核心素養(yǎng)視域下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略探究

毛成剛

摘 要：新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確指出，高中生物教學(xué)應(yīng)當(dāng)將培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)作為重點(diǎn)，其中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是學(xué)科體系中的一個(gè)重要構(gòu)成模塊，并且也是提高學(xué)生核心素養(yǎng)的一條重要途徑。所以高中生物教師在開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，要立足于生物學(xué)科的特點(diǎn)、高中生的成長發(fā)展規(guī)律，從根源上打破傳統(tǒng)教育教學(xué)觀念的束縛，對教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，以學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的培育作為重點(diǎn)，持續(xù)強(qiáng)化學(xué)生的探究能力，從而改善高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平、提升高中生核心素養(yǎng)?；诖?，本文圍繞核心素養(yǎng)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作進(jìn)行了深入、全面的探析，以期為一線教育工作者提供有益參考。

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

核心素養(yǎng)是高中生成長發(fā)展過程中的一個(gè)必備素質(zhì)，也是成為一名復(fù)合型人才的重要基礎(chǔ)，學(xué)生核心素養(yǎng)的培育成為教育工作的重點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是加強(qiáng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際能力、鞏固學(xué)科知識的一個(gè)重要平臺，同時(shí)也是培養(yǎng)高中生核心素養(yǎng)的一條重要路徑。高中生物學(xué)是一門必修課程，實(shí)驗(yàn)教學(xué)占據(jù)重要地位，學(xué)科通過參與各類實(shí)驗(yàn)活動(dòng)可以更加深入、全面地理解生物學(xué)方面的知識，探索生物現(xiàn)象[1]。近些年新課程改革工作穩(wěn)步推進(jìn)，關(guān)于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方面也提出了相對更加嚴(yán)格的要求，但是由于多方面因素的影響，在開展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)工作的過程中，有關(guān)任課教師并未深刻認(rèn)識到生物學(xué)科核心素養(yǎng)培育工作的重要性以及必要性，且所應(yīng)用的教育教學(xué)方法也較為落后，導(dǎo)致整體教學(xué)效果不理想。因此，圍繞高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生核心素養(yǎng)的培育進(jìn)行研究具有重要意義。

一、生物學(xué)核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

生物核心素養(yǎng)主要是指在學(xué)習(xí)生物知識的過程中，學(xué)生應(yīng)具備的可以順應(yīng)時(shí)代趨勢、社會發(fā)展需求的品質(zhì)以及關(guān)鍵能力，一般包含四個(gè)方面，具體為：其一是生命觀念，主要是指在開展生物教學(xué)活動(dòng)時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生樹立正確對待大自然的態(tài)度，使學(xué)生深刻、全面地理解生命的意義與價(jià)值；其二是理性思維，主要是指當(dāng)學(xué)習(xí)生物學(xué)知識之后，學(xué)生可以具備一些核心能力，比如演繹與推理能力、創(chuàng)新能力、總結(jié)能力等；其三是科學(xué)探究，主要是指在生物學(xué)知識學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生觀察、分析、提問或開展各類實(shí)驗(yàn)活動(dòng)等多種形式對生物學(xué)規(guī)律、生物學(xué)現(xiàn)象等進(jìn)行研究，由此得出相應(yīng)結(jié)論的一種能力；其四是社會責(zé)任，主要是指經(jīng)過生物學(xué)知識學(xué)習(xí)之后，學(xué)生掌握可以對生活實(shí)際問題進(jìn)行妥善處理的能力，并樹立堅(jiān)定、正確的價(jià)值觀[2]。從嚴(yán)格意義上來講，生物核心素養(yǎng)是在生物學(xué)知識學(xué)習(xí)過程中日益積累而形成，其實(shí)質(zhì)是問題處理能力、道德品質(zhì)、價(jià)值理念等多方面的一種綜合體現(xiàn)，這四個(gè)方面密切相關(guān)、相輔相成，是高中生未來成長發(fā)展過程中所必備的一種素質(zhì)。

