基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的高中生物實驗教學(xué)策略

邵柳逸

（宜興市陽羨高級中學(xué) 江蘇宜興 214200）

引言

在新課改的背景下，在開展教學(xué)的過程中，要重視培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。高中教學(xué)階段，生物作為一門較為特殊的理科科目，在高中教學(xué)中有著極為重要的地位。然而，當(dāng)前高中生物教學(xué)中，對于實驗教學(xué)的輕視使得生物理論教學(xué)難以得到有力的支持，學(xué)生在未經(jīng)過嚴(yán)格設(shè)計的實驗教學(xué)中也難以得到應(yīng)有的收獲，生物教學(xué)自然在教學(xué)質(zhì)量無法獲得實質(zhì)性的突破。因此，在目前的狀況下，有必要對高中生物實驗教學(xué)進(jìn)行教學(xué)思路和教學(xué)方法上的改革，通過學(xué)科核心素養(yǎng)的滲透，使得生物實驗教學(xué)能夠在素質(zhì)教育的視角之下煥發(fā)出新的生機(jī)[1]。

一、在核心素養(yǎng)視域下開展高中生物實驗教學(xué)的重要性

高中生物是一門極其注重理論知識和實驗實踐兩方面的理科學(xué)科，若是只注重理論知識上的教學(xué)，雖然學(xué)生能夠在生物知識體系上有著極為扎實的基礎(chǔ)，但是在沒有親自動手完成實驗的基礎(chǔ)之上，難以留下深刻的印象。生物知識的生活實際應(yīng)用更是無從談起，學(xué)生學(xué)習(xí)到的理論知識被完全架空，而只是注重實驗實踐教學(xué)。雖然學(xué)生學(xué)到的生物知識能夠在實驗中獲得具體的驗證，但是大量時間和精力耗費在實驗上只會讓學(xué)生的理論知識儲存匱乏，在缺乏大量的理論知識作為后備的情況下，再多的實驗也無法建立系統(tǒng)的生物知識體系。而目前，在應(yīng)試教育的影響下，生物實驗成了整個教學(xué)環(huán)節(jié)中最為薄弱的地方，學(xué)生在生物實驗中既無法對學(xué)習(xí)到的理論知識進(jìn)行親手驗證，更無法學(xué)習(xí)到最為基本的實驗室操作技能。因此，在生物實驗教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)顯得尤為必要。通過核心素養(yǎng)的滲透，學(xué)生才能夠真正加強對于生物知識的認(rèn)知，并形成理論知識和實驗實踐之間的良性循環(huán)，最終建立起立體的生物知識體系，對于學(xué)生未來綜合素質(zhì)的發(fā)展也大有助益。

二、目前高中生物實驗教學(xué)活動中存在的主要問題分析

1.部分高中學(xué)校的生物實驗教學(xué)活動落實不到位

高中階段生物教學(xué)活動面臨的最大局限就在于教學(xué)時間非常有限，因為生物學(xué)科是一門分?jǐn)?shù)占比相對較小的學(xué)科，所以學(xué)校在進(jìn)行課程時間安排的時候，也會有意識地將時間安排傾向于語數(shù)外等大課。從高中階段的生物教學(xué)內(nèi)容來看，學(xué)生需要掌握的相關(guān)知識是非常繁雜的。這種情況導(dǎo)致很多生物教師在開展教學(xué)活動的時候，常常存在時間不夠、教學(xué)重點強調(diào)不到位的情況，連最基本的教學(xué)重點都難以落實，而開展生物實驗探究活動，需要更多的課堂時間。有一部分生物教師在教學(xué)工作當(dāng)中有意識地去弱化生物實驗課程，甚至?xí)苯痈嬖V學(xué)生一些生物實驗的現(xiàn)象和結(jié)果，讓學(xué)生通過死記硬背的形式來進(jìn)行知識的掌握。這樣的教學(xué)方式，在現(xiàn)當(dāng)代的教育改革背景當(dāng)中已經(jīng)不再適用，不僅不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，更加不利于促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成[2]。

