指向学生核心素养的高中生物实验教学策略

    钱江

    摘要：高中生物学科核心素养是高中生物实验教学的目标指南，教师要以学生的核心素养为培养目标，帮助学生制定合理的实验目标，精心设计实验过程。学生在实验的过程中培养理性精神，发展科学探究思维，筑牢生物学科关键能力，从而将生命观念内化于心，外化于行。

    关键词：高中生物?实验教学?核心素养

    核心素养视野下，高中生物教师需要将理性思维、科学探究等渗透到实验教学中，通过实验来培养学生的学科关键能力和必备品格。同时，当代教师需要在培养学生核心素养的工作中，同时注重学生社会适应能力的培养，让学生将生命观念融入社会生活中。

    一、利用实验过程，培养科学探究精神

    借助于实验教学培养学生的核心素养需要教师精心设计实验过程，引导学生以实验为基础进行合理的推导演算，并根据实验结果做出合理的分析，培养探究精神。

    例如，在进行人教版细胞膜相关知识的教学时，笔者在完成基础知识内容教学后，根据教学内容进行举例和实验，引导学生主动对问题进行深入思考。我首先將一粒种子置于清水中，静置一段时间后将其转移至培养皿中，并滴入一定量的蓝墨水。同时，我准备了一颗被煮熟的大豆种子，同样置于清水中，并将其转移至培养皿中，滴入蓝墨水。演示完成后，我并未揭晓实验结果，而是要求学生自己进行实验，并引导学生推测种子可能会出现的变化，以及两组实验结果的差异性。学生结合教材知识内容思考后，认为煮熟的大豆种子内部和外部将全部被染色，未煮熟的大豆种子仅外部染色，内部不会被染色。学生完成实验后，发现实验结果和自己的猜测一致，未煮熟的大豆种子的外部颜色出现了变化，内部颜色无变化，而煮熟的大豆种子内部和外部全部被染色，从而对细胞膜将细胞与外界环境隔开，形成一个相对独立的系统这一知识点有了更深的理解。同时，学生在独立思考后，通过实验验证了自己的猜想，掌握了一定的自主学习技巧，培养了科学探究精神，为核心素养的形成和发展埋下了科学的种子。

    实验探究是高中生物学科素养落地生根的重要途径和渠道，教师要通过实验为学生创造独立思考的机会，引导学生对实验结果进行“大胆设想”，并在实验过程中“小心求证”，帮助学生培养敢于提问、乐于提问的科学探索精神。

    二、实验计算融合，培养理性精神

    理性思维是高中生物学科素养形成的重要标识，而生物学科的考查形式通常为实验题，其能够较为直观而准确地反映学生在培养生物实验能力过程中的理性思维和理性精神。但实验题仅能对学生基础知识掌握程度和科学探究能力进行浅层次考查，无法准确体现学生实际操作技能和能力，导致学生理性思维的培养缺乏现实载体，这也不利于学生学科核心素养的落实。因此，为了有效培养学生理性思维，教师需要将实验技能操作和实验记载高效结合，帮助学生通过实验操作和实验数据来思考实验的目的、意义和价值，并依据实验结论进行理性的推理和判断，发展学生的生物学科素养。

    例如，在“酶的专一性”实验教学中，实验问题叙述如下：提供质量百分比为2%的淀粉酶溶液、质量百分比为20%的肝脏研磨液、质量百分比为3%的可溶淀粉溶液、体积百分比为3%的过氧化氢溶液、体积百分比3%的碘液等，1.若利用可溶淀粉溶液进行实验，则实验中的自变量和因变量是什么？2.在检测因变量时，菲林试剂是否为最优选择？3.能否同时选择可溶淀粉溶液和过氧化氢溶液作为反应物？请说明原因。此实验需要学生在实验过程中进行实践操作和理性计算，从而深化对实验结果的认识。在此过程中学生也提高了解题能力，增强了实践能力和创新素养。可见，将实验和笔试进行有机结合，有助于帮助学生对实验操作和知识理论进行思考、分析、推断，培养理性精神，发展学科素养。

