基于核心素養的初中生物實驗教學探究

劉 晟

（江蘇省常州市正衡中學，江蘇常州 213000）

引 言

生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。現階段初中生物實驗教學仍然存在教學方式過于單一、內容枯燥乏味、缺少必要的實驗材料和實驗器具、片面追求分數等問題，難以提高學生的核心素養[1]。基于核心素養的生物實驗有利于學生形成生物探究能力，建構完整的知識框架。

一、通過觀察實驗培養學生理性思維

理性思維是生物學科核心素養的重要組成部分，它要求學生養成科學思維習慣，運用歸納、演繹、模型、批判性思維分析生命現象，探討生物學知識。在初中生物實驗教學中，為培養學生理性思維能力，初中生物教師應注重以觀察為導向開展生物實驗，耐心培養學生觀察生物實驗的習慣。生物是一門以實驗為基礎的學科，能夠培養學生觀察實驗現象和實驗結果，有利于發展學生的觀察能力，幫助學生樹立良好的科學思維，這也是核心素養的重要品質之一。

例如，以《植物根的生長》教學為例，為培養學生的理性思維，教師可先以PPT形式向學生介紹根尖結構主要由根冠、分生區、伸長區、成熟區四個部分組成。待學生了解根的結構后，教師可以觀察為導向，設計生物實驗：探究根的各個部分都是等量伸長生長的嗎？在實驗中，教師可為學生準備好菜豆種子，提前使菜豆種子萌芽，讓其幼根長至2cm，再要求學生自行在幼根上畫出間距相等的細線，在幼根繼續生長的基礎上，觀察細線間距變化，認真記錄和觀察實驗中根冠、分生區、伸長區、成熟區實驗前長度與24h后的長度以及凈增加的長度，最終用歸納法分析出伸長區是生長最快的部位。在整個實驗過程中，教師應要求學生運用歸納等方法展開理性思考，分析實驗中各部位伸長生長情況，較好地發展學生理性思維這一核心素養。

二、通過演示實驗培養學生的社會責任感

社會責任作為生物學科核心素養內容之一，要求學生從生物學角度出發，參與社會事務討論，并作出理性解釋，嘗試解決生產生活中的問題[2]。同時，社會責任這一核心素養要求學生能夠主動承擔起相關責任，積極向他人宣傳健康生活、關愛生命、保護環境等知識。演示實驗是初中生物實驗教學的主要方法，初中生物教師為培養學生的核心素養，應抓住演示實驗教育機會，培養學生的社會責任，提高學生社會責任這一核心素養。

例如，以《遠離煙酒》一課教學為例，為激勵學生形成社會責任意識，主動向他人宣傳酗酒對人體健康的危害。初中生物教師可在實驗課堂上設計生物演示實驗：酒精對水蚤心率的影響。教師先提出問題：“不同濃度的酒精對水蚤心率會有影響嗎？”接著，教師提出“水蚤心率會隨著酒精濃度增加而增多，最終因心力衰竭死亡”這一假設。在演示實驗中，用體積分數是75%的酒精配制濃度不同的酒精溶液，保證其濃度分別是5%、10%、15%、20%，并設定對照組、實驗組兩個組別。接著，教師引導學生用顯微鏡觀察水蚤心臟位置。待了解了水蚤心臟位置之后，在載玻片上滴一滴清水，放入水蚤，記錄心率，再滴2～3滴酒精溶液，記錄心率。最后，測出水蚤在濃度不同酒精溶液中的10s心率。演示實驗結束之后，教師要在同一表格中標注出水蚤在清水中的10s心率和在酒精中的10s心率。通過分析實驗數據，學生們得出結論：酒精對水蚤心率有著較大影響，當酒精攝入過多，水蚤會出現心力衰竭情況。經過這一次演示實驗，學生們真正了解到酒精的危害性，養成社會責任這一核心素養。

三、通過科學論證培養學生正確的生命觀

在初中生物實驗教學中，為更好地培養學生的核心素養，幫助學生樹立良好的生命觀念，初中生物教師應注重為學生呈現一些科學論證過程，讓學生參與生物實驗探究，主動表達觀點，并針對自己的觀點加以論證。生命觀念，是指對觀察到的生命現象進行解釋后，形成的有關聲明的一些原理和觀念，如進化與適應觀、穩態與平衡觀、結構與功能觀等，都是生命觀念的一種體現，教師要把握好生命觀念本質內涵，組織生物實驗教學。

例如，在教學《植物細胞的結構和功能》一課時，為幫助學生樹立起良好的生命觀念，培養學生的結構與功能觀核心素養，教師可鼓勵學生通過課前預習準確表達自己對植物基本結構的認識，當學生說出植物基本結構包括細胞壁、細胞膜、細胞質、葉綠體、線粒體、液泡、細胞核后，教師可組織學生進行科學論證實驗——洋蔥鱗片葉表皮細胞的結構探究，為學生提前準備好顯微鏡、載玻片、蓋玻片、刀、鑷子、滴管、洋蔥、碘酒等實驗器材。接著，教師指導學生按照制作臨時玻片標本、染色、觀察、畫圖的步驟進行論證實驗。其中，在染色操作中，先于蓋玻片一側滴一滴碘液，再于另一側用吸水紙吸引。經過2～3次染色操作之后，學生科學、規范地用顯微鏡進行觀察，畫出植物細胞結構圖，看一看與自己的觀點是否一致。在科學論證實驗中，學生將養成良好的核心素養。

四、通過合作探究培養學生的探究能力

基于核心素養下的初中生物實驗教學要求教師重視學生探究能力方面的培養。科學探究能力要求學生能夠針對某一生物學現象展開自主觀察、提問、實驗設計、方案實施和討論。在初中生物實驗課堂上，為激起學生科學探究興趣，教師應抓住學生樂于參與團隊合作的特點，為學生組織一些合作探究實驗活動。

例如，在教學《植物的呼吸作用》一課時，教師應抓住探究綠色植物呼吸現象這一教學重點，為學生提前準備好新鮮蔬菜、蠟燭、澄清石灰水、軟管、漏斗、玻璃管等實驗器材，將學生分為若干個學習小組，要求每組學生自行選出組長、實驗員、發言人、記錄員。然后，通過討論和自學，引導學生設計實驗，再實施實驗方案。期間，學生們將通過合作探究設計出“植物呼吸作用產生CO2”的實驗方案。在實驗中，先準備好兩個裝有少量澄清石灰水的錐形瓶，再把100g蔬菜裝到兩個黑色塑料袋中，把軟管插入到袋口夾緊。最后，將軟管插入錐形瓶中，擠壓塑料袋，可發現澄清石灰水變渾濁，有CO2產生。通過小組討論，將總結出植物呼吸作用會產生CO2這一正確結論。在整個合作探究活動中，學生們的科學探究能力將得到很好的發展。

結 語

綜上可知，在初中生物實驗教學中，發展學生核心素養有著重要意義，能夠幫助學生養成實事求是的科學品質，提升學生科學思維等多種能力。基于核心素養的初中生物實驗教學中，教師要科學設計觀察實驗、演示實驗、科學論證、合作探究等環節，給學生營造良好的實驗體驗環境，促進學生核心素養地發展[3]。