基于生物学科核心素养的高中生物实验教学策略

邵柳逸

（宜兴市阳羡高级中学 江苏宜兴 214200）

引言

在新课改的背景下，在开展教学的过程中，要重视培养学生的核心素养。高中教学阶段，生物作为一门较为特殊的理科科目，在高中教学中有着极为重要的地位。然而，当前高中生物教学中，对于实验教学的轻视使得生物理论教学难以得到有力的支持，学生在未经过严格设计的实验教学中也难以得到应有的收获，生物教学自然在教学质量无法获得实质性的突破。因此，在目前的状况下，有必要对高中生物实验教学进行教学思路和教学方法上的改革，通过学科核心素养的渗透，使得生物实验教学能够在素质教育的视角之下焕发出新的生机[1]。

一、在核心素养视域下开展高中生物实验教学的重要性

高中生物是一门极其注重理论知识和实验实践两方面的理科学科，若是只注重理论知识上的教学，虽然学生能够在生物知识体系上有着极为扎实的基础，但是在没有亲自动手完成实验的基础之上，难以留下深刻的印象。生物知识的生活实际应用更是无从谈起，学生学习到的理论知识被完全架空，而只是注重实验实践教学。虽然学生学到的生物知识能够在实验中获得具体的验证，但是大量时间和精力耗费在实验上只会让学生的理论知识储存匮乏，在缺乏大量的理论知识作为后备的情况下，再多的实验也无法建立系统的生物知识体系。而目前，在应试教育的影响下，生物实验成了整个教学环节中最为薄弱的地方，学生在生物实验中既无法对学习到的理论知识进行亲手验证，更无法学习到最为基本的实验室操作技能。因此，在生物实验教学中，培养学生的核心素养显得尤为必要。通过核心素养的渗透，学生才能够真正加强对于生物知识的认知，并形成理论知识和实验实践之间的良性循环，最终建立起立体的生物知识体系，对于学生未来综合素质的发展也大有助益。

二、目前高中生物实验教学活动中存在的主要问题分析

1.部分高中学校的生物实验教学活动落实不到位

高中阶段生物教学活动面临的最大局限就在于教学时间非常有限，因为生物学科是一门分数占比相对较小的学科，所以学校在进行课程时间安排的时候，也会有意识地将时间安排倾向于语数外等大课。从高中阶段的生物教学内容来看，学生需要掌握的相关知识是非常繁杂的。这种情况导致很多生物教师在开展教学活动的时候，常常存在时间不够、教学重点强调不到位的情况，连最基本的教学重点都难以落实，而开展生物实验探究活动，需要更多的课堂时间。有一部分生物教师在教学工作当中有意识地去弱化生物实验课程，甚至会直接告诉学生一些生物实验的现象和结果，让学生通过死记硬背的形式来进行知识的掌握。这样的教学方式，在现当代的教育改革背景当中已经不再适用，不仅不利于培养学生的创新精神，更加不利于促进学生核心素养的养成[2]。

例如：教师给学生讲解“细胞呼吸”相关知识的时候，就可以从做包子和酿米酒这种生活经常见的现象导入教学，从酵母菌的代谢类型展开，讲解细胞呼吸类型及酵母菌呼吸类型装置设计的相关实验。这种实验教学方式更容易被学生接受，通过生动、有趣的教学内容，激发学生的积极性与求知欲，让学生能够主动投身到学习中，并提高生物知识的应用能力，真正做到学以致用。

2.部分生物教师的实验教学比较单一

生物教师开展实验教学活动的时候，为了更好地节约课堂时间，所采用的方式比较单一。比如，有些生物教师开展实践探究活动时，一上来就直接向学生介绍实验的主要步骤和注意事项，然后再让学生转入实验操作过程当中。更有甚者，有些教师甚至不会让学生来进行实验操作，而是会直接向学生进行实验操作的演示，让学生在观察的过程当中去记录重点，教师所采用的这些生物实验探究活动方法，都是基于教师主体这一基础之上的，学生在学习的过程当中，并没有太强的参与性。另外，这种生物实验落实方法，非常不利于学生核心素养的培养。我们谈到学生核心素养培养的时候，远远不止学生知识素养的养成，尤其是在生物这类科学性较强的学科中，学生不仅需要具备专业的知识素养，同时也要具备一定的实验探究能力和科学思维。所以，让学生亲自去进行实验操作，在实践操作当中发现问题，基于所发现的问题去寻找解决办法，是落实生物实验教学活动，促进学生生物学科核心素养培养的根本手段。可是从目前来看，有一大部分生物教师的实验教学活动，都很难达到这一主要目的。

