学科核心素养下高中生物实验教学策略研究

摘 要：通过高中生物实验教学，既能实现知识传授、理论验证、技能掌握，又能促进学生养成严谨科学态度、发展生物学科核心素养。但生物实验课程由于教师观念滞后、教学安排少，以及学生对生物实验研究重视程度不够，在一定程度上影响到高中生物实验教学质量的提升。文章讨论了基于核心素养下高中生物的实验教学，提出了相应的教学优化策略，以期更好地提升高中生物实验教学质量。

关键词：学科核心素养;高中生物;实验教学策略

目前，培养学生核心素养已经成为现阶段我国基础教育改革的重要议题，主要目的在于培养适合时代发展需求的优秀人才。生物实验课程作为高中生物课程的重要组成部分，渗透于高中人才培养的全过程，其具有基础性、科学性、探究性等特征，与学生的日常生活息息相关。通过高中实验教学，既能实现知识传授、理论验证、技能掌握，又能促进学生养成严谨科学态度、发展生物学科核心素养。但由于教师观念滞后，教学安排较少，相关研究匮乏，再加上学生本身不够重视，在一定程度上影响到高中生物实验教学质量的提升。文章讨论了基于核心素养下高中生物的实验教学，提出了相应的教学优化策略，以期更好地提升高中生物实验教学质量。

一、学科核心素养下高中生物实验教学的重要作用

（一）促進学生自主学习能力的提高

在学科核心素养的推进下，高中生物教师开始转变传统的生物实验教学模式，通过多元教学资源、有效的教学方式引导学生学习生物知识，引导学生自主思考，以此帮助学生发展生物学科核心素养。一方面，教师在生物实验教学过程中引导学生自主完成实验操作，亲身体验生物知识的魅力，有利于提升学生的自主学习能力。另一方面，通过教师讲解生物知识学生进行深入思考，从而有利于提高学生思考能力和实践能力。

（二）促进学生科学文化素养的提高

科技的进步是现代社会发展的主要驱动力，伴随着科学技术的迅速发展和广泛普及，科技在社会发展中的作用日益重要。学生通过生物实验教学可以增强生物知识储备、锻炼科学思维、提升实验能力，从而提高学生的科学文化素养，为学生综合素质的全面发展奠定坚实的基础。

（三）促进学生观察能力的提高

在高中生物实验教学过程中，学生只有仔细观察不同的染液和实验现象，才可以使收集到的数据和观察的实验记录更加准确、科学，有效防止整个实验失败。基于学科核心素养开展高中生物实验教学，要求学生利用实验工具对实验进程进行认真观察，同时在观察后进行自主思考，这样不但有利于提高学生的实践操作能力，而且有利于提高学生的观察能力，促进学生综合素质的全面发展。

二、学科核心素养下高中生物实验教学需遵循的原则

学科核心素养背景下，传统教学方式已经难以适应时代发展需要，教师在开展高中生物实验教学时需遵循以下原则才可以更好地培养学生的生物学科核心素养：第一，实验设计要科学。高中生物学科不仅包括丰富的理论知识，也要求学生具备良好的实践与操作能力，这就要求教师设计的实验要科学，从而帮助学生养成严谨、务实的态度。第二，实验过程要探究。实验不仅是学生动手操作的过程，而且还是培养学生探索思维的方法。因此，教师要重视实验的探究性和开放性，引导学生在实验教学过程中发现问题、解决问题。第三，实验教学要生活化。生物知识来源于生活又回归生活，这就要求教师在设计实验时应尽量和学生的现实生活有机结合起来，引导学生解决生活中的具体问题，进而提高学生生物学科素养。

