基于核心素養的中學生物實驗教學變革

鄭向明

2016年9月，《中國學生發展核心素養》正式發布，文件中第一次明確指出我國教育領域內“核心素養”的具體內涵以及發展目標。所謂的核心素養就是學生應具備的， 能夠適應終生發展和社會發展的必備品格和關鍵能力。而在今后中國的教育事業發展進程中，關注學生核心素養的培育將會逐漸轉化為教育目標當中的核心環節。而在不同學科的教學實踐過程中，發展學生的核心素養也就是提升學生的學科素質。因此，《普通高中生物學課程標準 （征求意見稿）》 便提出了生物學課程從生命觀念、 理性思維、 科學探究和社會責任等方面發展學生的學科核心素養。

一、基于核心素養的中學生物教學變革

隨著以上兩個文件不斷深入推進，現行的生物教學體制也開始逐漸發生了關鍵性的變化。生物教師在課堂中加強與學生之間的互動，激發學生的學習興趣，以多種創新的教學手段不斷提升學生課堂參與的積極性，引導出學生自主學習的意識，并且開始運用豐富多彩的新興教學資源引導學生生物實踐活動的展開。在實踐活動中，生物教師注重給學生充分的自由空間，并充分發揮出自己的引導者作用幫助學生處理各類問題。教師鼓勵學生進行有效的合作學習，并努力嘗試運用集體的力量共同克服難關、解決障礙，這一切方式都在全方位地培育學生的生物核心素養。

二、現階段中學生物實驗教學所面臨的部分問題

實驗教學是生物學教學過程中一個不可或缺的關鍵環節，與此同時，實驗教學成了培養學生核心素養的重要手段。然而，目前的中學生物實驗教學依然存在著一些障礙：

學生對生物學科缺乏學習興趣，缺失長時間參與課堂活動的熱情;在教育改革的新時期，教師與學生仍然遵循著應試性的教學與學習模式，學生對生物知識的學習僅僅從背誦和聆聽教師講解兩個方面進行，從而完全無法將學科知識真正內化為自身的知識架構;教學內容過于局限在課本范圍內，缺乏適度的課外拓展，致使理論與實際無法進行有效結合;教師不注重培養學生的動手實踐能力，只是按照既定步驟進行生物實驗，學生并不懂得其中的原理，導致無法進行自主思考與創新。

教師需要設計豐富有趣的生物實驗內容，在有著嚴謹的科學意識的同時也需要大膽創新，將探究的目光投入嶄新的生物領域當中。

三、基于核心素養的中學生物實驗教學變革策略

（一）創新教學形式， 寓學于樂

創新學習形式是新課標的要求。在“以生為本”的素質教育理念下，教師不能將學生當作單純的學習機器，而是必須把更多人性化的教學手段帶入日常教學進程當中。在進行生物實驗課程教學時，教師需要了解當下學生的認知能力與學習水準，從而在此基礎上選擇符合學生發展需求以及學生興趣喜好的實驗內容。選擇出的實驗內容需要兼具趣味性與生活性雙重標準，以讓學生能夠在日常化的情境中認知到生物學科知識的意義以及其在生活中出現的高頻率，從而真正認知到生物學科的重要性，拉近與生物知識之間的距離。

生物教師可以帶領學生進行生物細胞模型與標本制作、DNA雙螺旋模型制作、人體器官模型分解組合等活動，甚至引入一些基礎設備讓學生在課堂中自由選擇不同的素材發酵微生物、制作果酒或者提取玫瑰精油等等。這些事物新鮮有趣，是學生在日常生活中隨處可見的，十分容易激發起學生的實驗學習熱情，并充分參與到實驗課程當中。生活化以及趣味性的實驗能夠有效推動學生學習動力的產生，并且讓他們充分了解到生物學科的樂趣，進而幫助他們理解與掌握相關的生物知識，推動學生生物學科核心素養的提升。比如，生物教師帶領學生進行生態瓶的制作。這種微觀的生態循環體系能夠將生態學知識更為具體直觀地展現在學生眼前，通過對植物生長條件和種群特征的研究，展示出人與自然、科學之間的密切關聯，從而融入生態教育以及生命教育。

