核心素養(yǎng)下鳳山縣高中的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略探討

韋夢(mèng)圓 龍鶴 黃佳娜 張忠華 胡剛

摘要：生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體。通過(guò)分析鳳山縣高級(jí)中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的現(xiàn)狀，探討生源薄弱高中的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)優(yōu)化策略，突出學(xué)生在學(xué)習(xí)上的主體地位，拓寬學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；生源薄弱；高中生物；生物實(shí)驗(yàn)；希沃白板

中圖分類(lèi)號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1992-7711（2021）14-0019

為了讓學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展和個(gè)人生活需要，落實(shí)立德樹(shù)人的根本，2017版普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)提出從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任等方面發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。生物學(xué)科核心素養(yǎng)高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的實(shí)踐經(jīng)歷，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程是主動(dòng)參與的過(guò)程，讓學(xué)生積極參與動(dòng)手和動(dòng)腦的活動(dòng)，這突出了生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要性。生物實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究的重要載體，通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能用科學(xué)的觀點(diǎn)、知識(shí)、思路和方法，探討或解決生物學(xué)問(wèn)題。

一、鳳山縣高級(jí)中學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)概況

高中生物實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展需要學(xué)校具備一定的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，同時(shí)也需要學(xué)生具有一定的理論知識(shí)基礎(chǔ)。因?qū)W校教學(xué)條件和資金問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)室中沒(méi)有配備大量的實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)試劑，導(dǎo)致部分相關(guān)的實(shí)驗(yàn)不能開(kāi)展。除此之外，鳳山縣高級(jí)中學(xué)是鳳山縣唯一的普通高中，由于地理位置和辦學(xué)條件等原因，多年來(lái)本縣中考成績(jī)優(yōu)秀學(xué)生生源外流，在本縣高中就讀的大多是各學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)薄弱的學(xué)生，這直接影響著教學(xué)效率和質(zhì)量。

長(zhǎng)期以往，大多數(shù)教師和學(xué)生對(duì)生物實(shí)驗(yàn)不重視，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)也變成了教學(xué)模式單一落后的現(xiàn)狀。高中生物必修教材有33個(gè)實(shí)驗(yàn)，包括觀察性實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、模型建構(gòu)、調(diào)查以及模擬實(shí)驗(yàn)[1]，而本縣高中生物實(shí)驗(yàn)課只開(kāi)設(shè)少部分觀察性實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。教師在生物實(shí)驗(yàn)課堂上只是傳授教材上的理論性知識(shí)，比如介紹實(shí)驗(yàn)的原理、操作步驟、注意事項(xiàng)等，然后學(xué)生照著教材上的內(nèi)容按部就班進(jìn)行操作。單一的實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式，將教學(xué)內(nèi)容局限于教材，學(xué)生的科學(xué)思維被限制，不能獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題以及解決問(wèn)題的科學(xué)探究能力。

二、優(yōu)化生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略

1.創(chuàng)新教材實(shí)驗(yàn)材料

實(shí)驗(yàn)材料的選取是實(shí)驗(yàn)順利開(kāi)展的關(guān)鍵，教材上列舉的實(shí)驗(yàn)材料是科學(xué)家經(jīng)驗(yàn)的積累，實(shí)驗(yàn)效果普遍都比較好[2]，但是并不意味只有用這些實(shí)驗(yàn)材料才可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。教師可以引導(dǎo)學(xué)生一起創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)材料，提高生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的趣味性，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。

例如做綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，教材中用紙層析法對(duì)色素進(jìn)行分離，先將干燥的定性濾紙剪成稍小于試管長(zhǎng)與直徑的濾紙條，將一端減去兩角，并在距這一端1厘米處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)線。然后用毛細(xì)吸管吸取少量濾液，沿鉛筆線均勻劃出一條細(xì)線，待濾液干后，重復(fù)2-3次。最后再將濾紙條輕插入層析液中進(jìn)行分離。這個(gè)操作步驟繁雜，耗時(shí)耗力。我可以改變實(shí)驗(yàn)材料使實(shí)驗(yàn)變得簡(jiǎn)單又有趣。我們還是采用紙層析法，但是直接用圓形的濾紙，用一根棉線穿過(guò)圓心，在圓心周?chē)迷嚬芸谡喝∩貫V液畫(huà)上色素同心圓，再把棉線浸入倒有層析液的培養(yǎng)皿中，圓形濾紙直接蓋在培養(yǎng)皿上等待色素分離。這樣學(xué)生也可以得到四種色素帶，四種色素帶呈現(xiàn)出規(guī)則的圓形。