例如：教師給學(xué)生講解“細(xì)胞呼吸”相關(guān)知識的時候，就可以從做包子和釀米酒這種生活經(jīng)常見的現(xiàn)象導(dǎo)入教學(xué)，從酵母菌的代謝類型展開，講解細(xì)胞呼吸類型及酵母菌呼吸類型裝置設(shè)計的相關(guān)實驗。這種實驗教學(xué)方式更容易被學(xué)生接受，通過生動、有趣的教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的積極性與求知欲，讓學(xué)生能夠主動投身到學(xué)習(xí)中，并提高生物知識的應(yīng)用能力，真正做到學(xué)以致用。

2.部分生物教師的實驗教學(xué)比較單一

生物教師開展實驗教學(xué)活動的時候，為了更好地節(jié)約課堂時間，所采用的方式比較單一。比如，有些生物教師開展實踐探究活動時，一上來就直接向?qū)W生介紹實驗的主要步驟和注意事項，然后再讓學(xué)生轉(zhuǎn)入實驗操作過程當(dāng)中。更有甚者，有些教師甚至不會讓學(xué)生來進(jìn)行實驗操作，而是會直接向?qū)W生進(jìn)行實驗操作的演示，讓學(xué)生在觀察的過程當(dāng)中去記錄重點，教師所采用的這些生物實驗探究活動方法，都是基于教師主體這一基礎(chǔ)之上的，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程當(dāng)中，并沒有太強的參與性。另外，這種生物實驗落實方法，非常不利于學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。我們談到學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)的時候，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止學(xué)生知識素養(yǎng)的養(yǎng)成，尤其是在生物這類科學(xué)性較強的學(xué)科中，學(xué)生不僅需要具備專業(yè)的知識素養(yǎng)，同時也要具備一定的實驗探究能力和科學(xué)思維。所以，讓學(xué)生親自去進(jìn)行實驗操作，在實踐操作當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問題，基于所發(fā)現(xiàn)的問題去尋找解決辦法，是落實生物實驗教學(xué)活動，促進(jìn)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的根本手段?？墒菑哪壳皝砜?，有一大部分生物教師的實驗教學(xué)活動，都很難達(dá)到這一主要目的。

3.對學(xué)科核心素養(yǎng)未提起重視

現(xiàn)如今，影響高中生生物學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要因素是老師并沒有注重這方面。由于受到應(yīng)試教育的影響，老師往往只關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)成績，對生物實驗只是一帶而過。再者，即使有些高中生物老師開展了相應(yīng)的實驗活動，學(xué)生也只是被動地操作實驗，并沒有注重自身實踐探究能力、科學(xué)思維能力等方面的培養(yǎng)，這和形成良好的生物學(xué)科核心素養(yǎng)有著很大的差距。

三、高中生物教學(xué)活動中落實實驗探究、培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效策略分析

1.把課堂教學(xué)內(nèi)容和生活有效結(jié)合

高中生物和其他學(xué)科的區(qū)別主要在于實踐性的特征，我們平時生活中的小常識、生活小妙招等很多都離不開生物知識的運用。因此，我們要多鼓勵和引導(dǎo)學(xué)生觀察生活中的一些小細(xì)節(jié)，從中發(fā)現(xiàn)其依托的生物理論知識，把生物理論知識和現(xiàn)實生活實踐融合在一起。高中生物教師要淘汰以往填鴨式的教育方法，多探索和改革多樣化的教育方法，通過不同方式來提高學(xué)生的體驗感和興趣，從而促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮主動性來探索學(xué)習(xí)生物學(xué)科。教師通過生活化的教學(xué)法，激發(fā)學(xué)生挖掘來自生活方面理論知識的熱情和動力。另外，高校教師也要把生活實踐體驗融入實驗設(shè)計，從而使實驗教學(xué)更加生動、有趣味性，從而激發(fā)學(xué)生參與實踐操作的勇氣和積極性[3]。

2.注重豐富實驗探究的目的和內(nèi)容

對于實驗活動探究也不能僅僅立足于是否能夠落實這一方面，而是應(yīng)該更多地去考慮，在實驗探究活動當(dāng)中，應(yīng)該通過哪些方法促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力、科學(xué)精神、自主能力等多樣化能力的培養(yǎng)。因此，優(yōu)化高中實驗探究活動的目的和內(nèi)容，是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵手段。

