核心素養(yǎng)下基于新教材的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

摘 要：實(shí)驗(yàn)在高中生物的教學(xué)中通常具有重要作用，且和生物內(nèi)容有著密切關(guān)聯(lián).將實(shí)驗(yàn)融入到課堂教學(xué)，不僅能提升學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣，而且還能實(shí)現(xiàn)課堂氛圍的活躍，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)效率提高的同時(shí)，促進(jìn)學(xué)生的生物學(xué)科的核心素養(yǎng)發(fā)展.

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；新教材；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；高中生物

中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-0333（2022）30-0140-03

收稿日期：2022-07-25

作者簡(jiǎn)介：田杰（1983.2-），女，江蘇省揚(yáng)州人，研究生，中學(xué)一級(jí)教師，從事高中生物教學(xué)研究.

1 生物學(xué)科核心素養(yǎng)與高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的關(guān)系《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 年版）》中明確提出生物學(xué)科的課程教學(xué)目標(biāo)就是讓學(xué)生形成正確生命觀、科學(xué)思維，并掌握科學(xué)的探究方法，可以立足于相關(guān)生物知識(shí)，承擔(dān)有關(guān)的社會(huì)責(zé)任.另外，生物課程的教學(xué)中，十分注重學(xué)生在課堂上的實(shí)踐過(guò)程，關(guān)注學(xué)生在課堂上的親身經(jīng)歷，注重學(xué)生在實(shí)際學(xué)習(xí)中的動(dòng)手動(dòng)腦與主動(dòng)參與的過(guò)程.在實(shí)際教學(xué)時(shí)，也需關(guān)注生物學(xué)科的核心素養(yǎng)落實(shí)的關(guān)鍵則是通過(guò)知識(shí)探究指導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí).實(shí)驗(yàn)是生物課程的組成，其既能實(shí)現(xiàn)生物學(xué)的理論知識(shí)演示以及延伸，又能通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀化，促使生物知識(shí)滿足學(xué)生自身的認(rèn)知規(guī)律，最大限度喚醒高中生內(nèi)在的求知欲與好奇心，尤其是嚴(yán)謹(jǐn)高效的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的合理預(yù)測(cè)、動(dòng)手操作的規(guī)范等，各個(gè)環(huán)節(jié)都能使學(xué)生具備適應(yīng)生活與社會(huì)的重要能力，如科學(xué)探究以及科學(xué)思維的能力.

2 核心素養(yǎng)及其運(yùn)用于高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

2.1 生物學(xué)科核心素養(yǎng)概述

核心素養(yǎng)主要指學(xué)生在生物課程實(shí)際學(xué)習(xí)時(shí)所具備的、與終身發(fā)展以及社會(huì)發(fā)展相適應(yīng)的能力，生物學(xué)科核心素養(yǎng)通常包含了生命觀念、科學(xué)探究、理性思維、社會(huì)責(zé)任，具體來(lái)說(shuō)，生命觀念主要指觀察生命現(xiàn)象及其關(guān)系解釋之后的想法，在生物學(xué)科的教學(xué)中培養(yǎng)生命觀念是極其重要的；理性思維主要指分析、比較、概括、綜合的一種思維形式，其主要是通過(guò)理性思維對(duì)生物現(xiàn)象和規(guī)律實(shí)施探討與說(shuō)明，并對(duì)生物學(xué)科中的相關(guān)問(wèn)題與現(xiàn)象加以論證；科學(xué)探究主要指依據(jù)生命現(xiàn)象實(shí)施觀察與提問(wèn)，并設(shè)計(jì)出相應(yīng)的研究方案，交流與研究學(xué)習(xí)結(jié)果；社會(huì)責(zé)任主要指經(jīng)過(guò)生物知識(shí)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生參與到自身及社會(huì)相關(guān)事物的探討，經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)的生物知識(shí)，對(duì)生產(chǎn)與生活當(dāng)中存有的生物問(wèn)題實(shí)施解決，以實(shí)現(xiàn)健康、環(huán)保意識(shí)的宣傳.

