在實驗教學中培養生物科學素養初探

劉勇環

【摘要】科學素養最基本的含義是指學生能夠合理地將所學到的科學知識運用到社會及個人生活中。教育的基本任務是培養學生必備的、可持續發展的科學素養。生物學是一門非常重視實驗的學科，生物實驗是生物學習的重要組成部分。教師通過實驗幫助學生更好地理解專業知識。同時，生物實驗也是學生的一種重要學習方式。

【關鍵詞】高中生物;素養探究;愛國;實驗教學

高中生物教材中提供了形式、內容豐富的實驗教學材料，教師可以通過在實驗教學中創設問題情境、實驗設計中合理分組、實驗進行改進，讓高中生物實驗成為學生喜愛的課堂教學形式，成為激活學生探究思維、激發學生創新思維的主要陣地。愛國主義教育是學生必須接受的課程教育。我們可以以實驗教學作為載體之一進行愛國主義的滲透，使生物知識來源于課本，又高于課本。

一、實驗教學中創設問題情境，激活學生科學探究思維

發現問題是科學探究的第一步，也是學生思維發展尤為重要的一步，也能夠為高中生學習生物打下堅實基礎。如果教師的引導不夠恰當，學生極易陷入對教材知識照本宣科的狀態，難以對所學內容做出深入思考探究，同時也會在一定程度上給學生生物學習能力的進一步提升帶來諸多阻礙。所以，教師需要根據學生發展規律特點創設適合的問題情境，使得學生能夠對其相關知識產生透徹、全面理解，使學生形成一個正確的科學探究態度。

由于所處地區的多數學生來自鄉村，由于鄉村設備的不足或者配備的實驗員不足，導致很多學生的實驗課沒有正常開展，很多學生的探究思維沒有得到很好的訓練。所以，在實驗課上創設的問題可以從不同方面入手，如，在教學《綠葉中色素的提取和分離》時，教師可提出這樣的問題：把菠菜放置幾天后葉子是什么顏色？秋天葉子變黃是什么原因？實驗各種試劑的具體作用是什么？如何設置實驗組探究SiO2、CaCO3、無水乙醇的作用？《植物細胞的吸水和失水》中，如果用的是洋蔥鱗片葉內表皮或者菠菜葉下表皮細胞可以嗎？蔗糖溶液改成其它濃度可以嗎？蔗糖容易可以換成硝酸鉀或者甘油溶液嗎？通過一系列問題的設置激發高中生的自主探究能力，培養學生的生物思維和問題意識，逐漸形成屬于自己的一套科學探究思路，從而應用到各科的學習中來。

二、對實驗進行改進，激發學生的創新思維

達爾文曾說：“我既沒有突出的理解能力，也沒有過人的機智，只是在觀察那些稍縱即逝的事物并對其精密觀察能力上，我可能是在眾人之上。”事實上，敏銳、精細的觀察力能使人產生懷疑、發現問題。問題是學生產生自主探究意識的動力，在不斷學習和探究中噴涌出更多的創新思維。生物實驗課有著直觀形象、鮮活靈動、動手實踐的明顯特征，這對于培養學生的創新能力，具有較為關鍵的促進作用。

例如，在《果酒和果醋的制作》中，我們學習了實驗的原理、方法。學習完步驟之后，我們可以讓學生進行實驗。實驗室需要購買相關實驗材料，提供實驗設備。這樣，學生在課后就可去實驗室進行研究。有的學生將釀葡萄常用的巨峰換成小青提;有的換成柿子，甚至換成紫薯或者南瓜。通過實驗，學生發現有糖類的材料，在一個無氧條件下，酵母菌能夠進行無氧呼吸，并產生酒精。如果是紫薯等含淀粉比較高的材料，就需要將酵母換成酒曲，然后在課本的基礎上進行改進。如此，學生的創新思維得到很好地鍛煉。其實，高中生物的創新不但可以體現在實驗材料、實驗內容的創新，還體現在每一個小小細節的創新。例如，大到實驗設備的創新，小到實驗地點的選取以及實驗項目的創新。學生在實驗過程中遇到不明白的地方，可以和同學、教師進行探討。教師針對問題要求學生進行分析、講解，給出答案。而后，教師再進行指導糾正。這樣，學生在動手過程中逐漸掌握了新授的知識點，也培養了自身的思維創新能力。

