指向學生核心素養的高中生物實驗教學策略

錢江

摘要：高中生物學科核心素養是高中生物實驗教學的目標指南，教師要以學生的核心素養為培養目標，幫助學生制定合理的實驗目標，精心設計實驗過程。學生在實驗的過程中培養理性精神，發展科學探究思維，筑牢生物學科關鍵能力，從而將生命觀念內化于心，外化于行。

關鍵詞：高中生物?實驗教學?核心素養

核心素養視野下，高中生物教師需要將理性思維、科學探究等滲透到實驗教學中，通過實驗來培養學生的學科關鍵能力和必備品格。同時，當代教師需要在培養學生核心素養的工作中，同時注重學生社會適應能力的培養，讓學生將生命觀念融入社會生活中。

一、利用實驗過程，培養科學探究精神

借助于實驗教學培養學生的核心素養需要教師精心設計實驗過程，引導學生以實驗為基礎進行合理的推導演算，并根據實驗結果做出合理的分析，培養探究精神。

例如，在進行人教版細胞膜相關知識的教學時，筆者在完成基礎知識內容教學后，根據教學內容進行舉例和實驗，引導學生主動對問題進行深入思考。我首先將一粒種子置于清水中，靜置一段時間后將其轉移至培養皿中，并滴入一定量的藍墨水。同時，我準備了一顆被煮熟的大豆種子，同樣置于清水中，并將其轉移至培養皿中，滴入藍墨水。演示完成后，我并未揭曉實驗結果，而是要求學生自己進行實驗，并引導學生推測種子可能會出現的變化，以及兩組實驗結果的差異性。學生結合教材知識內容思考后，認為煮熟的大豆種子內部和外部將全部被染色，未煮熟的大豆種子僅外部染色，內部不會被染色。學生完成實驗后，發現實驗結果和自己的猜測一致，未煮熟的大豆種子的外部顏色出現了變化，內部顏色無變化，而煮熟的大豆種子內部和外部全部被染色，從而對細胞膜將細胞與外界環境隔開，形成一個相對獨立的系統這一知識點有了更深的理解。同時，學生在獨立思考后，通過實驗驗證了自己的猜想，掌握了一定的自主學習技巧，培養了科學探究精神，為核心素養的形成和發展埋下了科學的種子。

實驗探究是高中生物學科素養落地生根的重要途徑和渠道，教師要通過實驗為學生創造獨立思考的機會，引導學生對實驗結果進行“大膽設想”，并在實驗過程中“小心求證”，幫助學生培養敢于提問、樂于提問的科學探索精神。

二、實驗計算融合，培養理性精神

理性思維是高中生物學科素養形成的重要標識，而生物學科的考查形式通常為實驗題，其能夠較為直觀而準確地反映學生在培養生物實驗能力過程中的理性思維和理性精神。但實驗題僅能對學生基礎知識掌握程度和科學探究能力進行淺層次考查，無法準確體現學生實際操作技能和能力，導致學生理性思維的培養缺乏現實載體，這也不利于學生學科核心素養的落實。因此，為了有效培養學生理性思維，教師需要將實驗技能操作和實驗記載高效結合，幫助學生通過實驗操作和實驗數據來思考實驗的目的、意義和價值，并依據實驗結論進行理性的推理和判斷，發展學生的生物學科素養。

例如，在“酶的專一性”實驗教學中，實驗問題敘述如下：提供質量百分比為2%的淀粉酶溶液、質量百分比為20%的肝臟研磨液、質量百分比為3%的可溶淀粉溶液、體積百分比為3%的過氧化氫溶液、體積百分比3%的碘液等，1.若利用可溶淀粉溶液進行實驗，則實驗中的自變量和因變量是什么？2.在檢測因變量時，菲林試劑是否為最優選擇？3.能否同時選擇可溶淀粉溶液和過氧化氫溶液作為反應物？請說明原因。此實驗需要學生在實驗過程中進行實踐操作和理性計算，從而深化對實驗結果的認識。在此過程中學生也提高了解題能力，增強了實踐能力和創新素養。可見，將實驗和筆試進行有機結合，有助于幫助學生對實驗操作和知識理論進行思考、分析、推斷，培養理性精神，發展學科素養。

