試議核心素養(yǎng)視角下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新

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核心素養(yǎng)本質(zhì)上屬于抽象層面的東西，它不同于具體的知識(shí)和技能，其形成和發(fā)展有賴于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的內(nèi)在感悟。在這一認(rèn)知的基礎(chǔ)上，本文簡要探討了四點(diǎn)核心素養(yǎng)視角下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新策略，分別是靈活運(yùn)用兩種基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序;探究實(shí)驗(yàn)要讓學(xué)生切實(shí)經(jīng)歷探究過程;探究實(shí)驗(yàn)要注重實(shí)效而不是形式;對(duì)教材中的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理優(yōu)化和改進(jìn)。

根據(jù)高中生物新課標(biāo)中的定義，核心素養(yǎng)是指學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)而逐步形成的正確價(jià)值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任。顯而易見，所謂核心素養(yǎng)本質(zhì)上屬于抽象層面的東西，它不同于具體的知識(shí)和技能，其形成和發(fā)展有賴于學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中所產(chǎn)生的內(nèi)在感悟，反映到教學(xué)模式上，即要求教師少一些灌輸，而多一些引導(dǎo)和啟發(fā)，從而促使學(xué)生產(chǎn)生深刻體會(huì)和感悟。就實(shí)驗(yàn)教學(xué)而言，自然也應(yīng)遵循這一大原則，并在此基礎(chǔ)上采取與傳統(tǒng)灌輸式理念有所不同的創(chuàng)新性策略。以下就結(jié)合筆者的教學(xué)思考與體會(huì)對(duì)此談幾點(diǎn)個(gè)人見解，冀對(duì)一線教師有所啟示。

1 靈活運(yùn)用兩種基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序

在高中生物教學(xué)中，有兩種基本的教學(xué)程序常常引起一些教師的困惑，即是應(yīng)當(dāng)先講理論知識(shí)還是先做實(shí)驗(yàn)。其實(shí)引起這種困惑的根本原因，還是在于受到傳統(tǒng)教學(xué)理念的限制，即以讓學(xué)生掌握具體的知識(shí)和技能為導(dǎo)向。在核心素養(yǎng)視角下，如果把促進(jìn)學(xué)生產(chǎn)生內(nèi)在感悟?yàn)榛緦?dǎo)向，則這一困惑也就自然消解。中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)大致可分為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)和探究性實(shí)驗(yàn)，對(duì)于前者則一般應(yīng)采取先理論后實(shí)驗(yàn)的基本程序，如在教學(xué)細(xì)胞器知識(shí)時(shí)，通常應(yīng)采取的教學(xué)程序即為“識(shí)圖—學(xué)習(xí)新知—實(shí)驗(yàn)觀察—解決問題”，即首先利用教材上的插圖引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)細(xì)胞內(nèi)主要的細(xì)胞器，然后讓學(xué)生通過小組合作做實(shí)驗(yàn)（用高倍顯微鏡觀察葉綠體和線粒體），最后總結(jié)各種細(xì)胞器怎樣完成細(xì)胞的生命活動(dòng)等問題。而對(duì)于探究性實(shí)驗(yàn)，則一般應(yīng)采用先實(shí)驗(yàn)后理論的程序，學(xué)生通過發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對(duì)特定生物學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行探究，其結(jié)果是未知的，倘若先講了理論再做實(shí)驗(yàn)也就失去了意義。比如在教學(xué)“比較過氧化氫在不同條件下的分解”時(shí)，所采用的教學(xué)程序應(yīng)為“實(shí)驗(yàn)觀察—感知科學(xué)過程和方法—解決問題”，這樣，在讓學(xué)生經(jīng)歷探究過程的基礎(chǔ)上展開概念教學(xué)，更有助于學(xué)生理解，同時(shí)也更有利于鍛煉學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力和學(xué)科思維。

