优化实验策略，提升核心素养

张晓舒

摘  要：在初中生物的实验教学中，优化实验策略，提升核心素养的教学方法，就是把核心素养培养列入到教学目标中，然后通过优化教学策略，实现教学目标，而如何依照教学目标来优化教学策略是教师需要关注的问题。

关键词：初中生物;实验策略;核心素养

在初中阶段，通过开展实验教学培养学生的核心素养，是教师的重要任务。教师需要优化实验教学策略，让核心素养培养融入到实验教学的环节中，实现每个实验环节都能培养学生的核心素养。

一、优化情境创设，培养学生生命意识

在开展实验以前，教师需要引导学生了解开展实验的价值和意义，教师需要把情境创设与学生的生活紧密相连，让学生从生活实践的角度出发理解其中的理论知识，从而进一步了解生命的奥秘。

以做“观察种子的结构”的实验为例，在实验以前，教师为学生推送多媒体视频，学生看到菜市场中出售有大量的豆类食物。比如菜豆、豆角、毛豆等是人们非常喜欢的食物，红豆还常常被制作成红豆沙，甜品中常常需要用到它;绿豆是常见的消暑食品，人们夏天经常会喝一些绿豆汤;赤豆还有去湿的功能……然而有些地区，蔬菜种植基地出现了豆荚螟、豆野螟等害虫，它们以豆类幼嫩的种粒为食，然后在荚内及蛀孔外堆积粪粒，从多媒体视频中学生看到，即使有些害蟲没有啃食完全部的豆粒，然而被啃食的豆粒已经无法再发芽了。害虫造成豆类植物大量减产。此时学生思考：种子的组成结构有哪些，重要的组成部分是什么，如何有效保护种子，种子才能正常发芽？而教师则结合学生的情感，引导学生探索种子的结构，这是学生保护种子的重要学习切入点。

在开展实验教学以前，教师需要通过视音频、PPT、生物科学史故事让学生了解与实验有关的人文背景。教师为学生呈现的故事，要与学生的生活紧密相关，通过了解这些故事，学生能够意识到，只有了解生命的奥秘，人们才能够优化自己的生活。比如人们可以通过生物的作用来净化水资源、能够通过控制生物生长的环境来灭菌、能够通过调节植物的生长让植物的生长满足人们的需求等。通过故事，教师要引导学生学会关注生命、尊重生命，在此基础上学习生物知识。生命意识的教学，是可以与情境创设教学中让学生发现学习的价值和意义这一教学过程相融合的。

二、重视实验过程，引导学生科学探究

部分学生没有探究的意识，他们的学习心态十分被动，通常他们会依照课本上的实验方案进行实验，而不重视实验的过程。教师需要激发学生在实验的过程中的好奇心，一项一项探究实验的细节。学生只有具备了探究的意识，积极主动参与实验，才有可能在探究的过程中学习到更多生物知识。

以学习“练习使用显微镜”为例，大部分教师在本节教学中会选择先讲解显微镜的结构，在讲解结构的过程中结合显微镜的各部分结构的功能讲述显微镜的使用，最后让学生动手实践。这样的教学模式存在问题：1.学生在课堂中因好奇心而背着老师先动手胡乱操作，因此未能准确掌握知识;2.大部分学生是被动接受知识。我们可以改变教学策略，教师在讲解结构名词的基础上，让学生体验显微镜各结构的功能，如：大小光圈、低倍物镜和高倍物镜的特点、粗准焦螺旋和细准焦螺旋的不同等。最后让学生结合书本提示讨论显微镜使用的步骤及注意事项。在这些知识铺垫的基础上，学生不难总结得出在显微镜下观察的物体需薄而透明的特点。如此既能满足学生的好奇心，又能有效达成教学目标。

中学生本身有着热爱探索、喜欢研究的天性，只是出于种种因素，他们的天性被掩盖了。教师在教学中，需要引导学生发现自己的天性，并且结合自己的天性去探索学习。而教师帮助学生释放天性的过程，就是引导学生在学习的过程中发现自己的体验、尊重自己的体验，然后为了验证自己的体验去学习的过程。教师引导学生积极探索的过程，是与教师拓展学生探究学习的广度与深入学习的深度相一致的。

三、结合实验设计，培养学生理性思维

理性思维是一种应用充分的思维依据，对事物或问题进行观察、比较、分析、综合、抽象与概括的一种思维。在开展实验教学中，教师需要引导学生应用科学的方法完成实验，在这一过程中培养学生的理性思维。

