學(xué)科核心素養(yǎng)下高中生物實驗教學(xué)策略研究

摘 要：通過高中生物實驗教學(xué)，既能實現(xiàn)知識傳授、理論驗證、技能掌握，又能促進學(xué)生養(yǎng)成嚴謹科學(xué)態(tài)度、發(fā)展生物學(xué)科核心素養(yǎng)。但生物實驗課程由于教師觀念滯后、教學(xué)安排少，以及學(xué)生對生物實驗研究重視程度不夠，在一定程度上影響到高中生物實驗教學(xué)質(zhì)量的提升。文章討論了基于核心素養(yǎng)下高中生物的實驗教學(xué)，提出了相應(yīng)的教學(xué)優(yōu)化策略，以期更好地提升高中生物實驗教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：學(xué)科核心素養(yǎng);高中生物;實驗教學(xué)策略

目前，培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)已經(jīng)成為現(xiàn)階段我國基礎(chǔ)教育改革的重要議題，主要目的在于培養(yǎng)適合時代發(fā)展需求的優(yōu)秀人才。生物實驗課程作為高中生物課程的重要組成部分，滲透于高中人才培養(yǎng)的全過程，其具有基礎(chǔ)性、科學(xué)性、探究性等特征，與學(xué)生的日常生活息息相關(guān)。通過高中實驗教學(xué)，既能實現(xiàn)知識傳授、理論驗證、技能掌握，又能促進學(xué)生養(yǎng)成嚴謹科學(xué)態(tài)度、發(fā)展生物學(xué)科核心素養(yǎng)。但由于教師觀念滯后，教學(xué)安排較少，相關(guān)研究匱乏，再加上學(xué)生本身不夠重視，在一定程度上影響到高中生物實驗教學(xué)質(zhì)量的提升。文章討論了基于核心素養(yǎng)下高中生物的實驗教學(xué)，提出了相應(yīng)的教學(xué)優(yōu)化策略，以期更好地提升高中生物實驗教學(xué)質(zhì)量。

一、學(xué)科核心素養(yǎng)下高中生物實驗教學(xué)的重要作用

（一）促進學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的提高

在學(xué)科核心素養(yǎng)的推進下，高中生物教師開始轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的生物實驗教學(xué)模式，通過多元教學(xué)資源、有效的教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)生物知識，引導(dǎo)學(xué)生自主思考，以此幫助學(xué)生發(fā)展生物學(xué)科核心素養(yǎng)。一方面，教師在生物實驗教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生自主完成實驗操作，親身體驗生物知識的魅力，有利于提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。另一方面，通過教師講解生物知識學(xué)生進行深入思考，從而有利于提高學(xué)生思考能力和實踐能力。

（二）促進學(xué)生科學(xué)文化素養(yǎng)的提高

科技的進步是現(xiàn)代社會發(fā)展的主要驅(qū)動力，伴隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展和廣泛普及，科技在社會發(fā)展中的作用日益重要。學(xué)生通過生物實驗教學(xué)可以增強生物知識儲備、鍛煉科學(xué)思維、提升實驗?zāi)芰?，從而提高學(xué)生的科學(xué)文化素養(yǎng)，為學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

（三）促進學(xué)生觀察能力的提高

在高中生物實驗教學(xué)過程中，學(xué)生只有仔細觀察不同的染液和實驗現(xiàn)象，才可以使收集到的數(shù)據(jù)和觀察的實驗記錄更加準確、科學(xué)，有效防止整個實驗失敗?；趯W(xué)科核心素養(yǎng)開展高中生物實驗教學(xué)，要求學(xué)生利用實驗工具對實驗進程進行認真觀察，同時在觀察后進行自主思考，這樣不但有利于提高學(xué)生的實踐操作能力，而且有利于提高學(xué)生的觀察能力，促進學(xué)生綜合素質(zhì)的全面發(fā)展。

