基于核心素養下生物實驗思維的培養策略分析

楊冬爽

摘 要：生物學是一門實驗性非常強的學科，科學實驗的核心就是科學的思維，科學思維是生命觀念的探索途徑，是生物學科素養的重要內容。由于生物學科研究對象的特殊性，運用的科學思維也更加的復雜和靈活。因此實驗思維的培養利于學生更好地去探索生命的本質、領悟生命的真諦。

關鍵詞：核心素養;生物實驗;科學思維;探究能力

一、 生物學科素養的理解

生物學科核心素養包括生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任。生命觀念是指認識和研究生命現象的一種理念和方法。包括結構和功能的關系、進化和適應關系和穩態和平衡關系等。理性思維是指尊重事實、理性思考，培養學生學會用邏輯推理的方式解決問題。科學探究是指善于觀察生活中的現象并提出問題，采用合適的方案探究問題的能力。社會責任是指靈活運用所學的生物學知識參與個人或社會事物談論。能夠揭示生活中的偽科學，傳播健康的生活理念、宣揚環境保護、關愛生命的理念。培養學生具有一定的生物學核心素養是生物課程的價值觀追求，也是生物教學目標之一。目標的達成需要具有連續性和遞進性，因此教師在制訂每一章、每一節課甚至每個教學活動時，都要全面考慮到素養目標時候能夠有效落實。科學技術迅猛發展，提升學生核心素養和創造能力至關重要。

二、 生物實驗思維的重要性

“實驗教學”是指教師組織學生在實驗室或校園內外開展的教學活動，實驗教學是生物學課程的特點，也是生物學教學的基本形式之一。生物學中的概念、原理和規律大多是由實驗推導和論證出來的，從全國卷近幾年的高考試題來看，實驗題一直占有較大的比重，而且是考生較難拿分的難點。如何培養學生科學的實驗思維去完成考題，去發現并解決生活生產中的問題，去探索并揭示自然中的奧秘對于學生尤為重要，這也是促成學生達成生物學核心素養的重要內容。

生物是一門實驗性非常強的學科，生命科學的發展歸功于科學家千萬次實驗的探索和不斷的突破，而目前所學的生物學概念、理論是都是眾多科學家實驗結晶。培養學生科學的思維和探究能力甚至比單純的學習知識更重要。生物實驗從實驗目的、實驗步驟、結果分析、實驗結論的總結，都依賴于科學的思維方法，思維方法指導著問題的思考和解決。只有具備科學的思維方法才有利于生物現象和生命規律的揭示，才能發現生命的本質與內在聯系，才能具備生物學科的核心素養。如何在日常一點一滴的教學中逐漸滲透和培養學生的實驗思維呢？

三、 生物實驗教學中的問題

在生物實驗教學過程中，教學目標不再是學生理解和掌握實驗的原理、步驟和記憶實驗結論。生物核心素養下，教學目標更傾向于掌握生物實驗的理性思維，提高探究意識、探究精神和探究能力。對于當代學生要全面發展，科學思維方法比實驗本身的結果更為重要。思維的方法是靈活的、是有創造性的、是可遷移的。它將化身為學生學習其他領域的技能、手段和工具。目前的中學生生物實驗的教學中存在一些問題。

目前生物實驗教學中，部分教師依然側重實驗的理論講解，突出實驗細節中的考點，忽略對學生實驗思維和探究能力的培養。實驗過程中，教師給予學生過多過細的指導，從實驗設計到實驗步驟逐步地詳細地講解促使學生可以最快得出實驗結果。這導致學生缺少遇到問題和主動解決問題的情景，缺少探索和自由發展的環境。這樣的情境中，自然解決實際問題的思維方法就無法得到鍛煉，這不利于學生核心素養的培養，更加不利于當今的高考模式。在實驗教學中，教師常常將實驗部分與理論知識分離開來，逐一攻克，使得學生更好地明確本節課的學習內容方便記憶，使得學生無法將實驗和理論很好地統一起來形成有機的整體，不能將其形成一種動態的知識體系。綜合以上問題，每一位生物教師都應該轉變和更新教學思路，重視高中教材中的實驗部分，重視學生科學的實驗思維的培養，有效地提高學生實驗思維能力和學習探究意識。

四、 學生實驗思維的培養策略

（一）重視課本中經典實驗的教學

生物教材中有很多經典的科學實驗和實驗科學史，如觀察植物細胞的吸水和失水、觀察葉綠體形態和分布、探究酵母菌細胞呼吸的方式等。面對這些內容教學時，教師不要只是被動講解，而是要更加積極地調動學生的主觀能動性、設計問題、激發學生的興趣，通過一系列的問題串，引發學生主動深入的思考，逐層抽絲剝繭最終得出屬于自己的實驗結論。例如：探究溫度對酶活性影響實驗，教師提問實驗中的自變量是什么？因變量是什么？實驗中自變量該如何設置？因變量該如何檢測？實驗結果是什么？如何控制其他因素對實驗結果的影響？實驗結論是什么？對于以后實驗的操作和實施有何啟示？在一系列的追問中完成了本節課的內容。植物向光性的探究歷程，先讓學生閱讀達爾文的實驗過程，然后思考教師設置的問題。為什么要分別遮蓋胚芽鞘尖端和它下面一段呢？胚芽鞘彎曲生長的是哪一部分？感受單側光刺激的又是哪一部分？這一“影響”可以向下傳遞，猜猜“影響”應該是什么？這種“影響”可以導致背光面比向光面生長快與它在胚芽鞘的分布有什么關系？在實驗的講解中，不僅要引導學生提出問題，而且還要引導學生通過探究合作嘗試去解決問題，在不斷的提出和解決問題的過程中，逐步接近實驗結果，最終得出實驗結論。教師引領學生分析實驗的設計理念和巧妙之處，注重引導學生總結各類實驗的探究方法和過程。

（二）借助試題提高實驗思維的能力

在平時的教學中，教師要引導學生對題目進行深刻地詳細地分析，排除干擾信息，提煉出實驗目的，借助實驗思維確定實驗方法和步驟，提高實驗能力。教學中，教師可以根據需要，按照實驗的分類，制訂出各類實驗的專項練習。提高學生對實驗目的的提取能力、提高實驗的設計能力、提高歸納和表述能力、提高比較和推理能力。實驗思維能力的提升離不開教師的引導，更離不開習題的訓練。雖然高考已經適當降低生物實驗題的難度，但是實驗仍然是高考的重點，同樣也是學生的難點。實驗題的突破依賴于實驗思維的培養，核心素養的提升，依賴于日常的慢慢積累和能力的逐步提高。實驗思維的培養是一個緩慢的逐漸的過程，滲透于每一節新課和習題課中。教師只有注重新課和習題課的配合才能逐漸地提高學生的實驗思維。