3.对学科核心素养未提起重视

现如今，影响高中生生物学科核心素养培养的重要因素是老师并没有注重这方面。由于受到应试教育的影响，老师往往只关注学生的学习成绩，对生物实验只是一带而过。再者，即使有些高中生物老师开展了相应的实验活动，学生也只是被动地操作实验，并没有注重自身实践探究能力、科学思维能力等方面的培养，这和形成良好的生物学科核心素养有着很大的差距。

三、高中生物教学活动中落实实验探究、培养学生核心素养的有效策略分析

1.把课堂教学内容和生活有效结合

高中生物和其他学科的区别主要在于实践性的特征，我们平时生活中的小常识、生活小妙招等很多都离不开生物知识的运用。因此，我们要多鼓励和引导学生观察生活中的一些小细节，从中发现其依托的生物理论知识，把生物理论知识和现实生活实践融合在一起。高中生物教师要淘汰以往填鸭式的教育方法，多探索和改革多样化的教育方法，通过不同方式来提高学生的体验感和兴趣，从而促进学生发挥主动性来探索学习生物学科。教师通过生活化的教学法，激发学生挖掘来自生活方面理论知识的热情和动力。另外，高校教师也要把生活实践体验融入实验设计，从而使实验教学更加生动、有趣味性，从而激发学生参与实践操作的勇气和积极性[3]。

2.注重丰富实验探究的目的和内容

对于实验活动探究也不能仅仅立足于是否能够落实这一方面，而是应该更多地去考虑，在实验探究活动当中，应该通过哪些方法促进学生创新能力、科学精神、自主能力等多样化能力的培养。因此，优化高中实验探究活动的目的和内容，是培养学生核心素养的关键手段。

例如：教师在引导学生开展“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用”这一生物实验的时候，主要目的是让学生初步学会探索酶催化特定化学反应的方法、探索淀粉酶是否只能催化特定的化学反应。落实实验活动，确保每一个学生在实验开展的过程当中，都能够去进行亲身的操作和实践是根本。然后，教师还要更多地去思考，如何让学生在实验操作的过程当中，培养科学精神。比如，日常生活当中，含有淀粉的物质非常多，那么教师就可以向学生设置这样的问题：你能够想到哪些物质来提取淀粉？这样学生所思考的问题就不仅仅是如何落实这一个实验操作，而扩展到了如何结合自己的实际生活来进行一些实验物质的获取。为了培养学生的独立意识，教师在学生开展实验的时候，发现学生的实验走入了误区，出现的现象和实验本身不符的时候，不要立刻给予学生帮助，而是可以叫停其他学生的实验，让学生共同展开讨论分析错误学生存在的主要问题，然后再引导这些学生去进行逐步解决。教师通过运用这样的方法，就能够进一步优化高中实验探究活动的内容，更多地去培养学生多元化的能力，真正落实学生生物核心素养培养的目的。

3.重视培养学生的科学思维

高中生物实验虽然较为简单，但是在每个实验中的步骤、顺序以及器皿和材料的处理方式都极为严格，学生若是在实验过程中出现了差错便有可能导致实验结果上的问题，因此教师可以从实验的实践规范上入手培养学生的学科核心素养。

