高中生物實驗教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的途徑與策略分析

陳照月 鄧源喜 盛慶超 王慶軍 李 翔 管長娟

①安徽省蚌埠市第三中學(xué) ②安徽省蚌埠市教育科學(xué)研究所 ③蚌埠學(xué)院食品與生物工程學(xué)院

隨著我國教育的不斷改革與發(fā)展，生物學(xué)科的教學(xué)不能只拘泥于課本、課堂上，實驗的教學(xué)也是提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)全面型人才的需要。為了提高高中生的學(xué)科核心素養(yǎng)，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，動手實踐等能力，文章闡述了生物實驗的教學(xué)內(nèi)容，分析了高中生物實驗教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的一些途徑與策略，并指出了實際實驗教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注意的問題。

隨著我國新課程改革的不斷深化與推進，核心素養(yǎng)體系在高中生物教學(xué)中被置于基礎(chǔ)地位并發(fā)揮著重要作用[1]。高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生在生物學(xué)教學(xué)過程中為了適應(yīng)個人、社會發(fā)展所逐漸形成的必備品格和關(guān)鍵能力，也是學(xué)生積極主動學(xué)習(xí)，掌握生物學(xué)習(xí)方法、實驗探究能力等全面發(fā)展所具有的關(guān)鍵和必要的基礎(chǔ)素養(yǎng)[2]。在高中，生物學(xué)是以試驗為基礎(chǔ)的一門自然學(xué)科，也是注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的學(xué)科。在實驗教學(xué)中，可以讓學(xué)生們在理解課本知識的基礎(chǔ)上，進一步提高他們的實驗操作及實踐能力，逐步培養(yǎng)他們的科學(xué)思維。但傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式往往過于關(guān)注學(xué)生的基礎(chǔ)技能形成，對生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)還不夠，生物學(xué)科素養(yǎng)中所包含的生命觀念，理性思維，科學(xué)探究能力以及社會責(zé)任在實驗教學(xué)中也不容忽視。近年來，高中生物教學(xué)不斷地改革深化，對實驗教學(xué)的重視極力提高，我們深知學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)離不開實驗教學(xué)，為能夠培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高學(xué)生思維能力，培育學(xué)生敢于質(zhì)疑、敢于創(chuàng)新的精神，高中生物試驗教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的途徑與策略在不斷地改進和優(yōu)化[3]。

1 高中生物實驗教學(xué)的內(nèi)容

高中生物實驗是一門旨在培養(yǎng)高中生的創(chuàng)新能力，提高學(xué)生的探究能力，讓學(xué)生在生物課堂之外學(xué)習(xí)掌握知識內(nèi)容的一門課程。生物學(xué)本就是一門實驗性的學(xué)科，除了生物課堂上的教學(xué)，實驗課程的開展也必須納入到教學(xué)中。現(xiàn)階段，生物實驗教學(xué)的內(nèi)容不僅要囊括對生物知識的講解，實驗方法的教學(xué)，更重要的是要通過各種途徑與策略來培養(yǎng)高中生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)，主要體現(xiàn)在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，增強學(xué)生的社會責(zé)任感，提升學(xué)生的團隊合作意識等方面，讓學(xué)生綜合發(fā)展自己，為將來的學(xué)習(xí)甚至是科研道路奠定良好的基礎(chǔ)。

2 高中生物試驗教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的途徑分析

2.1 營造良好的實驗教學(xué)情境

在實驗教學(xué)中，除了給學(xué)生提供好的實驗環(huán)境和實驗設(shè)備之外，教師結(jié)合需要講解的知識營造出真實的實驗情境也很重要。良好的情境教學(xué)，可有效地訓(xùn)練學(xué)生的理性思維，在實驗過程中潛移默化地提升學(xué)生的判斷、分析、比對能力。如在植物的光合作用和呼吸作用的教學(xué)中，教師可通過模仿植物的光合作用和呼吸作用來營造氛圍，在吸引學(xué)生進行實驗探究的同時，使學(xué)生能夠深刻地理解這兩個作用的概念，不易產(chǎn)生混淆[4]。通過這樣的一個情境教學(xué)，化抽象為具體，讓學(xué)生在進行有趣的實驗過程中，能更加便捷、快速地掌握其中的知識內(nèi)容。因此，通過營造良好的、真實的實驗教學(xué)情境，可有效培養(yǎng)高中生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.2 明確認(rèn)真的實驗態(tài)度

