例谈基于新课程、新高考背景的生物实验教学策略

陈文静

摘 要：实验教学是生物学教学的基本形式之一，是培养和发展学生核心素养的主要载体;实验题考查是高考评价学生核心素养的主要形式。基于新课程、新高考背景，教师在实验教学过程中，遵循学生的学习认知规律，循序渐进地实施有效的生物实验教学策略，可提高学生的生物科核心素养及高考生物科成绩。

关键词：核心素养;新课程;新高考;实验教学策略

生物学学科核心素养包括生面观念、科学思维、科学探究和社会责任4个方面，提高学生生物科核心素养是高中生物新课程的价值追求。生物学里很多概念及理论都是在实验的基础上建立及发展起来的，因此实验教学是生物学教学的基本形式之一，是培养和发展学生核心素养的主要载体。实验题考查则是高考评价学生核心素养的主要形式。基于新课程、新高考背景，实施有效的生物实验教学策略，可提高学生的生物科核心素养及高考生物科成绩。

一、基于新课程的高考实验考情研究

基于提高学生的学科核心素养宗旨，新课程对高中生物课程性质的论述为：期待学生主动参与学习过程，在亲历提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律的过程中习得生物学知识，养成科学思维的习惯，形成积极的科学态度，发展终身学习的能力[1]。课程性质中对生物学知识的获取过程里“提出问题、获取信息、寻找证据、检验假设和发现规律的过程” 的详细实验手段论述充分体现了实验教学在新课程中的重要地位。

新课程在内容方面遵循“少而精”原则，有聚焦大概念的特点。新课程是高考命题的重要依据。基于新课程，本人认为高考在实验题命制方面体现生物学核心素养的考查方式主要集中在以下四个方面：1、利用实验考查考生对核心概念的理解，以核心概念为载体评价考生的生命观念素养;2、创设真实而有价值的实验问题情境，考查考生的科学思维素养;3、尝试设计实验，考查考生的科学探究素养;4、理论联系实际，创新综合设计实验试题，全面考查考生的生物学核心素养。

二、基于新课程的高考实验试题分析

由于我省是从2015年开始参加全国卷考试，所以试题分析从2015年全国卷开始。纵观近几年的全国高考卷实验试题可知，实验试题围绕核心素养展开命制已成常态。如下表：

分析上表可知，新高考在实验题命制方面体现生物学核心素养的考查方式和考情研究预期相符。因此教师在实验教学过程中应聚焦大概念、循序渐进提升学生的各种素养，应对新高考的评价。

三、基于新课程、新高考背景的生物实验教学策略

（一）落实教材经典实验的教学策略

新课程中提出“生物科学与人们的日常生活等方面密切相关，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念”。相对初中的生物课程，高中课程中的概念显得抽象复杂。基于生活、生产实际，教材设计了大量的数据分析、技能训练、验证性实验、探究性实验等实验内容帮助学生理解核心概念。

在初学者内化能力不足的情况下，教师在实验教学过程中落实教材里各种经典实验，通过实验把抽象复杂的概念生动形象地显示在学生面前，可帮助学生理解概念的本质内涵。

案例1：原生质层相当于“半透膜”概念的理解。渗透作用的发生需要满足两个条件：半透膜和膜两侧溶液具有浓度差。对于植物细胞来说，学生会产生疑惑“为何原生质层包含了细胞质部分为何还可以看做半透膜呢？”。通过实验，学生观察到未发生质壁分离的洋葱鳞片叶外表皮细胞里紫色部分（液泡）几乎填满整个细胞，部分液泡膜甚至紧贴着细胞壁;在质壁分离过程中，紫色部分变小，与外界溶液之间隔着一条黑线（原生质层）。做完实验后，学生了解到成熟植物细胞的细胞液与外界溶液之间隔着的原生质层中细胞质的含量并不多，可忽略不计，原生质层在渗透装置里发挥着半透膜的作用，因此可以看作半透膜。

以上例子说明，按照课本提供的方案操作实验，初学者强化了实验技能的同时，能有效理解相关概念的本质内涵。隨着大量实验的实施，学生掌握的概念增多，内化能力增强，学科知识素养得到提升，可有效建立科学的生命观。

（二）优化教材实验方案策略

随着学生生命观的增强，教师在实验教学过程中从地区实际出发，引导学生从实验选材、实验步骤、实验结果等方面优化教材实验方案，并让学生将自己的各种想法付诸实验研究可促使学生在各种犯错、思错、改错中提高分析问题能力、提问题能力、理性思维能力等科学思维能力。