三、用心觀察思考，培養學科能力

觀察既是生物實驗的必備技能，也是培養學生學科能力的重要手段。古人云：“凡事預則立，不預則廢。”教師在帶領學生開始實驗前，需要對教材內容中的基本知識部分進行適度演示，培養學生的觀察能力和觀察意識，提醒學生哪些事項需要用心去觀察。生物核心素養對學生生物基礎知識掌握程度有較高的要求，教師在教學過程中，要幫助學生從實驗前的準備、實驗中的現象和實驗后的產物入手，進行細致入微的觀察。

例如，在“物質跨膜運輸的實例”相關內容的實驗教學中，我提出問題：平常吃的泡菜在腌制過后，為何其口感會發生改變，且體積會縮水？引導學生進行自主思考。在進行知識講解時，我引導學生對比動物細胞和植物細胞跨膜運輸的異同點，完成對比分析。實際上，教師不僅可以利用實驗儀器演示實驗引導學生思考，而且可以通過多媒體技術強化學生對知識內容的理解，讓學生從觀察中發現實驗真知。

依然以“物質跨膜運輸的實例”的教學為例，教師帶領學生將植物細胞（洋蔥表皮細胞），置于濃度相同、種類不同的溶液（糖水、鹽水、清水等）中，引導學生對比相同時間后植物細胞在各類溶液中的失水或吸水情況，并進行記錄。實驗過程中教師可以讓學生根據所學知識進行觀察和思考、推導和假設，學生在實驗結束后可進一步觀察實驗結果，了解自己的假設是否正確，進而達到提高學生基礎知識掌握程度的目的，學生在觀察的過程中進行探究或假設，從而培養了學科關鍵能力。

四、獨立思考實驗，培養社會責任

獨立思考是培養學生學科素養的重要途徑，社會責任需要學生有一定的獨立思考能力和判斷能力。當下，在實驗過程和實驗結果的呈現中，小組合作探究方式較為普遍，但教師一定要培養學生的獨立思考精神，讓學生“不唯書、不唯上”。只有這樣，才能讓學生真正從實驗中形成自主判斷能力，發展相信科學、發展科學的社會意識和責任感。同樣，在實驗教學中，教師要給學生留有一定的空間，讓學生自主發現、自主思考、自主質疑，進行一次“沒有伴侶的科學尋根之旅”。學生在此過程中做到獨立思考和合作探究相結合，從而培養社會責任感。

例如，在“探究影響酶活性的條件”實驗教學中，教師可提出一系列問題，讓學生獨立思考：衡量溫度對淀粉酶活性影響的指標是什么？檢測反應程度的是哪種試劑或溶液？調節過氧化氫溶液和肝臟研磨液pH具有何種意義？這些問題并不能直接從教材中找出答案，需要學生開啟心智，溫故舊知，基于實驗現象獨立思考探究。當學生百思不得其解時，教師可以根據不同問題和要求，合理地給各個小組分工，讓他們進行合作探究，最終解決實驗難題。從科學實驗的過程來看，學生首先是一個學習者，其次才是一個交流者，沒有充分的觀察、思考和研究，學生的合作就易于淺表化，甚至為合作而合作，缺少對學習、對社會的責任感。因此，教師要適時做個“甩手掌柜”，讓學生獨立思考，等學生深入思考后，再進行合作探究，從而培養學生學習的主人翁意識，同時培養學生對社會和他人的責任感。

在核心素養視野下，高中生物教師要樹立新的教學觀和實驗觀，要把實驗教學放在生物教學的突出位置，讓學生精心準備實驗過程，合理設計實驗環節，聚焦實驗目標，科學進行實驗結果的計算，從而培養理性思維和探究精神。同時，學生也在實驗的過程中與他人充分合作，培養了社會責任感。這些都為學生樹立關愛他人、關愛社會的生命觀念打下了堅實的基礎。

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責任編輯：丁?蔚