三、合理設計實驗分組，提高學生團隊合作精神

傳統的實驗教學都是教師進行演示實驗，然后學生再進行獨立實驗或者個別小組簡單重復實驗。這樣，組員之間也只能互相指正操作步驟的錯誤之處，而教師則需逐個檢查學生實驗成果。這樣既浪費時間，課堂秩序也不能很好地在教師的掌控范圍內。因此，分組實驗有利于面向全體學生，使得學生在實驗中發現問題、分析問題和解決問題，這可逐漸培養學生的團隊合作精神。

在《植物細胞的吸水和失水》實驗教學中，先要求全體學生前提完成以紫色洋蔥鱗片葉內表皮為材料進行細胞質壁分離和復原實驗。然后，教師再創設不同情境，把全體學生分成5個大組，每個大組又分成5個小組，每小組2人。以下是具體分組情況：

各記錄小組派1名學生代表向全班展示、分析實驗結果，并把教材實驗和拓展實驗中的方法、現象、結論進行比較、分析。

在高中實驗課《綠葉中色素的提取和分離》的學習中，學生對色素種類與含量缺乏認知，對各種試劑的具體作用是什么也不是很了解。在該實驗課上，筆者將全班學生分成若干實驗小組，編號1、2、3……每個實驗組再分為A、B、C、D四個小組，每個小組2位學生，每個實驗小組選出一個小組長。通過小組的分工合作，學生很容易得出無水乙醇、SiO2、CaCO3的作用具體是什么。

從眾多的實驗中看出，教師的合理分組能夠充分挖掘每個學生的潛能，提高學生的團隊合作能力，同時有利于提升班級凝聚力。

四、在實驗教學中拓展話題，滲透愛國主義教育

愛國主義是中華民族的優良傳統。愛國主義教育面向的對象包括每一位社會人員，但這其中最重要的應該還是學生。培養學生的愛國主義情懷是教師應該承擔的責任。所以，愛國主義教育可以通過課堂滲透到學生的骨子里，而生物實驗可以作為其中一種載體進行愛國主義教育。

在《微生物的實驗室培養》教學中，我們鼓勵學生進行相關拓展實驗，如，空氣中微生物總數的檢測、水中細菌總數的檢測、牛奶中細菌的分離和計數，等等。通過一系列的實驗，將我們肉眼看不到的微生物轉變成菌落，認識菌落的形狀、大小、隆起程度和顏色等方面。從該實驗教學中，我們列舉了國家勛章和國家榮譽稱號獲得者陳薇。陳薇多年來一直從事生防研究，領銜承擔了多項國家、軍隊重大研究項目，且都出色完成了任務;在高致病性病原微生物的新型疫苗和治療藥物研究方面，研究成果達到了國際先進水平。學生切切實實地感受到祖國的日益強大，民族自豪感和榮譽感也隨之日益增強，愛國主義情懷油然而生，相信日后會前赴后繼地投身于社會主義的新建設中。實驗教學不但可以豐富愛國主義教育的內容，還可增強愛國主義的教育影響力。

綜上所述，在現行的高中生物教學中，充分利用生物實驗教學進行探究、創新、愛國主義教育，是非常有意義的，可以更好地發揮生物實驗教學的作用，全面促進學生的發展。

參考文獻：

[1]劉凱.高中生物科學探究素養的培養策略[J].新課程（下），2019（8）.

[2]陳波.培養學生創新能力 提升生物實驗教學——高中生物實驗教學對學生創新能力的培養分析[J].中學課程輔導（教師通訊），2020（13）：26-27.

[3]潘莉.淺談高中生物實驗教學的策略[J].科學大眾（科學教育），2015（11）.

[4]吳錦鋒.基于核心素養下的高中生物實驗教學和學生創新能力的培養[J].試題研究，2019（22）：8-9.

[5]陳進火.創新課堂教學 提升愛國主義教育實效[J].試題研究，2020（22）.

責任編輯 ?羅良英