐富、機智巧妙、詼諧幽默、獨特創(chuàng)新等,總之要充分發(fā)揮教學評價的激勵和發(fā)展性作用。