2.2 核心素養(yǎng)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義

鑒于高中生物學(xué)科的特點(diǎn)，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是其中最為重要的組成部分，學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)中，需要站在科學(xué)的角度上，通過(guò)參與到個(gè)人和社會(huì)相關(guān)討論中，逐漸掌握教材上的生物知識(shí)，并在面實(shí)驗(yàn)操作和觀察中，逐漸形成求真務(wù)實(shí)、崇尚嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)品質(zhì)，并形成強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感.同時(shí)，基于學(xué)科素養(yǎng)下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可促使學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)中，對(duì)常見(jiàn)的生命現(xiàn)象形成科學(xué)地認(rèn)識(shí)、感知和揭示，最終使其在日后學(xué)習(xí)中能夠?qū)ι飭?wèn)題進(jìn)行清晰地判斷、合理地推理，以及詳細(xì)地歸納和總結(jié)，最終促使高中生在學(xué)習(xí)中，逐漸形成科學(xué)的精神，最終促使以合作的形式對(duì)生物現(xiàn)象實(shí)施討論，從而使學(xué)生真正實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí).由此可知，核心素養(yǎng)既是學(xué)生素質(zhì)教育的重要體現(xiàn)，又對(duì)學(xué)生實(shí)現(xiàn)高效學(xué)習(xí)與成長(zhǎng)有著重要意義.

3 核心素養(yǎng)下基于新教材的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

3.1 以實(shí)驗(yàn)講解概念，培養(yǎng)生命觀念高中生物教師在優(yōu)化生物概念教學(xué)時(shí)，應(yīng)充分發(fā)揮生物實(shí)驗(yàn)這一載體的價(jià)值，借助生物實(shí)驗(yàn)的方式，將生物概念呈現(xiàn)在學(xué)生面前.如此，可引領(lǐng)學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)的演示、觀察中，對(duì)“能量與物質(zhì)、生命功能與結(jié)構(gòu)、進(jìn)化和適應(yīng)性、平衡”等生物觀念形成直觀地認(rèn)識(shí)，深化生物概念理解，提升生物課堂學(xué)習(xí)效果.以“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”的相關(guān)內(nèi)容講解為例，其教學(xué)目標(biāo)是：對(duì)細(xì)胞器的具體結(jié)構(gòu)、具體功能進(jìn)行掌握，并利用顯微鏡對(duì)線粒體、葉綠體、核糖體、中心體進(jìn)行觀察，掌握相關(guān)的形態(tài)分布，開(kāi)展唯物主義的辯證教育.生物教師可將玩具廠車間工作視頻播放出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生在視頻觀看中，掌握“細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)”的相關(guān)知識(shí)點(diǎn).在此基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)的內(nèi)容，對(duì)“人體細(xì)胞與工廠車間運(yùn)行”之間是否相同.生物教師可引導(dǎo)學(xué)生制作些人口腔的上皮細(xì)胞與黑藻葉片的裝片，詳細(xì)觀察細(xì)胞中線粒體的具體分布形態(tài)，使得學(xué)生在生物實(shí)驗(yàn)的親自參與中，對(duì)相關(guān)知識(shí)形成深刻地認(rèn)識(shí).另外，還可以借助一定的比喻，將人體比作是房屋，將人體中的細(xì)胞看做是房子的相關(guān)材料，如：地面、墻、門窗等.通過(guò)教師的形象生動(dòng)的講解，就能深化學(xué)生對(duì)細(xì)胞的理解，并提高對(duì)于生命的認(rèn)知.另外，生物教師可提出與細(xì)胞相關(guān)的問(wèn)題，包括：在肌肉中存在數(shù)量最多的細(xì)胞都有什么？蝌蚪尾巴消失和什么之間存在明確的相關(guān)性？針對(duì)這兩個(gè)問(wèn)題，學(xué)生可結(jié)合生物實(shí)驗(yàn)探究中獲得知識(shí)，對(duì)基本細(xì)胞這一知識(shí)點(diǎn)形成深刻地認(rèn)知，了解細(xì)胞不同結(jié)構(gòu)、具體分工，即細(xì)胞各有職責(zé)，通過(guò)自己工作的完成，實(shí)現(xiàn)協(xié)作配合，對(duì)生命活動(dòng)進(jìn)行維持.