三、学科核心素养下高中生物实验教学策略

（一）确认实验主题，优化教学设计

教师在开展高中生物实验教学时，首先，要做的是确定实验的主题，只有先确定了实验主题，才能完成实验教学设计。在高中阶段的生物教学中，涉及较多的实验，教师可以多设计一些探究性的生物实验，以便提高学生的科学自主探究能力。在这一教学目标的基础上，教师还要为学生创造良好的实验条件，筛选适合他们的实验教学内容。其次，教师要对学生进行充分的了解，知道他们对什么感兴趣，然后再设计相应的实验教学情境。例如：在进行人教版“探究微生物发酵过程”教学活动时，在上新课之前，教师可以提出目前人们最关注的话题“垃圾分类”，通过这个话题引出厨房的垃圾可以通过微生物降解的方法来进行处理，从而有效激发学生自主探究的兴趣。最后，教师要充分利用各种先进信息技术开展实验教学，这样可以让高中生物实验教学活动变得丰富多彩。例如：在进行人教版的“土壤中小动物类群的研究”教学活动时，由于受到实际条件的限制，教师和学生难以亲自到现场完成这个实验。这时，教师就可以利用信息技术，在课堂上设计VR虚拟实验，学生不仅可以通过先进的VR设备感受到土壤中所包含的各种元素，同时学生对本节内容的印象将会更加深刻，从而有效提高实验教学效率。

（二）加强思维引导，获取设计思路

目前，在高中生物实验教学的过程中，很多实验活动还是按照教材上的内容思想来完成的，导致学生难以深入思考实验过程中涉及的生物现象，对于实验过程中的许多现象无法进行深入的思考，这样一来不利于学生进行自我思考和创新。由于科技的便利，很多教师利用多媒体播放实验的过程，讲解实验的现象，没有让学生自己动手去操作。教师在明确了生物实验的主题以后，就要根据主题的目标再设计一些与之有关的问题，让学生根据在课堂上所学到的知识，以小组的方式展开讨论。因此，教师在上课之前，要对教材上的实验内容进行深入的钻研，将丰富的教学资源进行有效的整合，这样才能够设计出有针对性的教学方案，引导学生自主研究探索，提高他们独立思考、解决问题的能力，能对学生的实验过程进行有效的指导。例如：在进行人教版“细胞的呼吸”实验教学时，教师在开始实验之前，可以通过提问的方式引入今天学习的主题，帮助学生熟悉今天所要学习的内容。然后，让学生自行讨论，在讨论的基础上引导学生。根据高中生物教材上的内容，让他们建立出有关葡萄糖、ATP与各种生命活动之间的联系的模型图，这个过程既可以让他们独立思考，提高他们参与的积极性，也可以锻炼他们的思维表达能力。按照每个小组所做出的模型来完成实验，通过学生之间的相互配合、合理分工，对实验现象进行观察，并将本次实验结果进行记录。在实验完成以后，每组派出代表对实验结果进行阐述，其他小组成员则对该小组在实验过程中出现的问题进行提问，加深对课堂所学知识的理解。通过一系列的实验，学生可以更加深刻地对所学内容进行理解，对光合作用有更加直观的感受。在实验课堂结束以后，让学生对学习的内容进行有效的总结，制作成表格进行汇总，这样可以对学习的内容归纳与总结，使学习内容得到进一步的巩固，也可以提高他们的创新能力。

（三）设计实验方案，提升合作能力

在高中生物的实验教学过程中，除了教师对实验内容进行设计之外，也可以让学生自己设计生物实验内容的方案。教师先要求學生通过网络资源或者是图书馆对实验内容相关资料查询和整理，这些工作完成以后在此基础上学生再以小组为单位进行实验方案的设计。因为所涉及的实验大部分都是探究性的实验，所以设计的方案不仅要包括实验的内容，实验过程中使用的材料和工具，同时还包括对实验结果的预测，等等。因此，学生在完成实验设计方案以后，教师要组织他们进行小组间的相互交流，来看一看他们的方案是否合理，是否具有可行性，再从中选择比较优质的实验方案，这样可以为之后的实验顺利开展做好准备。例如：在进行人教版“观察植物细胞质壁分类和复原”实验教学过程时，教师要提前告诉学生在实验过程中的一些注意事项。比如：要想直接观察液泡，就要选择相对成熟的细胞，要从多个角度对细胞质壁分离的原因进行分析，要注意对细胞壁和原生质层的伸缩之间的区别有详细的了解。