例如：教師在引導(dǎo)學(xué)生開展“探索淀粉酶對淀粉和蔗糖的作用”這一生物實驗的時候，主要目的是讓學(xué)生初步學(xué)會探索酶催化特定化學(xué)反應(yīng)的方法、探索淀粉酶是否只能催化特定的化學(xué)反應(yīng)。落實實驗活動，確保每一個學(xué)生在實驗開展的過程當(dāng)中，都能夠去進(jìn)行親身的操作和實踐是根本。然后，教師還要更多地去思考，如何讓學(xué)生在實驗操作的過程當(dāng)中，培養(yǎng)科學(xué)精神。比如，日常生活當(dāng)中，含有淀粉的物質(zhì)非常多，那么教師就可以向?qū)W生設(shè)置這樣的問題：你能夠想到哪些物質(zhì)來提取淀粉？這樣學(xué)生所思考的問題就不僅僅是如何落實這一個實驗操作，而擴(kuò)展到了如何結(jié)合自己的實際生活來進(jìn)行一些實驗物質(zhì)的獲取。為了培養(yǎng)學(xué)生的獨立意識，教師在學(xué)生開展實驗的時候，發(fā)現(xiàn)學(xué)生的實驗走入了誤區(qū)，出現(xiàn)的現(xiàn)象和實驗本身不符的時候，不要立刻給予學(xué)生幫助，而是可以叫停其他學(xué)生的實驗，讓學(xué)生共同展開討論分析錯誤學(xué)生存在的主要問題，然后再引導(dǎo)這些學(xué)生去進(jìn)行逐步解決。教師通過運用這樣的方法，就能夠進(jìn)一步優(yōu)化高中實驗探究活動的內(nèi)容，更多地去培養(yǎng)學(xué)生多元化的能力，真正落實學(xué)生生物核心素養(yǎng)培養(yǎng)的目的。

3.重視培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

高中生物實驗雖然較為簡單，但是在每個實驗中的步驟、順序以及器皿和材料的處理方式都極為嚴(yán)格，學(xué)生若是在實驗過程中出現(xiàn)了差錯便有可能導(dǎo)致實驗結(jié)果上的問題，因此教師可以從實驗的實踐規(guī)范上入手培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

例如：在探索“生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”教學(xué)中，需要學(xué)生對要實驗的插條進(jìn)行處理，并且準(zhǔn)備具有一定濃度的生長素，隨后再進(jìn)行分組實驗并記錄數(shù)據(jù)觀察結(jié)果，自變量是生長素類似物的濃度大小，因變量則是生長素類似物作用的效果，插條、處理時間以及實驗所處的環(huán)境則是無關(guān)變量，學(xué)生若是在實驗過程中沒有分清自變量、因變量和無關(guān)變量，便有可能造成時間上的浪費。一方面，教師在介紹實驗流程的過程中，需要幫助學(xué)生理清實驗流程，避免記錄和觀察上出錯。另一方面，教師不能事無巨細(xì)將所有注意事項告知學(xué)生，要通過科學(xué)引導(dǎo)的方式，讓學(xué)生在配置生長素類似物母液和處理插條的過程中獨立思考，并在不斷地試錯中發(fā)現(xiàn)生物實驗中不同變量之間的關(guān)系，從而培養(yǎng)學(xué)生的理性思維。此外，在生物實驗的細(xì)節(jié)上，教師也需要進(jìn)行一定的引導(dǎo)，在上述實驗中，插條的選擇和處理也需要一定的技巧，插條的選擇上需要選擇生長良好的枝條，這種枝條具有發(fā)育快、易成活和細(xì)胞分裂強等特點，在實驗中也能更容易觀察到生長素類似物的效果，在插條的處理上需要將下端削成斜面，增加插條吸收水的面積。教師在指導(dǎo)學(xué)生實驗時，可以通過實驗現(xiàn)象上的不同，暗示學(xué)生插條的選擇和處理對實驗結(jié)果的影響。

4.注重結(jié)合現(xiàn)代科技手段落實高中階段的生物實驗活動

在高中階段的生物實驗探究內(nèi)容當(dāng)中，有一些生物實驗可能需要耗費的時間較長，所以就導(dǎo)致教師在開展實踐探究活動的時候，不得不省略一些實驗步驟，或者是通過教師個人的演示來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究。為了更好地解決這樣的問題，教師可以結(jié)合現(xiàn)代的科技手段來進(jìn)行高中階段的生物實驗探究活動落實。