在生物實驗探究過程中，學(xué)生的態(tài)度起著關(guān)鍵作用。學(xué)生不但要有認(rèn)真端正的實驗探究態(tài)度，科學(xué)的精神也要樹立起來，尊重事實和證據(jù)，以及擁有嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度。很多學(xué)生比較注重課本知識的學(xué)習(xí)，而忽視了實驗的重要性，也有部分學(xué)生在實驗課中抱著玩的心態(tài)，沒有正視實驗課程中的知識內(nèi)容。為此，教師在實驗過程中，要多方面地引導(dǎo)學(xué)生，讓他們樹立科學(xué)探究精神，激起學(xué)習(xí)的興趣，端正他們的態(tài)度。沒有認(rèn)真的實驗態(tài)度，會導(dǎo)致實驗不能順利地進行，或在實驗過程中生成可避免的錯誤，從而達不到培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。例如在有絲分裂的實驗中，首先嚴(yán)格要求學(xué)生遵守實驗規(guī)則，明確并講解此次實驗的具體步驟，讓每個學(xué)生積極參與到有絲分裂實驗中的裝片，細胞解離的操作，以及壓片等操作中來，并要求學(xué)生在實驗過程中認(rèn)真的記錄實驗現(xiàn)象和結(jié)果[5]。在實驗操作過程中，學(xué)生擁有了認(rèn)真、端正的實驗態(tài)度，對培養(yǎng)他們的核心素養(yǎng)發(fā)揮著積極作用。

2.3 提升教師自身的素質(zhì)

教師是生物實驗教學(xué)中的組織者，是實驗活動的第一人，在實驗教學(xué)過程中占據(jù)非常重要的地位。若想要在生物實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，教師首先要確保自己的教學(xué)素養(yǎng)和能力，必要時，也要積極參加一些培訓(xùn)活動來提高自己的教學(xué)水平，跟上新時期的教育要求。倘若教師自身的素質(zhì)不達標(biāo)，那在實驗教學(xué)過程中不能保證學(xué)生們學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，所以，作為教師，我們一定要不斷地跟上教育要求的步伐，增強自身的教學(xué)素養(yǎng)、教學(xué)技能，提升自身的素質(zhì)。

2.4 培養(yǎng)學(xué)生對實驗課程的興趣

俗話說，興趣是學(xué)生最好的老師，是催促學(xué)生學(xué)習(xí)的發(fā)動機。在實驗課堂上，學(xué)生對老師所講的內(nèi)容不感興趣，對整個實驗也不為所動，不會投入到實驗操作中來，那么在實驗教學(xué)中，學(xué)生并不能學(xué)到知識內(nèi)容，核心素養(yǎng)也很難提高。對于高中生而言，不可避免的會有學(xué)習(xí)上的壓力，甚至有的同學(xué)會感受到學(xué)習(xí)的枯燥，所以我們在開展生物實驗教學(xué)時，要盡可能的從學(xué)生的角度出發(fā)，設(shè)計有趣生動的實驗課程，采取創(chuàng)新的手段，賦予實驗課程趣味橫生的同時也豐富其中的教學(xué)內(nèi)容。例如在學(xué)習(xí)細胞認(rèn)識這一塊內(nèi)容時，開展顯微鏡的實驗活動，讓學(xué)生組成小組，來進行對細胞內(nèi)部組織形態(tài)的觀察，認(rèn)識真核生物、原核生物，探究如何分清楚細胞膜、細胞質(zhì)、葉綠體等，與此同時，在實驗過程中，我們再放出圖片或者視頻，將有關(guān)細胞的知識生動地呈現(xiàn)給學(xué)生。激發(fā)學(xué)生們在課程中的興趣，不但能讓學(xué)生樂于接受并掌握知識重點，還能使教師的教學(xué)效率得到提升，無疑也是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效途徑[6]。