高中生物与初中生物相比，实验难度有了很大的提高，所以对学生的实验能力也有了更高的要求。每节课的时间是有限的，所以要求教师对实验课堂方案进行科学合理的设计之外，还要加强对小组合作模式的利用，这个方式可以有效提高学习效率，也有利于培养他们的合作精神，这是每个学生所具备的一种素质。所以在高中生物的实验教学过程中，教师必须要加强对学生合作能力的培养，以这个为基础来完成教学任务。例如：在进行人教版“植物激素的调节作用”实验教学时，根据班级学生的学习成绩和班级人数来进行相应的分组，每组里面既要有学习好的，学习中等的，还要有学习能力比较弱的。在实验过程中，让学生自己选择自己想要完成的任务，给学生留出时间来让他们对生长素的作用和特点进行分析和讨论。讨论完成以后，让每组学生来进行展示，根据他们的讨论结果，然后发现对植物的生长有什么样的影响。其他小组对每个小组的结果认真的聆听，指出它们存在的问题并纠正，这样可以让他们快速掌握本节课所要学习的内容。

（四）遵守实验规范，提升实践能力

在高中生物实验教学的过程中，要想顺利地完成实验，离不开教师的帮助和指导。教师要让学生按照严格的实验要求来进行操作，在这个过程中，仔细观察实验现象，并且将实验结果记录下来。学生是实验教学过程中的主体，教师要将自己的主导作用充分发挥出来，为学生顺利开展实验创造更好的条件，让学生可以通过自己的探究对实验的思路和方法进行良好的掌握。例如：在进行人教版“过氧化氢酶催化效率”实验教学过程中，教师要为学生准备好相应的实验设备和实验材料，这个实验不是单一变量，是通过多个变量来进行对比，所以要准备好充分的实验材料。在实验开始时，让学生通过实验对试管的气密性进行检查，在试管上做好标签，防止混淆，检查完毕后，教师让学生在浓度为3%肝脏提取液、氯化铁溶液中都加入一些等量双氧水，然后仔细观看产生的气泡有多少以及气泡的大小有什么区别，并且同时设计多种条件进行对照，然后得出结论。

（五）系统归纳总结，培养探究能力

在实验完成以后，对实验数据进行分析，实验结果进行总结是必不可少的一步。在这个过程中，学生要利用自己已经拥有的思维能力，根据在实验过程中得出的数据以及整个实验过程，科学合理地归纳出结论，然后进行仔细的分析。实验结束以后，教师让小组分别展示实验成果，看看他们成功或者失败的原因是什么。在进行交流的过程中，教师应该及时地给予他们指导，然后对实验成果进行各自总结，这样一来，才能够让实验结果变得更加科学化、合理化。在实验过程中能够体验出每个学生的实验能力，但是不只要注重实验的过程，最主要的是要培养他们自主探究的能力，所以教师必须要加强这种意识，注重对他们自主探究能力的培养，让他们在实验过程中自己去发现问题、解决问题。例如：在进行人教版“色素的提取与分离”的实验教学时，在实验开始之前，教师先让学生明白色素能提取出来的原理是因为色素能够在无水乙醇中充分溶解，而能够分离出来的原因是每个色素在层析液上的溶解度不同，明白这些原理以后，教师在实验过程中对学生进行引导，对色素进行提取、研磨，让他们独立完成，并且告诉他们最重要的是在滤纸条上画细线然后触碰到层析液，最后观察滤纸条上的颜色分布，得出结果。实验完成以后，让学生自己总结在这个实验中有哪些需要注意的地方，哪些是考试可能会出现的考点，通过自己的动手操作，对实验进行总结，得出结论，加深对实验的理解，提高他们的探究能力。

结束语

在新课程改革的要求下，教师必须要加强对学生核心素养的培养，在高中生物实验的教学过程中，合理设计实验教学内容，科学实施教学措施，这样才能够不断促进教学效果的提升。同时教师也要不断进行学习，对教学思路和教学内容进行及时的创新，使高中实验生物课堂变得更加高效，不仅可以有效提高学生的学习成绩，更重要的是可以让他们的思维方式变得更加灵活，具有科学严谨的探究态度。作为一名高中生物教师，为国家培养高素质的人才义不容辞，为实现教育的目的继续努力。

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作者简介：杨素娟（1990—），女，汉族，甘肃礼县人，福建省莆田第六中学，二级教师，硕士。研究方向：高中生物教学。

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