在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)生物科學(xué)素養(yǎng)初探

劉勇環(huán)

【摘要】科學(xué)素養(yǎng)最基本的含義是指學(xué)生能夠合理地將所學(xué)到的科學(xué)知識(shí)運(yùn)用到社會(huì)及個(gè)人生活中。教育的基本任務(wù)是培養(yǎng)學(xué)生必備的、可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)素養(yǎng)。生物學(xué)是一門非常重視實(shí)驗(yàn)的學(xué)科，生物實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)習(xí)的重要組成部分。教師通過實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生更好地理解專業(yè)知識(shí)。同時(shí)，生物實(shí)驗(yàn)也是學(xué)生的一種重要學(xué)習(xí)方式。

【關(guān)鍵詞】高中生物;素養(yǎng)探究;愛國(guó);實(shí)驗(yàn)教學(xué)

高中生物教材中提供了形式、內(nèi)容豐富的實(shí)驗(yàn)教學(xué)材料，教師可以通過在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中合理分組、實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，讓高中生物實(shí)驗(yàn)成為學(xué)生喜愛的課堂教學(xué)形式，成為激活學(xué)生探究思維、激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新思維的主要陣地。愛國(guó)主義教育是學(xué)生必須接受的課程教育。我們可以以實(shí)驗(yàn)教學(xué)作為載體之一進(jìn)行愛國(guó)主義的滲透，使生物知識(shí)來源于課本，又高于課本。

一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)中創(chuàng)設(shè)問題情境，激活學(xué)生科學(xué)探究思維

發(fā)現(xiàn)問題是科學(xué)探究的第一步，也是學(xué)生思維發(fā)展尤為重要的一步，也能夠?yàn)楦咧猩鷮W(xué)習(xí)生物打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。如果教師的引導(dǎo)不夠恰當(dāng)，學(xué)生極易陷入對(duì)教材知識(shí)照本宣科的狀態(tài)，難以對(duì)所學(xué)內(nèi)容做出深入思考探究，同時(shí)也會(huì)在一定程度上給學(xué)生生物學(xué)習(xí)能力的進(jìn)一步提升帶來諸多阻礙。所以，教師需要根據(jù)學(xué)生發(fā)展規(guī)律特點(diǎn)創(chuàng)設(shè)適合的問題情境，使得學(xué)生能夠?qū)ζ湎嚓P(guān)知識(shí)產(chǎn)生透徹、全面理解，使學(xué)生形成一個(gè)正確的科學(xué)探究態(tài)度。

由于所處地區(qū)的多數(shù)學(xué)生來自鄉(xiāng)村，由于鄉(xiāng)村設(shè)備的不足或者配備的實(shí)驗(yàn)員不足，導(dǎo)致很多學(xué)生的實(shí)驗(yàn)課沒有正常開展，很多學(xué)生的探究思維沒有得到很好的訓(xùn)練。所以，在實(shí)驗(yàn)課上創(chuàng)設(shè)的問題可以從不同方面入手，如，在教學(xué)《綠葉中色素的提取和分離》時(shí)，教師可提出這樣的問題：把菠菜放置幾天后葉子是什么顏色？秋天葉子變黃是什么原因？實(shí)驗(yàn)各種試劑的具體作用是什么？如何設(shè)置實(shí)驗(yàn)組探究SiO2、CaCO3、無水乙醇的作用？《植物細(xì)胞的吸水和失水》中，如果用的是洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮或者菠菜葉下表皮細(xì)胞可以嗎？蔗糖溶液改成其它濃度可以嗎？蔗糖容易可以換成硝酸鉀或者甘油溶液?jiǎn)?？通過一系列問題的設(shè)置激發(fā)高中生的自主探究能力，培養(yǎng)學(xué)生的生物思維和問題意識(shí)，逐漸形成屬于自己的一套科學(xué)探究思路，從而應(yīng)用到各科的學(xué)習(xí)中來。

二、對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維

達(dá)爾文曾說：“我既沒有突出的理解能力，也沒有過人的機(jī)智，只是在觀察那些稍縱即逝的事物并對(duì)其精密觀察能力上，我可能是在眾人之上?！笔聦?shí)上，敏銳、精細(xì)的觀察力能使人產(chǎn)生懷疑、發(fā)現(xiàn)問題。問題是學(xué)生產(chǎn)生自主探究意識(shí)的動(dòng)力，在不斷學(xué)習(xí)和探究中噴涌出更多的創(chuàng)新思維。生物實(shí)驗(yàn)課有著直觀形象、鮮活靈動(dòng)、動(dòng)手實(shí)踐的明顯特征，這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，具有較為關(guān)鍵的促進(jìn)作用。

例如，在《果酒和果醋的制作》中，我們學(xué)習(xí)了實(shí)驗(yàn)的原理、方法。學(xué)習(xí)完步驟之后，我們可以讓學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室需要購(gòu)買相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料，提供實(shí)驗(yàn)設(shè)備。這樣，學(xué)生在課后就可去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行研究。有的學(xué)生將釀葡萄常用的巨峰換成小青提;有的換成柿子，甚至換成紫薯或者南瓜。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)有糖類的材料，在一個(gè)無氧條件下，酵母菌能夠進(jìn)行無氧呼吸，并產(chǎn)生酒精。如果是紫薯等含淀粉比較高的材料，就需要將酵母換成酒曲，然后在課本的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。如此，學(xué)生的創(chuàng)新思維得到很好地鍛煉。其實(shí)，高中生物的創(chuàng)新不但可以體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的創(chuàng)新，還體現(xiàn)在每一個(gè)小小細(xì)節(jié)的創(chuàng)新。例如，大到實(shí)驗(yàn)設(shè)備的創(chuàng)新，小到實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)的選取以及實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的創(chuàng)新。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中遇到不明白的地方，可以和同學(xué)、教師進(jìn)行探討。教師針對(duì)問題要求學(xué)生進(jìn)行分析、講解，給出答案。而后，教師再進(jìn)行指導(dǎo)糾正。這樣，學(xué)生在動(dòng)手過程中逐漸掌握了新授的知識(shí)點(diǎn)，也培養(yǎng)了自身的思維創(chuàng)新能力。

