核心素養(yǎng)視角下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)

【摘 要】本文論述核心素養(yǎng)視角下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐策略，提出教師要在實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)方法、實(shí)驗(yàn)技巧等方面展開深入研究，并發(fā)揮主導(dǎo)作用，做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案、科學(xué)組織實(shí)驗(yàn)操作程序、發(fā)動學(xué)生展開實(shí)驗(yàn)討論總結(jié)，給學(xué)生帶來更多的學(xué)習(xí)啟示，為學(xué)生順利進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)創(chuàng)造良好條件。

【關(guān)鍵詞】高中生物 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 核心素養(yǎng)

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2021）34-0064-02

高中生物學(xué)科的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有很多，在組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)時，因?yàn)槭艿揭恍┛陀^因素的制約和影響，很多實(shí)驗(yàn)難以如期展開，給學(xué)生帶來了多方面的不良影響。在新課程改革大背景下，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)早已成為一種共識，加強(qiáng)生物學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革勢在必行。教師要精心進(jìn)行實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)組織、實(shí)驗(yàn)討論，在不同環(huán)節(jié)中展開創(chuàng)新探索，為學(xué)生提供更多操作的機(jī)會，讓學(xué)生在實(shí)踐過程中建立學(xué)科認(rèn)知能力。

一、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備，啟動學(xué)生觀察思維

實(shí)驗(yàn)教學(xué)有不同的組織環(huán)節(jié)，教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)方案設(shè)計(jì)時，要對實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)器具、實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)場地等內(nèi)容進(jìn)行重點(diǎn)分析和準(zhǔn)備，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌_展。生物實(shí)驗(yàn)大多在實(shí)驗(yàn)室條件下進(jìn)行，教師要在實(shí)驗(yàn)開始前，對實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)儀器等進(jìn)行細(xì)致的檢查，對遺漏之處進(jìn)行及時補(bǔ)救。特別要關(guān)注實(shí)驗(yàn)儀器的應(yīng)用，以確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌归_。在實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備階段，如果教師能夠調(diào)動學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備工作中，讓學(xué)生提前研究實(shí)驗(yàn)操作步驟，其學(xué)習(xí)效果會更好。啟動學(xué)生觀察思維，這是實(shí)驗(yàn)的初級追求，教師要有拓展意識，從更高目標(biāo)展開教學(xué)設(shè)計(jì)。

生物實(shí)驗(yàn)對實(shí)驗(yàn)材料和試劑的要求都比較高，教師引導(dǎo)學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中，不僅能讓學(xué)生熟悉實(shí)驗(yàn)操作程序，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的良好觀察能力和思考能力，對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行宏觀掌控，確保實(shí)驗(yàn)的順利展開。如教學(xué)人教版高中生物必修3《內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的重要性》時，教師在課堂導(dǎo)學(xué)階段推出實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容：在學(xué)習(xí)人體維持內(nèi)環(huán)境pH穩(wěn)定的知識時，我們知道生物材料中含有緩沖物質(zhì)，能夠?qū)λ釅A度起到緩沖作用，機(jī)體也可以通過生理活動調(diào)節(jié)pH穩(wěn)定，這個驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)備哪些材料呢？以學(xué)習(xí)小組為單位展開對應(yīng)研究，列出材料詳細(xì)清單。學(xué)生開始閱讀相關(guān)內(nèi)容，對實(shí)驗(yàn)所需材料進(jìn)行梳理，很快就找到了材料清單：馬鈴薯、雞蛋清、黃瓜、冷凍的豬肝、磷酸緩沖溶液、濃硫酸、蒸餾水、4gNaOH、NaOH2等。教師與學(xué)生一起研究實(shí)驗(yàn)試劑的配制方案，對操作步驟進(jìn)行具體分析。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)不是很熟悉，教師要進(jìn)行詳細(xì)介紹，為學(xué)生規(guī)劃清晰的操作路線，讓學(xué)生展開自主操作，制作出實(shí)驗(yàn)需要的試劑。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)，教師巡視班級，對各個小組的操作情況進(jìn)行觀察，對學(xué)生實(shí)驗(yàn)中存在的問題進(jìn)行具體解答，確保實(shí)驗(yàn)的順利展開。