2 探究實(shí)驗(yàn)要讓學(xué)生切實(shí)經(jīng)歷探究過程

科學(xué)探究素養(yǎng)是高中階段生物素養(yǎng)的基本要素之一，其重要性不言而喻，而該素養(yǎng)的培養(yǎng)則無疑是以探究性實(shí)驗(yàn)為基本載體和必由途徑。在實(shí)際教學(xué)中，教師應(yīng)避免“老師做實(shí)驗(yàn)和講實(shí)驗(yàn)，學(xué)生看實(shí)驗(yàn)和聽實(shí)驗(yàn)”這種灌輸理念下的教學(xué)方式，而是應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生積極地動(dòng)手操作，切實(shí)經(jīng)歷探究過程，這樣才能使學(xué)生在掌握具體知識(shí)與技能的同時(shí)產(chǎn)生更為深刻地體會(huì)和感悟，從而鍛煉其科學(xué)探究能力。簡言之，要讓學(xué)生經(jīng)歷和體會(huì)知識(shí)的生成過程，而不是單純地理解和掌握知識(shí)。從根本上說，很多教師傾向于實(shí)驗(yàn)教學(xué)也采取灌輸式模式，主因在于受到應(yīng)試教育環(huán)境的影響，因?yàn)檎n上時(shí)間有限，讓學(xué)生從頭到尾的做實(shí)驗(yàn)畢竟是比較花時(shí)間的，而相對(duì)來說，直接講實(shí)驗(yàn)并輔之以習(xí)題練習(xí)則“效率”就會(huì)高得多。但在新的教育形勢(shì)下，則必須避免這種理念和做法，而適當(dāng)創(chuàng)新教學(xué)模式。當(dāng)然，就探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)來說，并不是完全任由學(xué)生照著課本自己操作，而是以合理的方式加以引導(dǎo)并予以有效把控，通?？梢孕〗M為單位，學(xué)生合作設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并完成實(shí)驗(yàn)。教師引導(dǎo)和點(diǎn)撥的重點(diǎn)主要為實(shí)驗(yàn)思想的滲透，這是學(xué)生產(chǎn)生深刻感悟的基礎(chǔ)。眾所周知由于探究性實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)多是以對(duì)照原則和單一變量原則為基礎(chǔ)，因此教師要注重這兩種基本思想的滲透，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)探究方案。比如探究溫度對(duì)酶活性的影響，可以在學(xué)習(xí)了“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生以下表形式將基本實(shí)驗(yàn)思路明確呈現(xiàn)出來，從而加深其對(duì)兩種基本思想在實(shí)驗(yàn)過程中所起的核心作用。

3 探究實(shí)驗(yàn)要注重實(shí)效而不是形式

關(guān)于探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，還有非常重要的一點(diǎn)需要說明。在以往傳統(tǒng)的教學(xué)模式下，即使教師讓學(xué)生動(dòng)手操作，也往往只是基于課本照本宣科，談不上所謂創(chuàng)新，無法調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維積極性，自然也就難易激發(fā)其學(xué)習(xí)潛能。而達(dá)不到這樣的效果，則學(xué)生也就不能產(chǎn)生內(nèi)生性的感悟從而很好地鍛煉科學(xué)探究素養(yǎng)。因此筆者認(rèn)為，探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)一定要注重實(shí)效而避免形式主義，特別是所謂“發(fā)現(xiàn)和提出問題—作出假設(shè)—通過實(shí)驗(yàn)探究驗(yàn)證價(jià)值得出結(jié)論”三個(gè)基本階段。而注重實(shí)效，具體來說，即在引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷探究過程、掌握相關(guān)知識(shí)的過程中其探究和分析能力以及學(xué)科思維品質(zhì)也得到很好地鍛煉。比如探究酶活性的影響因素這一實(shí)驗(yàn)，在實(shí)際教學(xué)中筆者只是讓學(xué)生預(yù)先填寫實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)單，主要的包括的問題有：“選擇哪一種酶？原因是什么？選擇哪一個(gè)因素（溫度或PH值）進(jìn)行探究？實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的自變量是什么，有幾個(gè)？怎樣檢測(cè)對(duì)應(yīng)的因變量？預(yù)計(jì)會(huì)得到怎樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果？”這寫問題本身帶有較強(qiáng)的引導(dǎo)性，學(xué)生想明白了這些問題，自然也就能順暢地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，相對(duì)教師照本宣科地講，既可提高授課效率，也有利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。再如教學(xué)“設(shè)計(jì)并制作生態(tài)缸觀察其穩(wěn)定性”這部分內(nèi)容時(shí)，其實(shí)沒有必要局限于教材，在“設(shè)計(jì)、制作和觀察”基礎(chǔ)上還可以讓學(xué)生進(jìn)行探究，具體可將學(xué)生分成若干小組，每組各選定一個(gè)變量，包括光照、投放的生物種類等，然后設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。這種立足于課本而又具有拓展性的教學(xué)創(chuàng)新有助于學(xué)生深刻體會(huì)對(duì)照思想和單一變量思想在探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的運(yùn)用，從而也就有助于其科學(xué)探究素養(yǎng)的進(jìn)步。