2.創(chuàng)設(shè)探究性學(xué)習(xí)情境

學(xué)習(xí)的發(fā)生起源于真實(shí)情境變化而引發(fā)對(duì)問(wèn)題的思考。因此，在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師可將知識(shí)融入具體的問(wèn)題情境中，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，激發(fā)學(xué)生的自主意識(shí)，讓學(xué)生在努力解決問(wèn)題的過(guò)程中完成探究性實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。

例如學(xué)習(xí)酶作用的溫度條件時(shí)，首先提出問(wèn)題為什么加酶的洗衣粉要標(biāo)注使用的溫度范圍，讓學(xué)生在具體的生活情境中思考問(wèn)題。然后引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究不同溫度下使用加酶洗衣粉的效果，最后得到酶作用的溫度條件是溫和的。讓學(xué)生在真實(shí)情景中進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，加深對(duì)知識(shí)概念理解的同時(shí)，培養(yǎng)了認(rèn)知生物學(xué)的科學(xué)思維方法，解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3.課堂實(shí)驗(yàn)向生產(chǎn)生活延伸

生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)不應(yīng)局限于實(shí)驗(yàn)室，教師可將教材實(shí)驗(yàn)的理論知識(shí)聯(lián)系到學(xué)生具體的生產(chǎn)生活中，使理論與實(shí)踐相統(tǒng)一，讓學(xué)生走出課堂，走進(jìn)身邊的自然環(huán)境中、自家的農(nóng)田和菜地中進(jìn)行實(shí)踐學(xué)習(xí)。

例如進(jìn)行用抽樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師可以在上課前讓學(xué)生小組合作，利用周末時(shí)間在鄉(xiāng)村的草地中調(diào)查車(chē)前草、一點(diǎn)紅、斑鳩菊等雜草的種群密度，讓他們對(duì)比自然環(huán)境中雜草的種群密度與人工農(nóng)田環(huán)境中雜草種群密度的區(qū)別，探討人為的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境中植物的影響。在課堂中，學(xué)生可以將調(diào)查實(shí)驗(yàn)過(guò)程中遇到的問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)、交流，這拓寬學(xué)生的知識(shí)視野，又聯(lián)系了實(shí)際生產(chǎn)生活。學(xué)生通過(guò)調(diào)查實(shí)驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)生活的現(xiàn)象做出了理性的解釋和判斷，真正達(dá)到了生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的社會(huì)責(zé)任目標(biāo)。

4.利用希沃白板的虛擬實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)

在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，因?yàn)闂l件限制，部分需要特殊儀器設(shè)備的實(shí)驗(yàn)無(wú)法開(kāi)展，教師可以利用現(xiàn)代化信息技術(shù)來(lái)模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生通過(guò)模擬操作，掌握實(shí)驗(yàn)操作的流程。

例如進(jìn)行微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，因?yàn)閷W(xué)校缺少場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)等原因，缺乏超凈工作臺(tái)﹑恒溫箱等設(shè)備而無(wú)法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，教師可以在課堂上，打開(kāi)希沃白板系統(tǒng)中的高中生物模擬實(shí)驗(yàn)室，讓學(xué)生代表上臺(tái)來(lái)通過(guò)希沃一體機(jī)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器、藥品進(jìn)行拖動(dòng)操作，當(dāng)操作步驟錯(cuò)誤時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)行提示，糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作，規(guī)范學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)的融合，拓寬實(shí)驗(yàn)教學(xué)渠道的同時(shí)，又有效提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率。

三、總結(jié)

在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，能展現(xiàn)出一系列完整的科學(xué)研究方法，這很好地培養(yǎng)了學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。因此，教師應(yīng)該積極思考，改變教學(xué)模式，激發(fā)學(xué)生的積極主動(dòng)性，讓學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)際動(dòng)手操作，不斷形成經(jīng)驗(yàn)的重組，達(dá)到理解和強(qiáng)化的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]霍 靜.高中生物實(shí)驗(yàn)中生成學(xué)科核心素養(yǎng)探討[J].中小學(xué)教材教學(xué)，2018（02）：15-19.

[2]張淑偉.高中生物實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與創(chuàng)新[D].河北師范大學(xué)，2012.

（作者單位：1南寧師范大學(xué)環(huán)境與生命科學(xué)學(xué)院 530001； 2廣西河池鳳山縣高級(jí)中學(xué) 547600）