教師要求學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，列出實(shí)驗(yàn)需要的材料清單，對實(shí)驗(yàn)用試劑進(jìn)行現(xiàn)場配制，確保實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉缙谶M(jìn)行。學(xué)生對這樣復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)比較陌生，也缺少操作經(jīng)驗(yàn)，教師要進(jìn)行詳細(xì)規(guī)劃和設(shè)計(jì)，給學(xué)生提供難得的參與機(jī)會，讓學(xué)生在細(xì)致的梳理和體驗(yàn)中自然建立實(shí)驗(yàn)認(rèn)知基礎(chǔ)。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，突出學(xué)生主體地位

實(shí)驗(yàn)需要完善的設(shè)計(jì)方案，教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)啟動后，要對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行優(yōu)化處理，針對教學(xué)實(shí)際做出積極的調(diào)整，讓更多學(xué)生能夠順利進(jìn)入實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)。生物實(shí)驗(yàn)大多帶有集體操作屬性，教師要從學(xué)生角度出發(fā)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先，讓學(xué)生自行成立實(shí)驗(yàn)團(tuán)隊(duì)，主動選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，做好合作分工，確保實(shí)驗(yàn)的順利展開。其次，教師投放設(shè)計(jì)方案，讓學(xué)生展開學(xué)習(xí)，理清實(shí)驗(yàn)步驟之后再進(jìn)入操作環(huán)節(jié)。最后，教師要跟進(jìn)指導(dǎo)，對學(xué)生執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)督管理，適時做出對應(yīng)調(diào)整和啟示。

教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時，要注意征詢學(xué)生的意見，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的契合性。在教學(xué)《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》時，教師展示了達(dá)爾文、詹森、拜爾、溫特等人在生長素發(fā)現(xiàn)過程中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，要求學(xué)生進(jìn)行具體觀察和分析，然后選擇其中一個實(shí)驗(yàn)開展設(shè)計(jì)活動。學(xué)生開始閱讀相關(guān)內(nèi)容，教師針對學(xué)生的選擇進(jìn)行分組，讓學(xué)生組成小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，要求每一個小組都要推出完整的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生接受任務(wù)后，都能夠主動行動起來，課堂學(xué)習(xí)進(jìn)入良性互動階段。教師對學(xué)生的討論情況進(jìn)行觀察分析，及時給予對應(yīng)指導(dǎo)，讓學(xué)生在預(yù)期、實(shí)驗(yàn)、觀察、數(shù)據(jù)分析、推論、交流等多個環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，完善實(shí)驗(yàn)方案內(nèi)容，確保實(shí)驗(yàn)的科學(xué)性。學(xué)生組成學(xué)習(xí)小組，集體探究實(shí)驗(yàn)方案，課堂學(xué)習(xí)氣氛開始活躍起來。教師對學(xué)生的設(shè)計(jì)情況進(jìn)行觀察，隨時給予技術(shù)指導(dǎo)，確保實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的順利啟動。在展示交流環(huán)節(jié)，教師組織學(xué)生進(jìn)行專業(yè)評價，對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性展開討論，對實(shí)驗(yàn)的可操作性進(jìn)行探索，課堂研究氛圍更為濃烈。

在傳統(tǒng)教學(xué)中，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案是教師的事情，學(xué)生大多無法參與其中，其操作效果大打折扣。新課程改革倡導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，教師將設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的任務(wù)交給學(xué)生，為學(xué)生提供了更多主動學(xué)習(xí)和思考的機(jī)會。學(xué)生對生物實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)場地、實(shí)驗(yàn)組織、實(shí)驗(yàn)程序、實(shí)驗(yàn)效果等制約因素進(jìn)行對應(yīng)設(shè)計(jì)和研究，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動力。教師針對學(xué)生學(xué)力基礎(chǔ)開展對應(yīng)設(shè)計(jì)及組織，讓學(xué)生結(jié)合生活實(shí)踐展開實(shí)驗(yàn)研究，其助學(xué)效果更為顯著。