    三、用心观察思考，培养学科能力

    观察既是生物实验的必备技能，也是培养学生学科能力的重要手段。古人云：“凡事预则立，不预则废。”教师在带领学生开始实验前，需要对教材内容中的基本知识部分进行适度演示，培养学生的观察能力和观察意识，提醒学生哪些事项需要用心去观察。生物核心素养对学生生物基础知识掌握程度有较高的要求，教师在教学过程中，要帮助学生从实验前的准备、实验中的现象和实验后的产物入手，进行细致入微的观察。

    例如，在“物质跨膜运输的实例”相关内容的实验教学中，我提出问题：平常吃的泡菜在腌制过后，为何其口感会发生改变，且体积会缩水？引导学生进行自主思考。在进行知识讲解时，我引导学生对比动物细胞和植物细胞跨膜运输的异同点，完成对比分析。实际上，教师不仅可以利用实验仪器演示实验引导学生思考，而且可以通过多媒体技术强化学生对知识内容的理解，让学生从观察中发现实验真知。

    依然以“物质跨膜运输的实例”的教学为例，教师带领学生将植物细胞（洋葱表皮细胞），置于浓度相同、种类不同的溶液（糖水、盐水、清水等）中，引导学生对比相同时间后植物细胞在各类溶液中的失水或吸水情况，并进行记录。实验过程中教师可以让学生根据所学知识进行观察和思考、推导和假设，学生在实验结束后可进一步观察实验结果，了解自己的假设是否正确，进而达到提高学生基础知识掌握程度的目的，学生在观察的过程中进行探究或假设，从而培养了学科关键能力。

    四、独立思考实验，培养社会责任

    独立思考是培养学生学科素养的重要途径，社会责任需要学生有一定的独立思考能力和判断能力。当下，在实验过程和实验结果的呈现中，小组合作探究方式较为普遍，但教师一定要培养学生的独立思考精神，让学生“不唯书、不唯上”。只有这样，才能让学生真正从实验中形成自主判断能力，发展相信科学、发展科学的社会意识和责任感。同样，在实验教学中，教师要给学生留有一定的空间，让学生自主发现、自主思考、自主质疑，进行一次“没有伴侣的科学寻根之旅”。学生在此过程中做到独立思考和合作探究相结合，从而培养社会责任感。

    例如，在“探究影响酶活性的条件”实验教学中，教师可提出一系列问题，让学生独立思考：衡量温度对淀粉酶活性影响的指标是什么？检测反应程度的是哪种试剂或溶液？调节过氧化氢溶液和肝脏研磨液pH具有何种意义？这些问题并不能直接从教材中找出答案，需要学生开启心智，温故旧知，基于实验现象独立思考探究。当学生百思不得其解时，教师可以根据不同问题和要求，合理地给各个小组分工，让他们进行合作探究，最终解决实验难题。从科学实验的过程来看，学生首先是一个学习者，其次才是一个交流者，没有充分的观察、思考和研究，学生的合作就易于浅表化，甚至为合作而合作，缺少对学习、对社会的责任感。因此，教师要适时做个“甩手掌柜”，让学生独立思考，等学生深入思考后，再进行合作探究，从而培养学生学习的主人翁意识，同时培养学生对社会和他人的责任感。

    在核心素养视野下，高中生物教师要树立新的教学观和实验观，要把实验教学放在生物教学的突出位置，让学生精心准备实验过程，合理设计实验环节，聚焦实验目标，科学进行实验结果的计算，从而培养理性思维和探究精神。同时，学生也在实验的过程中与他人充分合作，培养了社会责任感。这些都为学生树立关爱他人、关爱社会的生命观念打下了坚实的基础。

    参考文献：

    [1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

    [2]唐志哲.基于生物学核心素养的教学策略分析——以《光合作用的探究历程》为例[J].教育科学论坛，2019（34）：2930.

    [3]张雪，申静敏，陈国梁.高中生物教学中学生生物学学科核心素养的培养——以“细胞的物质输入和输出”为例[J].西部素质教育，2019，5（19）：79+81.

    责任编辑：丁?蔚