二、學(xué)科核心素養(yǎng)下高中生物實驗教學(xué)需遵循的原則

學(xué)科核心素養(yǎng)背景下，傳統(tǒng)教學(xué)方式已經(jīng)難以適應(yīng)時代發(fā)展需要，教師在開展高中生物實驗教學(xué)時需遵循以下原則才可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)：第一，實驗設(shè)計要科學(xué)。高中生物學(xué)科不僅包括豐富的理論知識，也要求學(xué)生具備良好的實踐與操作能力，這就要求教師設(shè)計的實驗要科學(xué)，從而幫助學(xué)生養(yǎng)成嚴謹、務(wù)實的態(tài)度。第二，實驗過程要探究。實驗不僅是學(xué)生動手操作的過程，而且還是培養(yǎng)學(xué)生探索思維的方法。因此，教師要重視實驗的探究性和開放性，引導(dǎo)學(xué)生在實驗教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。第三，實驗教學(xué)要生活化。生物知識來源于生活又回歸生活，這就要求教師在設(shè)計實驗時應(yīng)盡量和學(xué)生的現(xiàn)實生活有機結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生解決生活中的具體問題，進而提高學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)。

三、學(xué)科核心素養(yǎng)下高中生物實驗教學(xué)策略

（一）確認實驗主題，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計

教師在開展高中生物實驗教學(xué)時，首先，要做的是確定實驗的主題，只有先確定了實驗主題，才能完成實驗教學(xué)設(shè)計。在高中階段的生物教學(xué)中，涉及較多的實驗，教師可以多設(shè)計一些探究性的生物實驗，以便提高學(xué)生的科學(xué)自主探究能力。在這一教學(xué)目標的基礎(chǔ)上，教師還要為學(xué)生創(chuàng)造良好的實驗條件，篩選適合他們的實驗教學(xué)內(nèi)容。其次，教師要對學(xué)生進行充分的了解，知道他們對什么感興趣，然后再設(shè)計相應(yīng)的實驗教學(xué)情境。例如：在進行人教版“探究微生物發(fā)酵過程”教學(xué)活動時，在上新課之前，教師可以提出目前人們最關(guān)注的話題“垃圾分類”，通過這個話題引出廚房的垃圾可以通過微生物降解的方法來進行處理，從而有效激發(fā)學(xué)生自主探究的興趣。最后，教師要充分利用各種先進信息技術(shù)開展實驗教學(xué)，這樣可以讓高中生物實驗教學(xué)活動變得豐富多彩。例如：在進行人教版的“土壤中小動物類群的研究”教學(xué)活動時，由于受到實際條件的限制，教師和學(xué)生難以親自到現(xiàn)場完成這個實驗。這時，教師就可以利用信息技術(shù)，在課堂上設(shè)計VR虛擬實驗，學(xué)生不僅可以通過先進的VR設(shè)備感受到土壤中所包含的各種元素，同時學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容的印象將會更加深刻，從而有效提高實驗教學(xué)效率。

（二）加強思維引導(dǎo)，獲取設(shè)計思路

目前，在高中生物實驗教學(xué)的過程中，很多實驗活動還是按照教材上的內(nèi)容思想來完成的，導(dǎo)致學(xué)生難以深入思考實驗過程中涉及的生物現(xiàn)象，對于實驗過程中的許多現(xiàn)象無法進行深入的思考，這樣一來不利于學(xué)生進行自我思考和創(chuàng)新。由于科技的便利，很多教師利用多媒體播放實驗的過程，講解實驗的現(xiàn)象，沒有讓學(xué)生自己動手去操作。教師在明確了生物實驗的主題以后，就要根據(jù)主題的目標再設(shè)計一些與之有關(guān)的問題，讓學(xué)生根據(jù)在課堂上所學(xué)到的知識，以小組的方式展開討論。因此，教師在上課之前，要對教材上的實驗內(nèi)容進行深入的鉆研，將豐富的教學(xué)資源進行有效的整合，這樣才能夠設(shè)計出有針對性的教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生自主研究探索，提高他們獨立思考、解決問題的能力，能對學(xué)生的實驗過程進行有效的指導(dǎo)。例如：在進行人教版“細胞的呼吸”實驗教學(xué)時，教師在開始實驗之前，可以通過提問的方式引入今天學(xué)習(xí)的主題，幫助學(xué)生熟悉今天所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。然后，讓學(xué)生自行討論，在討論的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生。根據(jù)高中生物教材上的內(nèi)容，讓他們建立出有關(guān)葡萄糖、ATP與各種生命活動之間的聯(lián)系的模型圖，這個過程既可以讓他們獨立思考，提高他們參與的積極性，也可以鍛煉他們的思維表達能力。按照每個小組所做出的模型來完成實驗，通過學(xué)生之間的相互配合、合理分工，對實驗現(xiàn)象進行觀察，并將本次實驗結(jié)果進行記錄。在實驗完成以后，每組派出代表對實驗結(jié)果進行闡述，其他小組成員則對該小組在實驗過程中出現(xiàn)的問題進行提問，加深對課堂所學(xué)知識的理解。通過一系列的實驗，學(xué)生可以更加深刻地對所學(xué)內(nèi)容進行理解，對光合作用有更加直觀的感受。在實驗課堂結(jié)束以后，讓學(xué)生對學(xué)習(xí)的內(nèi)容進行有效的總結(jié)，制作成表格進行匯總，這樣可以對學(xué)習(xí)的內(nèi)容歸納與總結(jié)，使學(xué)習(xí)內(nèi)容得到進一步的鞏固，也可以提高他們的創(chuàng)新能力。