3.2 組織合作探究，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度

高中生物教師在引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，不能局限與“演示實(shí)驗(yàn)、講實(shí)驗(yàn)”的模式中，而是給學(xué)生一定的話語(yǔ)權(quán)，引導(dǎo)學(xué)生親自操作實(shí)驗(yàn)、親自探究實(shí)驗(yàn)，在探究思考中，達(dá)到既定的教學(xué)目標(biāo).而要達(dá)到這一點(diǎn)，合作探究恰恰是最佳的選擇.與學(xué)生個(gè)人單打獨(dú)斗的模式相比，合作探究充分體現(xiàn)了“群策群力”的特點(diǎn)，將學(xué)生的智慧集中到一起，經(jīng)過(guò)相互溝通和交流，共同尋求出科學(xué)的探究方法，真正提升合作探究學(xué)習(xí)的有效性.同時(shí)，在合作探究的過(guò)程中，學(xué)生在學(xué)習(xí)小組之內(nèi)，也經(jīng)歷了頭腦風(fēng)暴，拓展了自身的思路，并逐漸形成了科學(xué)的態(tài)度.以“酶的作用和本質(zhì)”生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度，教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，就借助了分組實(shí)驗(yàn)的模式，引導(dǎo)學(xué)生以小組作為載體，有的學(xué)生負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)操作，有的學(xué)生負(fù)責(zé)觀實(shí)驗(yàn)觀察，有的學(xué)生負(fù)責(zé)整理相關(guān)數(shù)據(jù)等，待到學(xué)習(xí)小組共同完成實(shí)驗(yàn)之后，并圍繞實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)，在小組之內(nèi)進(jìn)行交流，最終形成本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論.在這一實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生之間相互合作，并以不同的身份參與到生物實(shí)驗(yàn)探究中，真正提升了實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的有效性；再比如，在“酶活性影響條件”的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)中，就引導(dǎo)學(xué)生借助新鮮土豆片、冷凍土豆片、高溫處理土豆片作為本次實(shí)驗(yàn)材料，分別在這三種實(shí)驗(yàn)材料上融入2 mL濃度為3%的氫氧化鈉的溶液，對(duì)氫氧化鈉的融入生成的氣泡量極其產(chǎn)生速度實(shí)施觀察.學(xué)生經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的觀察，通過(guò)互相交流、動(dòng)手操作，充分掌握相關(guān)生物知識(shí)，并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，了解到酶的本質(zhì)與作用，并形成相應(yīng)的科學(xué)探究力.

3.3 實(shí)驗(yàn)方案分析，培養(yǎng)理性思維

批判能力、建模思維、推理演繹力都屬于生物學(xué)科的核心素養(yǎng)，即理性思維的組成部分.此時(shí)，生物教師需引導(dǎo)學(xué)生立足于多個(gè)角度對(duì)實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施分析，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的步驟與內(nèi)容提出自己的質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生以批判的眼光來(lái)看待相關(guān)生物問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)理性思維的培養(yǎng)與發(fā)展.首先，培養(yǎng)批判能力時(shí)，可通過(guò)“酶的專一性探究”實(shí)驗(yàn)，提出假設(shè)“是否能通過(guò)碘液代替斐林試劑進(jìn)行唾液淀粉酶具備的專一性進(jìn)行驗(yàn)證”，引導(dǎo)學(xué)生與“淀粉遇到碘會(huì)變成藍(lán)”結(jié)合開(kāi)展實(shí)驗(yàn)方案的分析，以得到實(shí)驗(yàn)方法驗(yàn)證的對(duì)象僅是淀粉，不包含分解淀粉與淀粉酶，所以，不可以代替實(shí)驗(yàn)方案的具體結(jié)論.其次，培養(yǎng)推理與演繹思維，生物教師可指導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)施觀察，立足于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)施大膽猜想，讓學(xué)生對(duì)自身的猜想正確性加以驗(yàn)證.以“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，完成基本的實(shí)驗(yàn)操作之后，生物教師可提出問(wèn)題：“將蔗糖的溶液換為甘油是否會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果”，以啟發(fā)學(xué)生通過(guò)質(zhì)壁分離的原理猜想實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并提供有關(guān)材料引導(dǎo)學(xué)生實(shí)施自主實(shí)驗(yàn)，并得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論.最后，培養(yǎng)模型構(gòu)建思維，生物教師可設(shè)計(jì)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，深化學(xué)生對(duì)于模型的理解，以“DNA分子結(jié)構(gòu)”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例，生物教師可提供給學(xué)生相關(guān)的五邊形、圓形、長(zhǎng)方形的訂書(shū)機(jī)與硬紙板，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)教材中的DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)模型，深化學(xué)生對(duì)于DNA雙螺旋的結(jié)構(gòu)模型學(xué)習(xí)與掌握.