2.5 重視對實驗設(shè)計的分析

實驗的設(shè)計在實驗教學(xué)中也至關(guān)重要，我們要在實驗原理的基礎(chǔ)上，保證安全的同時，再結(jié)合實驗室可提供的儀器和材料，按照科學(xué)原則綜合性地設(shè)計出整個實驗的流程并對實驗結(jié)果進行預(yù)測。實驗教學(xué)中，首先讓學(xué)生按照設(shè)計好的實驗來操作，觀察記錄實驗結(jié)果，在這基礎(chǔ)之上，再鼓勵學(xué)生嘗試對實驗方案進行整改，或引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計不同的實驗操作，重視在設(shè)計的過程中的分析。例如，在探究外界溶液濃度與植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離的關(guān)系這一實驗中，先讓學(xué)生按照事先設(shè)計好的實驗操作流程，選用紫色洋蔥鱗片葉外表皮來進行探究，觀察植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)象，并記錄實驗結(jié)果。在這個實驗結(jié)束后，針對紫色洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮、蘚類小葉可否用于該實驗探究的問題，來讓學(xué)生自己設(shè)計實驗，進行分析[7]。在實驗教學(xué)中重視對實驗設(shè)計的分析，發(fā)展了學(xué)生的發(fā)散思維，提高了學(xué)生的科研探討能力，有效地實現(xiàn)對學(xué)生多方面的生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

3 高中生物實驗教學(xué)中培養(yǎng)核心素養(yǎng)的策略分析

3.1 培養(yǎng)生命觀念核心素養(yǎng)

生物學(xué)科是立足于生命的，生命觀念是學(xué)生對自然界生物體和自身生命的認(rèn)知和看法。正確的生命觀念是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一，進行實驗教學(xué)也是培養(yǎng)學(xué)生生命觀念的有效方法。實驗教學(xué)中，學(xué)生在理解知識的概念基礎(chǔ)上，通過觀察實驗現(xiàn)象、生命現(xiàn)象，可形成科學(xué)的自然觀，進行生命的探究學(xué)習(xí)。生物學(xué)科的實驗，是基于生物本身，基于科學(xué)的，從而來研究各種生物所處的生活環(huán)境[8]。如對植株的生長這一課程內(nèi)容，可設(shè)計植物生命生長過程的實驗，讓學(xué)生探究被子植物在氧氣、水分、溫度、光照等外界條件下，從一粒種子進行生命物質(zhì)的構(gòu)建，發(fā)育長成小草或者是樹苗的整個過程。這樣的一個實驗設(shè)計，會讓學(xué)生感受到生命的奇妙，引導(dǎo)學(xué)生樹立保護花草，愛護環(huán)境的生命觀念，培養(yǎng)他們相互平等、相互尊重的生命觀念。

3.2 培養(yǎng)理性思維核心素養(yǎng)

生物學(xué)科離不開理性的思維，并且是一門嚴(yán)謹(jǐn)，具有科學(xué)性的學(xué)科。在生物實驗教學(xué)中，我們必須大力地培養(yǎng)學(xué)生在這門課程上的理性思維能力，樹立他們的嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的精神。理性可以讓學(xué)生面對學(xué)習(xí)上的困難比較容易上手，理性的思維與判斷也會增強他們的科學(xué)探究能力。首先，督促學(xué)生擁有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦硇运季S能力，在實驗過程中，不會在得出結(jié)論之前隨意下結(jié)論，會深思熟慮，經(jīng)過認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃伎紒硖接懡Y(jié)果，也不會通過潛在的認(rèn)識去進行判斷[9]。其次，學(xué)生在整個實驗過程中，要遵循先思考后動手的原則，沒經(jīng)過認(rèn)真的思考就來操作實驗，不僅會出現(xiàn)沒有頭緒的現(xiàn)象，而且實驗會容易出錯，只有通過充分的理性思考，才能比較順利地進行實驗操作并得出正確的結(jié)論。最后，教師還應(yīng)引導(dǎo)、鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，提高學(xué)生獨立思考的能力，形成探究性的理性思維體系，尊重生物學(xué)事實之外，對實驗中涉及的知識進行科學(xué)、理性的認(rèn)知和學(xué)習(xí)[10]。

3.3 提高科學(xué)探究能力核心素養(yǎng)