二、核心素養(yǎng)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)遵循的基本原則

新時(shí)代環(huán)境下，傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法已經(jīng)不能更好地滿足高中生核心素養(yǎng)培育工作需要以及時(shí)代發(fā)展趨勢，所以教師要對高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新、豐富教學(xué)內(nèi)容，以便培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，在此過程中一般需要遵循以下三項(xiàng)基本原則，具體為：

其一，科學(xué)性原則。高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，不但要求學(xué)生掌握理論知識，而且還要學(xué)生在此過程中鍛煉其實(shí)踐操作能力，基于此，教師要科學(xué)設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生樹立嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的良好態(tài)度[3]。

其二，探究性原則。實(shí)驗(yàn)不但是讓學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐以及操作的一個(gè)重要過程，并且還是強(qiáng)化學(xué)生思維能力、引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究的重要方法，因此教師在對生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要注重實(shí)驗(yàn)的探究性以及開放性，引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生在參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)時(shí)提出問題、分析問題、解決問題，進(jìn)而加強(qiáng)學(xué)生的綜合能力。

其三，生活性原則。從嚴(yán)格意義上來講，生物學(xué)知識源自生活，又回歸于生活，所以教師在對生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中要注重引入與學(xué)生生活實(shí)際密切相關(guān)的案例以及現(xiàn)象，幫助學(xué)生利用生物學(xué)知識對生活問題進(jìn)行高效化處理，從而培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)[4]。

三、核心素養(yǎng)下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

（一）基于生物實(shí)驗(yàn)講解生物概念，培養(yǎng)學(xué)生生命觀念

當(dāng)針對生物學(xué)知識進(jìn)行講解的過程中，教師可以通過生物實(shí)驗(yàn)的形式為學(xué)生深入講解生物概念以及相關(guān)理論知識，由此培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念，深化學(xué)生對于生命的認(rèn)知、感悟，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)演示過程中理解生命結(jié)構(gòu)與功能、進(jìn)化與適應(yīng)性、物質(zhì)與能力等基本概念，通過形象化、立體化、直觀化的感官教學(xué)來豐富學(xué)生的體驗(yàn)感[5]。

比如，當(dāng)針對“細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)”開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，主要是為了讓學(xué)生了解細(xì)胞的基本架構(gòu)、功能等，并獨(dú)立操作顯微鏡觀察中心體、線粒體、葉綠體等形態(tài)分布情況，然后在此基礎(chǔ)之上圍繞學(xué)生開展辯證唯物主義教育。在開始實(shí)驗(yàn)教學(xué)之前，教師可以利用多媒體平臺播放一段關(guān)于智能化汽車生產(chǎn)車間的視頻，由此引導(dǎo)“細(xì)胞基本結(jié)構(gòu)”方面的知識，引導(dǎo)學(xué)生深思人體細(xì)胞是否也與智能車間的各個(gè)工序一般忙碌且有序。首先，教師引導(dǎo)學(xué)生制作黑藻片細(xì)胞、人口腔上皮細(xì)胞的載玻片，通過顯微鏡分別對黑藻細(xì)胞葉綠體、口腔上皮細(xì)胞線粒體的具體分布形態(tài)，讓學(xué)生獨(dú)立操作整個(gè)過程，以便對于細(xì)胞形成初步認(rèn)知。同時(shí)，教師在講解過程中，可以把人體看成一座房子，其中細(xì)胞就如同磚塊、門窗等基本材料，進(jìn)而讓學(xué)生更加直觀地理解細(xì)胞的功能[6]。為了深化學(xué)生的認(rèn)知，教師可以向?qū)W生進(jìn)行提問，比如在人體肌肉中數(shù)量最多的細(xì)胞是什么？蝌蚪長大之后尾巴的消失是否與細(xì)胞有關(guān)等？通過對這兩個(gè)問題進(jìn)行分析，可以讓學(xué)生了解不同細(xì)胞在人體中的功能并不相同，并結(jié)合生物課上所學(xué)的知識理解細(xì)胞的概念，以便更好地對生命的基本單位細(xì)胞的特性、結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行探索。最后，可以讓學(xué)生分享個(gè)人的實(shí)驗(yàn)成果以及感悟，并以此為基礎(chǔ)引導(dǎo)學(xué)生探索生命的奧秘，深化學(xué)生關(guān)于生命的理解，從而培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念。