例如：以“生長素類似物對植物生長發(fā)育的影響”這個實驗為例，在具體的實驗過程當(dāng)中，對于器材的要求比較嚴(yán)格，而且需要的時間較長。那么，教師就可以借助多媒體教學(xué)工具，通過搜索相關(guān)實驗的演示視頻與視頻播放的形式，來引導(dǎo)學(xué)生了解這一實驗過程。教師通過使用這樣的方法，就能夠很好地節(jié)約教師的課堂講解時間，快速地進(jìn)行理論知識的傳遞，然后讓學(xué)生迅速投入到實踐探究活動當(dāng)中。另外，教師在日常的生物教學(xué)工作當(dāng)中，還可以借助多媒體教學(xué)工具去進(jìn)行一些反轉(zhuǎn)視頻資源的整理，且反轉(zhuǎn)視頻資源一定要和學(xué)生的生物課本教材緊密聯(lián)系。比如，對于學(xué)生教材上的一些實驗，教師都可以收集相關(guān)的視頻資源。在引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗探究之前，教師可以以播放視頻的形式引導(dǎo)學(xué)生快速掌握實驗技巧和實驗步驟，這樣就能夠為學(xué)生的實踐探究活動留下更多的時間，更加有利于為學(xué)生提供思考和探究的空間，促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的養(yǎng)成。

5.通過觀察實驗掌握實驗操作技能，樹立正確的生命觀念

生物教學(xué)中包含許多重要的實驗，在生物實驗中，涉及實驗操作技能和方法、實驗觀察以及得出結(jié)論等具體的科學(xué)研究方法，通過具體的實驗操作，有利于樹立正確的生命觀念[4]。

例如：在“觀察根尖分生組織細(xì)胞的有絲分裂”中，學(xué)生首先需要學(xué)會顯微鏡的安裝流程，然后在低倍鏡下觀察，找到分生區(qū)細(xì)胞后再用高倍鏡觀察。在開展實驗過程中，學(xué)生可能會提出一些有關(guān)細(xì)胞分裂的問題。這時老師要引導(dǎo)學(xué)生思考，依靠自己的能力解決相關(guān)的問題，培養(yǎng)自身的學(xué)科核心素養(yǎng)。

6.重視開展小組合作，提升綜合能力

隨著新課程改革標(biāo)準(zhǔn)的不斷發(fā)展，團(tuán)體教學(xué)方法將被納入高中生物學(xué)課程。高中生物學(xué)教學(xué)是基于基本素養(yǎng)的概念。教師可以在課堂上引入小組互動，以提高學(xué)生的綜合能力。

例如：以“果酒和果醋的制作”這節(jié)課為例，老師可以在課堂上充分利用小組協(xié)作來做到這一點。根據(jù)諸如“微生物”等生物知識的基本習(xí)得，教師將學(xué)生分為三個級別：精通“微生物”和其他基本生物知識的學(xué)生，以及 對“微生物”的基礎(chǔ)知識有基本了解的學(xué)生，對生物學(xué)“微生物”的基本知識不是很了解的學(xué)生。然后，老師根據(jù)“果酒和果醋的制作”這節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容，問學(xué)生“影響果酒和果醋制作的關(guān)鍵因素是什么”，并幫助他們分組討論和回答上述問題。這不僅展示了學(xué)生的語言組織和表達(dá)能力，還使他們能夠體驗小組合作帶來的學(xué)習(xí)生物學(xué)的好處，從而增強學(xué)生與他人合作和探索的能力。

結(jié)語

提高學(xué)生的基本素養(yǎng)，不僅是實施新課程改革構(gòu)想的重要組成部分，也是提高學(xué)生全面能力的重要手段，生物教師需要加深對核心素養(yǎng)的理解和研究，樹立核心素養(yǎng)教育的觀念，積極創(chuàng)造條件，做好實驗課程，通過學(xué)習(xí)，學(xué)生可以利用自己的生物學(xué)知識、方法和技能來解決實際的生活問題，并逐步升華學(xué)生的情感態(tài)度和價值觀，讓學(xué)生的核心素養(yǎng)得到有效培養(yǎng)，最終滿足終身學(xué)習(xí)的發(fā)展要求。