三、實(shí)驗(yàn)組織，滿足學(xué)生學(xué)習(xí)訴求

在實(shí)驗(yàn)組織環(huán)節(jié)，教師要做好必要的教學(xué)調(diào)查，對實(shí)驗(yàn)操作難度、學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的能力、實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中可能遇到的困難、實(shí)驗(yàn)生成處理等問題進(jìn)行客觀分析，給出一些應(yīng)對預(yù)案，這樣才能確保實(shí)驗(yàn)的順利展開。學(xué)生都有參與實(shí)驗(yàn)的主動性，但實(shí)驗(yàn)操作存在不確定性，遇到實(shí)驗(yàn)難題是在所難免的。教師要有前瞻意識，對可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)難題進(jìn)行預(yù)設(shè)，以便做出最及時的應(yīng)對，給學(xué)生提供有力支持。教師跟進(jìn)觀察時，要對學(xué)生的操作情況進(jìn)行監(jiān)督，發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時干預(yù)，給學(xué)生更多技術(shù)指導(dǎo)。

教師對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)和組織時，要充分考慮學(xué)生的接受實(shí)際，這樣的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才能獲得預(yù)想的效果。在教學(xué)《生長素的生理作用》這部分內(nèi)容時，教師設(shè)計(jì)小組實(shí)驗(yàn)任務(wù)：在教室內(nèi)或者家里，在生活條件下設(shè)置實(shí)驗(yàn)裝置并進(jìn)行操作，對生長素的作用進(jìn)行具體觀察和分析。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)裝置不是很清楚，教師可借助多媒體播放動畫視頻，讓學(xué)生自行學(xué)習(xí)一些實(shí)驗(yàn)操作方法，選擇一些合適的扦插枝條，尋找合適的沙土，對扦插枝條進(jìn)行處理，運(yùn)用適當(dāng)?shù)姆椒ㄗ銮げ鍖?shí)驗(yàn)，在后面的一周時間內(nèi)進(jìn)行觀察，記錄下觀察數(shù)據(jù)，并對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)。學(xué)生對這樣的實(shí)驗(yàn)比較感興趣，自然會主動參與其中，借助生活條件展開對應(yīng)設(shè)計(jì)和操作。教師借助網(wǎng)絡(luò)交互平臺進(jìn)行具體指導(dǎo)，給學(xué)生提供一些觀察建議，讓學(xué)生對觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理，確保實(shí)驗(yàn)認(rèn)知的順利內(nèi)化。經(jīng)過一段時間的努力，學(xué)生的扦插實(shí)驗(yàn)大多獲得豐碩成果。在課堂展示環(huán)節(jié)，很多學(xué)生都能夠?qū)⑾嚓P(guān)照片展示出來，并對實(shí)驗(yàn)操作過程進(jìn)行具體介紹，向更多學(xué)生分享實(shí)驗(yàn)成果。

教師推出生活條件下的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，給學(xué)生提供了更多操作的機(jī)會。雖然實(shí)驗(yàn)時間比較長，但學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)的熱情不減，最后對實(shí)驗(yàn)結(jié)論做出客觀評價，實(shí)驗(yàn)獲得了圓滿成功。學(xué)生對生活化實(shí)驗(yàn)很感興趣，教師要給予積極指導(dǎo)，給學(xué)生實(shí)驗(yàn)提供更多技術(shù)支持，協(xié)助學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中建立豐富的學(xué)科認(rèn)知。觀察實(shí)驗(yàn)和探索實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，給學(xué)生帶來了更多學(xué)習(xí)啟迪，教師組織學(xué)生開展探究性實(shí)驗(yàn)，將生物研究性學(xué)習(xí)推向了高潮。