（三）設(shè)計實驗方案，提升合作能力

在高中生物的實驗教學(xué)過程中，除了教師對實驗內(nèi)容進行設(shè)計之外，也可以讓學(xué)生自己設(shè)計生物實驗內(nèi)容的方案。教師先要求學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)資源或者是圖書館對實驗內(nèi)容相關(guān)資料查詢和整理，這些工作完成以后在此基礎(chǔ)上學(xué)生再以小組為單位進行實驗方案的設(shè)計。因為所涉及的實驗大部分都是探究性的實驗，所以設(shè)計的方案不僅要包括實驗的內(nèi)容，實驗過程中使用的材料和工具，同時還包括對實驗結(jié)果的預(yù)測，等等。因此，學(xué)生在完成實驗設(shè)計方案以后，教師要組織他們進行小組間的相互交流，來看一看他們的方案是否合理，是否具有可行性，再從中選擇比較優(yōu)質(zhì)的實驗方案，這樣可以為之后的實驗順利開展做好準備。例如：在進行人教版“觀察植物細胞質(zhì)壁分類和復(fù)原”實驗教學(xué)過程時，教師要提前告訴學(xué)生在實驗過程中的一些注意事項。比如：要想直接觀察液泡，就要選擇相對成熟的細胞，要從多個角度對細胞質(zhì)壁分離的原因進行分析，要注意對細胞壁和原生質(zhì)層的伸縮之間的區(qū)別有詳細的了解。

高中生物與初中生物相比，實驗難度有了很大的提高，所以對學(xué)生的實驗?zāi)芰σ灿辛烁叩囊?。每?jié)課的時間是有限的，所以要求教師對實驗課堂方案進行科學(xué)合理的設(shè)計之外，還要加強對小組合作模式的利用，這個方式可以有效提高學(xué)習(xí)效率，也有利于培養(yǎng)他們的合作精神，這是每個學(xué)生所具備的一種素質(zhì)。所以在高中生物的實驗教學(xué)過程中，教師必須要加強對學(xué)生合作能力的培養(yǎng)，以這個為基礎(chǔ)來完成教學(xué)任務(wù)。例如：在進行人教版“植物激素的調(diào)節(jié)作用”實驗教學(xué)時，根據(jù)班級學(xué)生的學(xué)習(xí)成績和班級人數(shù)來進行相應(yīng)的分組，每組里面既要有學(xué)習(xí)好的，學(xué)習(xí)中等的，還要有學(xué)習(xí)能力比較弱的。在實驗過程中，讓學(xué)生自己選擇自己想要完成的任務(wù)，給學(xué)生留出時間來讓他們對生長素的作用和特點進行分析和討論。討論完成以后，讓每組學(xué)生來進行展示，根據(jù)他們的討論結(jié)果，然后發(fā)現(xiàn)對植物的生長有什么樣的影響。其他小組對每個小組的結(jié)果認真的聆聽，指出它們存在的問題并糾正，這樣可以讓他們快速掌握本節(jié)課所要學(xué)習(xí)的內(nèi)容。