（二）以問題為導(dǎo)向開展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，發(fā)展學(xué)生理性思維

當(dāng)對學(xué)生的理想思維進(jìn)行分析以及評判的過程中，具體標(biāo)準(zhǔn)是分析通過科學(xué)思維是否可以對生命規(guī)律、生物現(xiàn)象等進(jìn)行總結(jié)歸納、演繹推理。在生物學(xué)科中，各類知識、理論、現(xiàn)象、規(guī)律等均是通過實(shí)驗(yàn)探究而得，所以要發(fā)展學(xué)生的理性思維，引導(dǎo)學(xué)生以理性思維對各類生命問題、生命現(xiàn)象進(jìn)行剖析，從而提高學(xué)生的核心素養(yǎng)[7]。

當(dāng)針對“植物細(xì)胞的吸水與失水”開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)把發(fā)展學(xué)生理性思維作為關(guān)鍵，為學(xué)生設(shè)定多個(gè)問題，并引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深思，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的理性思維。比如，實(shí)驗(yàn)過程中的材料應(yīng)當(dāng)選用活細(xì)胞還是死細(xì)胞？實(shí)驗(yàn)過程中選取洋蔥鱗片葉的外表皮還是應(yīng)當(dāng)選取洋蔥根尖？實(shí)驗(yàn)過程中選擇紫色洋蔥還是白色洋蔥？在正式開始實(shí)驗(yàn)之前，讓學(xué)生圍繞這些問題進(jìn)行討論、分析，并大膽提出自己的觀點(diǎn)，然后再讓學(xué)生基于個(gè)人猜想以及觀點(diǎn)開展實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)的形式對個(gè)人猜想是否正確進(jìn)行分析驗(yàn)證。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)分析之后，學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)對植物細(xì)胞吸水失水現(xiàn)象進(jìn)行分析以及觀察的過程中，最佳的實(shí)驗(yàn)材料為成熟的、活的，并且具備顏色的植物細(xì)胞，其中對于紫色的洋蔥鱗片外表皮具有紫色的花青素，所以可以更好地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察，實(shí)驗(yàn)效果也相對更佳。當(dāng)?shù)贸鲈摲矫鎸?shí)驗(yàn)結(jié)論之后，教師可以繼續(xù)向?qū)W生發(fā)問，即實(shí)驗(yàn)過程中選用哪一種試劑才可以更好地讓植物細(xì)胞進(jìn)行吸水與失水，并讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的方式驗(yàn)證個(gè)人猜想，分析結(jié)論發(fā)現(xiàn)蔗糖溶液試劑的效果最佳。由此可見，以問題為導(dǎo)向開展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)的形式對生命規(guī)律、生物問題進(jìn)行演繹推理以及分析探究，有助于發(fā)展學(xué)生的理性思維。

（三）引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新設(shè)計(jì)生物實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究

當(dāng)開展生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中，若想提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，那么首先要加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，即引導(dǎo)學(xué)生自主探究、分析生物現(xiàn)象、生物問題等。生物教師應(yīng)當(dāng)以教材內(nèi)容為指導(dǎo)，根據(jù)高中生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)以及成長規(guī)律，選用適宜的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，要求學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行規(guī)范操作，由此加強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐動(dòng)手能力。同時(shí)，要引導(dǎo)、鼓勵(lì)學(xué)生以原本的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為基礎(chǔ)自主創(chuàng)新一個(gè)新實(shí)驗(yàn)，由此探索新的生物現(xiàn)象、生物學(xué)規(guī)律，從而加強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，幫助學(xué)生樹立正確的科學(xué)思維，提高學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