四、實(shí)驗(yàn)討論，促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知內(nèi)化

實(shí)驗(yàn)結(jié)論出爐后，教師組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)總結(jié)，能夠促進(jìn)學(xué)生認(rèn)知的順利內(nèi)化。實(shí)驗(yàn)的目的是探索、驗(yàn)證，教師要肯定學(xué)生的探索和努力，還要組織學(xué)生進(jìn)行回顧和總結(jié)，對實(shí)驗(yàn)結(jié)論展開科學(xué)分析，理清實(shí)驗(yàn)原理，建立理性認(rèn)知。在實(shí)驗(yàn)討論環(huán)節(jié)，教師要注意投放適合的話題，做出必要的引導(dǎo)，讓學(xué)生在理性思考和互動中完成學(xué)科認(rèn)知內(nèi)化。實(shí)驗(yàn)討論屬于成果確認(rèn)和驗(yàn)收，教師要引導(dǎo)學(xué)生找到操作的路線，使其在科學(xué)分析解讀中完成相關(guān)程序。

實(shí)驗(yàn)教學(xué)沒有固定模式，教師在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)組織、實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)評價等環(huán)節(jié)進(jìn)行積極探索，為學(xué)生提供了更多學(xué)習(xí)啟迪。特別是實(shí)驗(yàn)結(jié)論評價環(huán)節(jié)，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行專業(yè)解析和評價，成功提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)認(rèn)知，促進(jìn)了其實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。如教學(xué)《種群數(shù)量的變化》時，教師推出了酵母菌種群數(shù)量隨時間變化的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生積極參與實(shí)驗(yàn)材料的準(zhǔn)備工作，并做出實(shí)驗(yàn)假設(shè)：酵母菌在一定制約條件下，其種群的增加會受到種群密度變化的影響。學(xué)生進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，教師將學(xué)生分成幾個小組，讓學(xué)生自行做好分工，具體負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)的不同操作步驟。經(jīng)過一番努力后學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，教師鼓勵學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行分析：我們已經(jīng)做出實(shí)驗(yàn)假設(shè)，現(xiàn)在對實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行對應(yīng)分析，看小組增長曲線與全部的增長曲線是不是成正比？對這些曲線增長趨勢進(jìn)行分析和比較，總結(jié)出促進(jìn)酵母菌種群數(shù)量增長的因素有哪些？學(xué)生展開深度討論，對相關(guān)數(shù)據(jù)和曲線進(jìn)行仔細(xì)分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，找到影響種群增加的因素主要是食物和空間，對實(shí)驗(yàn)假設(shè)做了進(jìn)一步驗(yàn)證。

教師推出實(shí)驗(yàn)結(jié)論討論活動，給學(xué)生帶來了更多評價思考的機(jī)會。從學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)中可以看出，教師的設(shè)計(jì)和組織是比較有成效的。學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)論進(jìn)行理性分析，得出實(shí)驗(yàn)呈現(xiàn)的規(guī)律，并對實(shí)驗(yàn)假設(shè)進(jìn)行驗(yàn)證，促使學(xué)生得出科學(xué)結(jié)論。教師推出實(shí)驗(yàn)結(jié)論討論活動，目的就是給學(xué)生提供知識內(nèi)化的機(jī)會。

總之，在生物學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師要做好篩選工作，挑選可操作的實(shí)驗(yàn)推出實(shí)驗(yàn)方案，對實(shí)驗(yàn)操作環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，對實(shí)驗(yàn)操作步驟進(jìn)行簡化，讓學(xué)生主動參與到實(shí)驗(yàn)的觀察、操作、分析、歸結(jié)等學(xué)習(xí)活動中，以有效培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)能力。生物實(shí)驗(yàn)需要精細(xì)的設(shè)計(jì)和操作，教師要引導(dǎo)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行深入研究，這樣才能建立更為完善的實(shí)驗(yàn)認(rèn)知。如果能夠推出一些生活化生物實(shí)驗(yàn)方案，無疑能夠獲得學(xué)生更多的關(guān)注，給學(xué)生提供難得的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)機(jī)會。

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【作者簡介】張清正（1976— ），男，安徽淮北人，大學(xué)本科學(xué)歷，一級教師，現(xiàn)就職于安徽省淮北市第十二中學(xué)，主要從事高中生物教學(xué)與研究。

（責(zé)編 劉穎恩）