三、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分組，提高學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作精神

傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)都是教師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)，然后學(xué)生再進(jìn)行獨(dú)立實(shí)驗(yàn)或者個(gè)別小組簡(jiǎn)單重復(fù)實(shí)驗(yàn)。這樣，組員之間也只能互相指正操作步驟的錯(cuò)誤之處，而教師則需逐個(gè)檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)成果。這樣既浪費(fèi)時(shí)間，課堂秩序也不能很好地在教師的掌控范圍內(nèi)。因此，分組實(shí)驗(yàn)有利于面向全體學(xué)生，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題，這可逐漸培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。

在《植物細(xì)胞的吸水和失水》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，先要求全體學(xué)生前提完成以紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮為材料進(jìn)行細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原實(shí)驗(yàn)。然后，教師再創(chuàng)設(shè)不同情境，把全體學(xué)生分成5個(gè)大組，每個(gè)大組又分成5個(gè)小組，每小組2人。以下是具體分組情況：

各記錄小組派1名學(xué)生代表向全班展示、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并把教材實(shí)驗(yàn)和拓展實(shí)驗(yàn)中的方法、現(xiàn)象、結(jié)論進(jìn)行比較、分析。

在高中實(shí)驗(yàn)課《綠葉中色素的提取和分離》的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對(duì)色素種類與含量缺乏認(rèn)知，對(duì)各種試劑的具體作用是什么也不是很了解。在該實(shí)驗(yàn)課上，筆者將全班學(xué)生分成若干實(shí)驗(yàn)小組，編號(hào)1、2、3……每個(gè)實(shí)驗(yàn)組再分為A、B、C、D四個(gè)小組，每個(gè)小組2位學(xué)生，每個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選出一個(gè)小組長(zhǎng)。通過小組的分工合作，學(xué)生很容易得出無水乙醇、SiO2、CaCO3的作用具體是什么。

從眾多的實(shí)驗(yàn)中看出，教師的合理分組能夠充分挖掘每個(gè)學(xué)生的潛能，提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作能力，同時(shí)有利于提升班級(jí)凝聚力。

四、在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中拓展話題，滲透愛國(guó)主義教育

愛國(guó)主義是中華民族的優(yōu)良傳統(tǒng)。愛國(guó)主義教育面向的對(duì)象包括每一位社會(huì)人員，但這其中最重要的應(yīng)該還是學(xué)生。培養(yǎng)學(xué)生的愛國(guó)主義情懷是教師應(yīng)該承擔(dān)的責(zé)任。所以，愛國(guó)主義教育可以通過課堂滲透到學(xué)生的骨子里，而生物實(shí)驗(yàn)可以作為其中一種載體進(jìn)行愛國(guó)主義教育。

在《微生物的實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)》教學(xué)中，我們鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)拓展實(shí)驗(yàn)，如，空氣中微生物總數(shù)的檢測(cè)、水中細(xì)菌總數(shù)的檢測(cè)、牛奶中細(xì)菌的分離和計(jì)數(shù)，等等。通過一系列的實(shí)驗(yàn)，將我們?nèi)庋劭床坏降奈⑸镛D(zhuǎn)變成菌落，認(rèn)識(shí)菌落的形狀、大小、隆起程度和顏色等方面。從該實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，我們列舉了國(guó)家勛章和國(guó)家榮譽(yù)稱號(hào)獲得者陳薇。陳薇多年來一直從事生防研究，領(lǐng)銜承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家、軍隊(duì)重大研究項(xiàng)目，且都出色完成了任務(wù);在高致病性病原微生物的新型疫苗和治療藥物研究方面，研究成果達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。學(xué)生切切實(shí)實(shí)地感受到祖國(guó)的日益強(qiáng)大，民族自豪感和榮譽(yù)感也隨之日益增強(qiáng)，愛國(guó)主義情懷油然而生，相信日后會(huì)前赴后繼地投身于社會(huì)主義的新建設(shè)中。實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但可以豐富愛國(guó)主義教育的內(nèi)容，還可增強(qiáng)愛國(guó)主義的教育影響力。

綜上所述，在現(xiàn)行的高中生物教學(xué)中，充分利用生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行探究、創(chuàng)新、愛國(guó)主義教育，是非常有意義的，可以更好地發(fā)揮生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的作用，全面促進(jìn)學(xué)生的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉凱.高中生物科學(xué)探究素養(yǎng)的培養(yǎng)策略[J].新課程（下），2019（8）.

[2]陳波.培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力 提升生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)——高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)分析[J].中學(xué)課程輔導(dǎo)（教師通訊），2020（13）：26-27.

[3]潘莉.淺談高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的策略[J].科學(xué)大眾（科學(xué)教育），2015（11）.

[4]吳錦鋒.基于核心素養(yǎng)下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)和學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[J].試題研究，2019（22）：8-9.

[5]陳進(jìn)火.創(chuàng)新課堂教學(xué) 提升愛國(guó)主義教育實(shí)效[J].試題研究，2020（22）.

責(zé)任編輯 ?羅良英