眾所周知，生物學(xué)科也是一門探究性學(xué)科，實驗教學(xué)的開展也著重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。在實驗中，有部分學(xué)生的動手能力比較差，有部分學(xué)生思考能力不足，也有部分學(xué)生可能對科學(xué)的探究意識也不夠，我們不希望學(xué)生把生物學(xué)科實驗只是當(dāng)作一個任務(wù)來完成，或者試驗結(jié)束后，拋到腦后，沒有學(xué)習(xí)到實質(zhì)性的內(nèi)容，這樣的一個實驗教學(xué)無疑沒有起到培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的作用。而是需要認(rèn)真的開展實驗活動，積極督促學(xué)生能夠熟練地掌握其中的實驗技能，鼓勵學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，投入地思考、解決問題。同時實驗活動中，不能一味地進行填鴨式教學(xué)，而且教師也可能出現(xiàn)一些錯誤，因此也要鼓勵學(xué)生大膽地提出質(zhì)疑，并與老填師展開討論與研究，通過這樣的互動，不僅讓實驗課程充滿趣味，也逐步增強了學(xué)生的思考問題能力和科學(xué)探究能力。此外，對實驗教學(xué)內(nèi)容進行拓展也很有必要，將實驗中涉及到的內(nèi)容與理論課程知識聯(lián)系，或者與日常生活中的現(xiàn)象結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生分析歸納總結(jié)，便于對知識內(nèi)容給的理解，形成良好的科學(xué)性思維。最后，學(xué)生的創(chuàng)新精神，團隊合作精神也要培養(yǎng)鍛煉。如今，簡陋的研究環(huán)境，單人的實驗情況少之又少，往往團隊合作精神在試驗研究中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，因此團結(jié)的團隊意識會奠定學(xué)生今后的科研基礎(chǔ)，無形地培養(yǎng)了學(xué)科的核心素養(yǎng)。

3.4 提升社會責(zé)任感核心素養(yǎng)

通過生物學(xué)科的教學(xué)，我們不僅授予學(xué)生以學(xué)科上的知識內(nèi)容，也要培養(yǎng)他們成為社會需要的有用人才，即擁有強烈的社會責(zé)任感，同時嚴(yán)守科研的道德。生物學(xué)科也涉及到農(nóng)業(yè)、生態(tài)、環(huán)境和國民健康等問題，我們在保證學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的同時，要督促他們形成環(huán)保意識，積極關(guān)注民生，結(jié)合課本知識，通過實驗探究，給學(xué)生組織社會實踐活動，讓學(xué)生自主地設(shè)計實踐計劃，通過聯(lián)系社區(qū)或服務(wù)中心，來嘗試解決我們現(xiàn)實生活中的環(huán)境污染、人口老齡化等問題。實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，通過社會實踐活動，讓學(xué)生親身接觸到社會上的問題，也因此更能激起學(xué)生的社會責(zé)任意識。另外，隨著生物學(xué)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的突飛猛進，我們也從中受益許多，然而技術(shù)是一把雙刃劍，如若我們不能合理地使用科學(xué)，違背科學(xué)道德，那一定會帶來重大的災(zāi)難。例如，對于克隆技術(shù)的研究，在農(nóng)業(yè)方面，人們可通過克隆技術(shù)來培育出抗旱、抗病蟲害的優(yōu)質(zhì)品種，此外克隆技術(shù)對保護珍稀瀕危物種也有著價值[7]。但是，克隆技術(shù)一旦被不合理地應(yīng)用，將會出現(xiàn)違背倫理道德的弊端，影響自然的構(gòu)成和發(fā)展，瓦解正常的人倫秩序。對于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究，也存在與克隆技術(shù)類似的利弊，所以在進行生物教學(xué)的過程中，我們要讓學(xué)生正視這些問題，強化他們的責(zé)任意識，有擔(dān)當(dāng)并遵守科學(xué)道德。

4 結(jié)束語

綜上所述，高中生物實驗教學(xué)的開展對培養(yǎng)核心素養(yǎng)有著重要的價值與意義。實驗教學(xué)是我們在生物學(xué)科教學(xué)中不可或缺的部分，教師在實驗教學(xué)中，不僅僅是講授理論性的知識，也要讓學(xué)生通過直觀地感受實驗現(xiàn)象，來感知其中的生物知識與技能。生物實驗教學(xué)的精心設(shè)計，伴隨著科學(xué)探究精神的倡導(dǎo)，都是旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，樹立生命觀，提高社會責(zé)任感，增強操作能力和科學(xué)探索能力，其中所滲透著的生物學(xué)科核心素養(yǎng)，能夠讓學(xué)生全面的發(fā)展自己，也會對他們未來從事的科學(xué)研究有很大的幫助。