以学习“光对鼠妇生活的影响”为例，教师引导学生以这样的流程完成实验探究：（1）提出问题：光会影响鼠妇的生活吗？在这一环节，学生要具备控制变量的思维，即在看到一种生物现象以后，学生需要思考现在需要探索的变量是什么。（2）做出假设：光会影响鼠妇的生活。学生需要结合自己的生活实践经验及以往学习的生物知识提出一个假设，构建生物现象产生的模型。（3） 制定计划：检验假设是否正确，需通过实验进行探究。学生需要通过设计有效的控制外部环境，然后观察鼠妇的活动情况和假设对变量光对鼠妇生活的影响。（4）实施计划，在开展实验以前，学生需制订科学的实验流程，一方面，让实验能够顺利的实施，避免实验出现意外，或者出现安全问题;一方面，让生物实验条理化，避免出现的漏洞。在这一次的实验中，学生的实验计划如下：①实验原理：将鼠妇分布在温度，湿度等条件都相同的环境中，让鼠妇生活在一边有光一边处在黑暗中，通过对照，看光是如何影响鼠妇的生活。②材料用具：为确保实验质量，避免实验出现特殊性，每次实验选择10只鼠妇，预备湿土，解剖盘，玻璃板，黑色的盖子作为实验材料。③实验步骤：在解剖盘内放上一层湿土，盖上玻璃板，以中线为界，一侧盖上黑色的盖子;将鼠妇放入以上装置，两侧的中央放同样数量的鼠妇静置两分钟;每分钟统计一次明亮处和阴暗处的鼠妇数目，统计10次数据。④数据记录：应用EXCEL完成数据统计，应用OFFICE自动绘图表的功能完成图表绘制。学生得到的数据记录如表1。⑤分析结论：结合观察的过程，针对实验目的、实验环境、鼠妇的活动情况等得到结论。在这次实验中发现鼠妇难以持续待在有光的环境下，它们会选择黑暗的环境生活，结合表1数据可知，光会影响鼠妇的生活。学生刚开始学习做实验时，难以实现控制单一变量完成实验设计。在这一环节，教师可引导学生先去借鉴他人实验设计的模板，然后在实验的过程中探索实验设计的原理，然后结合需求优化实验设计。（5）表达交流，学生可以把自己实验的数据与分析的结果与他人交流，然后在与他人实验对比的过程中，发现自己的学习优势及不足，学生需要针对自己的不足完善实验。

初中学生已经具备了一定的理性思维，然而教育心理学提出，初中学生的理性思维主要还是以在探讨具象化的事物为主，然后对具象化事物产生规律进行综合、比较、概括、类比上。教师一方面要通过开展实验教学强化学生的这种理性思维方式，另一方面，教师需要能够引导学生迁移学习的方法，让学生能够从迁移他们的实验方案这一角度借鉴他人的思维方式来提升思维水平。通过长期开展这样的实验教学，学生将慢慢地摸索到他人是应用什么样的思维方式来进行构思，完成实验方案设计，自己能否应用这样的思维模式来设计实验。学生的理性思维培养教学是可以与教师引导学生完成自主探究實验过程中，培养学生的实验自主性、让学生开展个性化的实验教学融合于一体的。

四、开展多元评价，培养学生社会意识

教师对学生实验结果的评价不应是单一的、简单地以实验数据是否符合规律来衡量学生实验的成功与否。对于学生实验的评价应是多元的，以倡导学生主动探究，培养科学、严谨的态度及社会意识为实验教学的目标。

部分学生在开展实验时会为了应付教师而编造数据，或者抄袭他人的数据。有的会因为实验误差而随意更改数据。教师需要引导学生学习前人的生物科学史，让学生得到感悟，令学生意识到他们在实验的过程中需要认真的观察实验过程，发现影响实验的各种因素，然后优化实验。教师在教学的过程中曾经让学生了解亚历山大·弗莱明在实验的过程中，发现掉落了霉菌的培养皿中，霉菌周围微生物细菌难以生存在生物现象，于是提出了假设：是不是霉菌可以抑制细菌？他结合自己的假设进行了研究，终于他研究出了抗生素，被人们称为抗生素之父。教师引导学生学习过大量科学史的案例，学生非常重视控制实验质量。学生以小组为单位完成实验以后，与其他的小组对比实验结构，学生需要分析他人的实验设计和操作流程，思考自己的实验是否存在不足？是否有需要改进的地方？需要反思自己的实验过程，思考自己是否需要提出新的变量？引导学生需要学会对自己的研究成果负责、给出高质量的实验分析，以此严谨科学研究态度，继而落实社会责任。学生不能因为觉得自己的实验不重要而不控制实验的质量，学生需要在实验过程中让自己形成科学的研究态度，这种学习态度形成后，遇到问题时，学生便能养成为自己的行为负责，继而为社会负责的态度。教师的社会责任教学，是能与学生实验质量控制教学环节的教学相融合的。

为了满足教育部门提出的培养学生核心素养这一要求，教师需要优化初中生物实验教学的每一个环节，让实验教学能够激发学生的生命意识、培养学生的探索能力、养成学生的理性思维、提升学生的社会责任。

参考文献：

[1]张登峰.发展学生核心素养背景下的初中生物实验教学优化研究[J].时代教育，2018（08）：105.

[2]叶永华.探究核心素养下初中生物实验教学的优化[J].东西南北：教育，2020（10）：280.