例如：在探索“生长素类似物促进插条生根的最适浓度”教学中，需要学生对要实验的插条进行处理，并且准备具有一定浓度的生长素，随后再进行分组实验并记录数据观察结果，自变量是生长素类似物的浓度大小，因变量则是生长素类似物作用的效果，插条、处理时间以及实验所处的环境则是无关变量，学生若是在实验过程中没有分清自变量、因变量和无关变量，便有可能造成时间上的浪费。一方面，教师在介绍实验流程的过程中，需要帮助学生理清实验流程，避免记录和观察上出错。另一方面，教师不能事无巨细将所有注意事项告知学生，要通过科学引导的方式，让学生在配置生长素类似物母液和处理插条的过程中独立思考，并在不断地试错中发现生物实验中不同变量之间的关系，从而培养学生的理性思维。此外，在生物实验的细节上，教师也需要进行一定的引导，在上述实验中，插条的选择和处理也需要一定的技巧，插条的选择上需要选择生长良好的枝条，这种枝条具有发育快、易成活和细胞分裂强等特点，在实验中也能更容易观察到生长素类似物的效果，在插条的处理上需要将下端削成斜面，增加插条吸收水的面积。教师在指导学生实验时，可以通过实验现象上的不同，暗示学生插条的选择和处理对实验结果的影响。

4.注重结合现代科技手段落实高中阶段的生物实验活动

在高中阶段的生物实验探究内容当中，有一些生物实验可能需要耗费的时间较长，所以就导致教师在开展实践探究活动的时候，不得不省略一些实验步骤，或者是通过教师个人的演示来引导学生进行探究。为了更好地解决这样的问题，教师可以结合现代的科技手段来进行高中阶段的生物实验探究活动落实。

例如：以“生长素类似物对植物生长发育的影响”这个实验为例，在具体的实验过程当中，对于器材的要求比较严格，而且需要的时间较长。那么，教师就可以借助多媒体教学工具，通过搜索相关实验的演示视频与视频播放的形式，来引导学生了解这一实验过程。教师通过使用这样的方法，就能够很好地节约教师的课堂讲解时间，快速地进行理论知识的传递，然后让学生迅速投入到实践探究活动当中。另外，教师在日常的生物教学工作当中，还可以借助多媒体教学工具去进行一些反转视频资源的整理，且反转视频资源一定要和学生的生物课本教材紧密联系。比如，对于学生教材上的一些实验，教师都可以收集相关的视频资源。在引导学生进行实验探究之前，教师可以以播放视频的形式引导学生快速掌握实验技巧和实验步骤，这样就能够为学生的实践探究活动留下更多的时间，更加有利于为学生提供思考和探究的空间，促进学生核心素养的养成。

5.通过观察实验掌握实验操作技能，树立正确的生命观念

生物教学中包含许多重要的实验，在生物实验中，涉及实验操作技能和方法、实验观察以及得出结论等具体的科学研究方法，通过具体的实验操作，有利于树立正确的生命观念[4]。

例如：在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”中，学生首先需要学会显微镜的安装流程，然后在低倍镜下观察，找到分生区细胞后再用高倍镜观察。在开展实验过程中，学生可能会提出一些有关细胞分裂的问题。这时老师要引导学生思考，依靠自己的能力解决相关的问题，培养自身的学科核心素养。

6.重视开展小组合作，提升综合能力

随着新课程改革标准的不断发展，团体教学方法将被纳入高中生物学课程。高中生物学教学是基于基本素养的概念。教师可以在课堂上引入小组互动，以提高学生的综合能力。

例如：以“果酒和果醋的制作”这节课为例，老师可以在课堂上充分利用小组协作来做到这一点。根据诸如“微生物”等生物知识的基本习得，教师将学生分为三个级别：精通“微生物”和其他基本生物知识的学生，以及 对“微生物”的基础知识有基本了解的学生，对生物学“微生物”的基本知识不是很了解的学生。然后，老师根据“果酒和果醋的制作”这节课的教学内容，问学生“影响果酒和果醋制作的关键因素是什么”，并帮助他们分组讨论和回答上述问题。这不仅展示了学生的语言组织和表达能力，还使他们能够体验小组合作带来的学习生物学的好处，从而增强学生与他人合作和探索的能力。

结语

提高学生的基本素养，不仅是实施新课程改革构想的重要组成部分，也是提高学生全面能力的重要手段，生物教师需要加深对核心素养的理解和研究，树立核心素养教育的观念，积极创造条件，做好实验课程，通过学习，学生可以利用自己的生物学知识、方法和技能来解决实际的生活问题，并逐步升华学生的情感态度和价值观，让学生的核心素养得到有效培养，最终满足终身学习的发展要求。