3.4 聯(lián)系實(shí)際生活，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任

高中生物學(xué)科素養(yǎng)下，教師在開(kāi)展試驗(yàn)教學(xué)時(shí)，不能局限于生物實(shí)驗(yàn)中，還應(yīng)立足于生物實(shí)驗(yàn)和實(shí)際生活的內(nèi)在聯(lián)系，通過(guò)生物知識(shí)的運(yùn)用，承擔(dān)起有關(guān)社會(huì)責(zé)任.通常來(lái)說(shuō)，社會(huì)責(zé)任主要是引導(dǎo)學(xué)生參與至個(gè)人和社會(huì)的事物討論，立足于生物學(xué)認(rèn)知進(jìn)行理性判斷，以實(shí)現(xiàn)生活中的相關(guān)問(wèn)題解決.為了使學(xué)生形成社會(huì)責(zé)任，最重要的就是引導(dǎo)學(xué)生充分理解到生活當(dāng)中的生物現(xiàn)象，并增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于生活當(dāng)中生物現(xiàn)象的關(guān)注度.學(xué)生只有充分理解到實(shí)際生活當(dāng)中的相關(guān)生物現(xiàn)象時(shí)，才可以準(zhǔn)確的把握生物知識(shí)，并承擔(dān)其有關(guān)的社會(huì)責(zé)任.生物實(shí)驗(yàn)的具體教學(xué)中，教師可通過(guò)生活中的問(wèn)題引起學(xué)生的注意，并以生活實(shí)例滲透給學(xué)生，以促使學(xué)生形成生活觀的同時(shí)，主動(dòng)承擔(dān)起相關(guān)的社會(huì)責(zé)任.在實(shí)驗(yàn)教學(xué)前，教師可通過(guò)生活案例進(jìn)行新課導(dǎo)入，在教學(xué)過(guò)程通過(guò)生活案例增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，通過(guò)生活案例實(shí)施遷移應(yīng)用.以實(shí)驗(yàn)“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”的教學(xué)為例，教師可與實(shí)際生活相聯(lián)系，將生活實(shí)例融入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的始終，提出問(wèn)題：“經(jīng)過(guò)大量的劇烈運(yùn)動(dòng)之后，為何會(huì)有肌肉酸痛的情況出現(xiàn)？結(jié)合學(xué)習(xí)的生物知識(shí)，說(shuō)出為何提倡慢跑？怎樣解釋水稻等相關(guān)植物需定期排水？”通過(guò)生活中的例子實(shí)施提問(wèn)，不僅能夠使學(xué)生對(duì)于生物知識(shí)的學(xué)習(xí)充滿興趣，并實(shí)現(xiàn)實(shí)際問(wèn)題的解決，而且還能增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于生活問(wèn)題的關(guān)注，并促使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到知識(shí)和生活之間的密切關(guān)聯(lián)，以促使學(xué)生形成社會(huì)責(zé)任感.另外，在實(shí)際的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還可依托生活元素，促使學(xué)生在學(xué)習(xí)中逐漸形成強(qiáng)烈的社會(huì)責(zé)任感，也是重要步驟，生物教師需善于通過(guò)生活案例指導(dǎo)學(xué)生思考，從而使學(xué)生掌握到應(yīng)用生物知識(shí)解決社會(huì)、生活中的問(wèn)題.

綜上所述，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)并非是一蹴而就的，而是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程.鑒于此，生物教師在開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，需注重核心素養(yǎng)的滲透，通過(guò)不斷的摸索與探究，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)生物實(shí)驗(yàn)對(duì)生物知識(shí)進(jìn)行觀察與探究，形成本位意識(shí)的同時(shí)，在提升實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)效果的同時(shí)，從而使學(xué)生形成生命觀念、科學(xué)態(tài)度、理性思維、社會(huì)責(zé)任感.

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[責(zé)任編輯：季春陽(yáng)]