比如，當(dāng)針對“檢測生物組織中的還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)”開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教材中的材料為大豆、花生，學(xué)生根據(jù)教材中的實(shí)驗(yàn)步驟便可以順利完成實(shí)驗(yàn)過程，并得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，但是對于該種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)而言，盡管可以幫助學(xué)生鞏固生物學(xué)知識，但是無法更好地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，所以教師要對實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法進(jìn)行創(chuàng)新，即利用大豆、花生之外的材料開展實(shí)驗(yàn)是否可以獲得同樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)論呢，比如玉米、大米等，在實(shí)驗(yàn)課之前讓學(xué)生準(zhǔn)備好實(shí)驗(yàn)材料，然后按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，最后再對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)歸納，如果學(xué)生的實(shí)驗(yàn)失敗了，要與學(xué)生共同探析失敗的原因，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主思考、探索，由此幫助學(xué)生樹立科學(xué)探究精神。再比如，當(dāng)針對“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可以讓學(xué)生以達(dá)爾文等科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)新實(shí)驗(yàn)，調(diào)整光照強(qiáng)度、更換不同顏色光照等變量條件，由此對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行歸納、梳理，通過該種形式不但可以幫助學(xué)生鞏固生物學(xué)知識，而且還可以加強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、科學(xué)探究能力[8]。

（四）將生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)與生活實(shí)際相關(guān)聯(lián)，增強(qiáng)學(xué)生社會責(zé)任

當(dāng)開展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的過程中，教師還應(yīng)當(dāng)培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，而社會責(zé)任感也是提高學(xué)生核心素養(yǎng)的重要基礎(chǔ)。教師在對生物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，要注重對本地資源進(jìn)行開發(fā)、利用，使學(xué)生在實(shí)踐過程中剖析社會問題、分析生命現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生利用生活學(xué)知識對社會問題進(jìn)行處理，以便在推動(dòng)社會發(fā)展過程中奉獻(xiàn)個(gè)人力量。

比如，當(dāng)針對“生長素的生理作用”開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師可以讓學(xué)生分別利用不同濃度的生長素浸泡洋蔥根部，并對洋蔥根部的生長情況進(jìn)行觀察、記錄，由此探索生長素的生理作用，分析生長素濃度、洋蔥生根數(shù)量之間的具體關(guān)系，明確生長素在促進(jìn)生根方面的具體作用。通過對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以及結(jié)論進(jìn)行歸納梳理之后發(fā)現(xiàn)，生長素濃度越高，那么洋蔥生長數(shù)量越多。同時(shí)，教師再讓學(xué)生利用不同濃度的生長素浸泡大葉黃楊枝條，由此分析生長素濃度與植物葉片、花朵等方面的關(guān)系，由此分析上一個(gè)實(shí)驗(yàn)所得出的生長素生理作用規(guī)律是否普遍適用，并要求學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)記錄，總結(jié)歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。另外，教師還可以以該實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)為學(xué)生布置課后作業(yè)，即讓學(xué)生觀察當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面是否存在生長素應(yīng)用不合理的問題，并基于自身關(guān)于生長素生理作用的理解幫助農(nóng)民解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的實(shí)際問題，由此增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。在這樣的教學(xué)活動(dòng)中，學(xué)生不僅學(xué)習(xí)生物學(xué)知識，還能將理論與實(shí)際相結(jié)合，深入理解生長素在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。通過分析當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)中生長素使用的問題，學(xué)生能夠提出改進(jìn)方案，實(shí)際參與到社會實(shí)踐中，從而培養(yǎng)他們解決實(shí)際問題的能力和社會責(zé)任感。

結(jié)束語

總而言之，在開展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，教師要將學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)作為重點(diǎn)，積極探索核心素養(yǎng)培養(yǎng)、生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的結(jié)合點(diǎn)，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法、豐富實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)而提高整體教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，教師要樹立堅(jiān)定、正確的實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念，充分發(fā)揮學(xué)生在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的主體地位，積極引入現(xiàn)代化技術(shù)對實(shí)驗(yàn)室教學(xué)設(shè)備進(jìn)行升級改造，充分激發(fā)學(xué)生關(guān)于生物實(shí)驗(yàn)方面的積極主動(dòng)性，推動(dòng)學(xué)生由傳統(tǒng)的“要我實(shí)驗(yàn)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤拔乙獙?shí)驗(yàn)”。另外，教師還應(yīng)當(dāng)立足于生物學(xué)科的特色，深入貫徹落實(shí)新課程改革理念，持續(xù)深化學(xué)生對于生物學(xué)的認(rèn)知，注重加強(qiáng)學(xué)生核心素養(yǎng)的培育，從而促進(jìn)學(xué)生全面化發(fā)展。

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