4 對(duì)教材中的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理優(yōu)化和改進(jìn)

一般來說，合理優(yōu)化和改進(jìn)教材中的實(shí)驗(yàn)，對(duì)于學(xué)生來說是有著一定挑戰(zhàn)性的，但也正是因?yàn)檫@樣緣故，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)綜合素養(yǎng)也就是一個(gè)很好的鍛煉。這就要求教師在平時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中注重引導(dǎo)學(xué)生以批判性的眼光來審視教材上的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)其不足并提出合理的優(yōu)化改進(jìn)方案或創(chuàng)新性的替代方案。按照哲學(xué)觀點(diǎn)，世界上的事物不可能十全十美，教材上的實(shí)驗(yàn)雖然都很經(jīng)典，但也同樣或多或少存在優(yōu)化改進(jìn)空間。事實(shí)上，有經(jīng)驗(yàn)的教師都深有體會(huì)，課本上的實(shí)驗(yàn)其實(shí)很多時(shí)候很難做成功，或至少是很難完全達(dá)到課本上所描述的效果。這其實(shí)并不奇怪，因?yàn)槟切?shí)驗(yàn)本身可能即是存在不足的，尤其要考慮到，對(duì)于課本上的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，如果是在不同的地區(qū)或不同的季節(jié)操作，則得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往存在明顯差異。因此，對(duì)教材上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化和創(chuàng)新不僅頗有必要，而且更是鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和創(chuàng)新能力的有效途徑。比如觀察葉綠體與細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，教材中該實(shí)驗(yàn)的材料為蘚菜和菠菜，但其取材均受季節(jié)限制，不甚方便。實(shí)踐證明韭菜是相對(duì)更為理想的進(jìn)行該試驗(yàn)的材料，不僅取材較易，實(shí)驗(yàn)中觀察到的葉綠體亦多而清晰，這就是一種對(duì)原實(shí)驗(yàn)的一種簡單優(yōu)化，不僅大大提升教學(xué)效果，也有助于學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識(shí)。實(shí)際教學(xué)中還可引入一些先進(jìn)的儀器對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行檢測(cè)，例如在比較過氧化氫在不同條件下的分解實(shí)驗(yàn)中，可使用氣體壓強(qiáng)傳感器，對(duì)過氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣定量分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確更直觀。

如上，本文簡要探討了四點(diǎn)核心素養(yǎng)視角下的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)新策略，分別是靈活運(yùn)用兩種基本的實(shí)驗(yàn)教學(xué)程序;探究實(shí)驗(yàn)要讓學(xué)生切實(shí)經(jīng)歷探究過程;探究實(shí)驗(yàn)要注重實(shí)效而不是形式;對(duì)教材中的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行合理優(yōu)化和改進(jìn)。新的教學(xué)形勢(shì)，合理的實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必要的，對(duì)此教師要給予足夠重視，并在實(shí)踐中積極探索和總結(jié)教學(xué)創(chuàng)新途徑，以更好地促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

（作者單位：山東省日照海曲高級(jí)中學(xué)）