除此之外，生物教師還可以利用近年來逐漸開始發展的一種新型教學模式——翻轉課堂進行教學形式的創新。這種教學模式主要改變的是師生在開展教學活動時權利的轉化。在這種模式中，課堂內外的時間被重新調整。教師不再單獨占據信息講解的部分，一切都需要學生自主進行預習。例如在課下讓學生通過觀看教學視頻的方式了解本節課需要學習的基本生物知識。而在課堂上，時間就更為集中以及專業化，課堂中的學習就是一個完全自主探究的學習過程。學生可以獨立思考或者與其他同學形成學習交互小組，對問題進行共同的探究與討論。而教師需要發揮出自己的引導作用，在學生無法有效自主處理問題時進行個性化輔導，并及時針對學生遇到的困難進行教學策略的調整。這種教學模式極大發揮了學生自主學習能力，中學生物教師可以利用翻轉課堂的優勢進行生物實驗教學環節的設計。

例如，將“用高倍顯微鏡觀察葉綠體”和“植物細胞的吸水和失水”兩節內容分別作為驗證性實驗和探究性實驗的案例進行教學設計。在教學活動完成之后，學生通過對兩項課題的結合探討就能夠得到理論，驗證實踐，通過實踐反饋理論的效果。且由于學生本身的求知欲望，學生的課堂參與積極性將會更高。

（二）創新實驗材料、方法與實驗設計

在核心素養的構成部分中存在著一個關鍵能力，這個能力即是學生的創新力。而在實驗課教學中，學生的創新能力能夠得到有效激發。從核心素養的角度來看，實驗創新能培養學生的邏輯思維能力和科學素養，而這對學生的人生發展同樣有所助益，實驗創新能夠挖掘學生的創新潛力，鼓勵學生不斷深入探究問題，從而培養學生自主思考的意識與能力。對于生物課程教學而言，它有效提升了教學效益。在生物實驗開展中，可從以下方面進行創新：

第一，實驗材料創新。在生物教材規定的實驗材料中，由于地區的不同或者條件的不足，部分學校并不能提供與教材實例一模一樣的實驗材料，在這種時候，就可以通過替換其他能夠同樣達到實驗效果的材料進行實驗。例如在提取葉綠體中的色素時，雖然原材料是菠菜，但完全可以選擇其他植物素材，比如生菜、韭菜等等。在缺失一些實驗材料時，教師可以鼓勵學生思考可以使用身邊的哪些素材進行替換，這樣既能引導學生進行思考，也節省實驗經費。

第二，實驗方法創新。教材當中的一些實驗耗費的時間非常長，也就使得在課堂中進行這類實驗時會失去一些寶貴的課堂時間，并且并不一定能取得良好的實驗成果。在這種時刻，就可以對實驗方法進行一定的創新，加快實驗進程。例如：用料理機或打漿機替代人工研磨，用恒溫可調節水浴鍋代替酒精燈進行水浴加熱。

第三，實驗設計創新。在生物教材中，有許多實驗都是驗證類的實驗，即讓學生通過對實驗過程的還原明確一些已經得知的定理。這種實驗方式雖然有新鮮感，但不利于充分鍛煉學生的思維能力，因此教師可以將一些實驗擴展為探究性的實驗。例如在學生進行“綠葉中色素的提取和分離”實驗時，教師可以引導學生不依據教材中的實驗手段，而是通過其他形式進行提取。這就需要學生進行自主探究，不斷摸索出適合的實驗方式。對于教材中已經固化的實驗手段的創新能夠幫助學生打開全新的思維大門，并引導學生進行充分的自主思考，進而培養學生的創造力與動手實操的能力。

四、結語

生物實驗教學是生物課程學習的關鍵構成部分，也是培養學生個人學科素養的重要環節。優質的生物實驗教學能夠激發學生的學習熱情，夯實學生的生物理論知識，深化學生的觀察能力，激發學生的創新意識以及培養學生動手實踐的能力。在新課程教學改革以及素質教育理念不斷推進的當下，中學生物教師需要不斷探索創新、有效的實驗教學方案，以不斷推進學生核心素養的發展。

（責編 ?侯 芳）