（四）遵守實驗規(guī)范，提升實踐能力

在高中生物實驗教學(xué)的過程中，要想順利地完成實驗，離不開教師的幫助和指導(dǎo)。教師要讓學(xué)生按照嚴格的實驗要求來進行操作，在這個過程中，仔細觀察實驗現(xiàn)象，并且將實驗結(jié)果記錄下來。學(xué)生是實驗教學(xué)過程中的主體，教師要將自己的主導(dǎo)作用充分發(fā)揮出來，為學(xué)生順利開展實驗創(chuàng)造更好的條件，讓學(xué)生可以通過自己的探究對實驗的思路和方法進行良好的掌握。例如：在進行人教版“過氧化氫酶催化效率”實驗教學(xué)過程中，教師要為學(xué)生準備好相應(yīng)的實驗設(shè)備和實驗材料，這個實驗不是單一變量，是通過多個變量來進行對比，所以要準備好充分的實驗材料。在實驗開始時，讓學(xué)生通過實驗對試管的氣密性進行檢查，在試管上做好標簽，防止混淆，檢查完畢后，教師讓學(xué)生在濃度為3%肝臟提取液、氯化鐵溶液中都加入一些等量雙氧水，然后仔細觀看產(chǎn)生的氣泡有多少以及氣泡的大小有什么區(qū)別，并且同時設(shè)計多種條件進行對照，然后得出結(jié)論。

（五）系統(tǒng)歸納總結(jié)，培養(yǎng)探究能力

在實驗完成以后，對實驗數(shù)據(jù)進行分析，實驗結(jié)果進行總結(jié)是必不可少的一步。在這個過程中，學(xué)生要利用自己已經(jīng)擁有的思維能力，根據(jù)在實驗過程中得出的數(shù)據(jù)以及整個實驗過程，科學(xué)合理地歸納出結(jié)論，然后進行仔細的分析。實驗結(jié)束以后，教師讓小組分別展示實驗成果，看看他們成功或者失敗的原因是什么。在進行交流的過程中，教師應(yīng)該及時地給予他們指導(dǎo)，然后對實驗成果進行各自總結(jié)，這樣一來，才能夠讓實驗結(jié)果變得更加科學(xué)化、合理化。在實驗過程中能夠體驗出每個學(xué)生的實驗?zāi)芰?，但是不只要注重實驗的過程，最主要的是要培養(yǎng)他們自主探究的能力，所以教師必須要加強這種意識，注重對他們自主探究能力的培養(yǎng)，讓他們在實驗過程中自己去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。例如：在進行人教版“色素的提取與分離”的實驗教學(xué)時，在實驗開始之前，教師先讓學(xué)生明白色素能提取出來的原理是因為色素能夠在無水乙醇中充分溶解，而能夠分離出來的原因是每個色素在層析液上的溶解度不同，明白這些原理以后，教師在實驗過程中對學(xué)生進行引導(dǎo)，對色素進行提取、研磨，讓他們獨立完成，并且告訴他們最重要的是在濾紙條上畫細線然后觸碰到層析液，最后觀察濾紙條上的顏色分布，得出結(jié)果。實驗完成以后，讓學(xué)生自己總結(jié)在這個實驗中有哪些需要注意的地方，哪些是考試可能會出現(xiàn)的考點，通過自己的動手操作，對實驗進行總結(jié)，得出結(jié)論，加深對實驗的理解，提高他們的探究能力。

結(jié)束語

在新課程改革的要求下，教師必須要加強對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，在高中生物實驗的教學(xué)過程中，合理設(shè)計實驗教學(xué)內(nèi)容，科學(xué)實施教學(xué)措施，這樣才能夠不斷促進教學(xué)效果的提升。同時教師也要不斷進行學(xué)習(xí)，對教學(xué)思路和教學(xué)內(nèi)容進行及時的創(chuàng)新，使高中實驗生物課堂變得更加高效，不僅可以有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，更重要的是可以讓他們的思維方式變得更加靈活，具有科學(xué)嚴謹?shù)奶骄繎B(tài)度。作為一名高中生物教師，為國家培養(yǎng)高素質(zhì)的人才義不容辭，為實現(xiàn)教育的目的繼續(xù)努力。

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作者簡介：楊素娟（1990—），女，漢族，甘肅禮縣人，福建省莆田第六中學(xué)，二級教師，碩士。研究方向：高中生物教學(xué)。

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