案例2：以实验选材的优化为例。实验材料的选择应遵循效果明显、易获取、成本低的原则。由于人教版的教材使用范围广，在部分实验材料的选择上不一定适合本地区，或者不是最优选择。如实验“还原糖的鉴定中”，教材优先选用苹果或梨匀浆进行实验。实验材料在广州地区是常见的，因此也常用。但同学们在实操时发现，如果实验材料由学生实验时自制需要榨汁机等器械，耗时长;提前制备则易氧化褐变，影响观察。面对不足，学生会思考提问：哪一种材料更佳呢？结合生活实际及实验要求，学生一开始认为优选荔枝，因为荔枝是岭南佳果，条件适合，可实施实验时发现已经买不到荔枝了（实验按编排在9月份进行，荔枝期已过。）。遇阻则思变，带着问题，学生们自发实地考察，采用多种水果试验比较，分析实验数据后则会优选葡萄，理由是：1去皮葡萄汁多且榨取方便;2汁液无色便于观察;3还原糖含量高，实验现象明显。

结合生活经验及课本理论知识优选实验材料的例子说明，优化教材实验方案的实验教学可以培养学生的信息收集能力，提高学生解决实际问题的能力，增加学生思维的强度，是有利于提高学生科学思维素养的。

（三）改编教材部分验证性实验为探究性实验策略

新课程提出的“科学探究”是指能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施、以及进行结果的交流与讨论。

在学生已具备一定的学科知识素养、科学思维素养后，教师在实验教学中指导学生把在验证性实验过程里发现的问题独立设置课题展开探究，可培养学生的科学探究能力，有效提高学生的科学探究素养。

案例3：以改编“绿叶中色素的提取和分离”验证实验威为例。学生通过课程学习和验证实验是知道色素的提取和分离原理、过程及结果。但是在真实操作中，同学们在提取过程中添加物质的比例有误差、或者操作过程有差异，或者其他原因导致提取液中色素的含量不同;或者在分离过程中用滤纸分离色素的时候画滤液细线操作有异，或者层析液中的成分比例改变等原因，出现实验结果跟理论结果有偏差的情况。面对认知冲突，学生求知欲旺盛。此情此景下，教师指导学生从原理、思路到实验设计等方面综合考量后提出合理的探究课题：如探究加入CaCO3对各种色素含量的影响;探究研磨对各种色素的影响;探究不同层析液对于色素分离的影响等[2]。学生按照已掌握的科学思路及方法写出有实操性价值的实验设计，并按设计完成实验探究。

通过实践证明，在真实情景下，利用特定的生物学现象，教师引导学生改编教材中的验证性实验为探究性实验，可促使学生通过理性思考及感性体验提高科学思维能力和科学探究能力，最终提升了学生的科学探究素养。

（四）选用高考实验题评价学生素养后做弱项强化训练策略

高考题是集多位专家与有丰富教学经验的优秀教师的智慧结晶，是评价学生核心素养的有效形式。从近几年的高考实验试题分析可知，实验试题围绕核心素养各方面对考生进行评价已成常态，这为教师评价学生素养水平提供了丰富的资料。

案例4：在一轮复习阶段后期，学生已经完成基础课程的学习及复习。此时教师可用类似2017年全国Ⅰ卷第29题真题（简要写出（1）实验思路，（2）预期实验结果及结论。要求：实验包含可相互印证的甲、乙两个组）考核学生。教师根据学生的答题情况评价学生的科学思维及科学探究素养，利用评价结果有针对性地对学生弱项进行强化训练。

教师根据学情在资源库里选取相应的高考题可有效评价学生的素养。真实可靠的评估结果有利于教师适时调整教学策略，有针对性的对学生弱项进行强化训练，从而达到全面提升学生核心素养的目标。

（五）鼓励学生参加各种创新科技比赛策略

在高中各阶段，根据学生认知规律，依据实际情况实施对应的实验策略可逐步提高学生的各种素养。在用相关的高考实验题评估过学生的综合素养水平并做对应的弱项强化训练后，教师鼓励学生参加各种创新科技比赛，促使学生根据所学所能创新综合设计实验，然后把实践过程、结果等进行演讲展示或内化为文字等形式向社会推广。

案例5：广州市每年都会举办中学生发酵技术创新成果展示交流活动。在学生具备一定的生物科素养后鼓励学生参赛。如2018年部分学生参加该活动：（1）从呼吸作用原理出发讨论葡萄酒制作的原理及条件，通过查閱资料、咨询老师或专家方式确定创新主题为《低温浸皮对传统法酿制葡萄酒的酒香及涩感的改善》后，根据实验思路写出实验设计;（2）根据实验设计进行实验，把成果向校内师生展示，收集评价数据后制作说明展板;（3）根据产品特点和优势设计精美包装，在交流会上向参会的同学、教师、专家等人员展示说明以作推广。由于作品从包装到内涵都不俗，学生推广演说到位，因此在现场专家投票和网络投票反响好，荣获了当年交流活动的二等奖。

分析案例5可知，学生参加创新科技比赛是展示素养的优选平台。在参赛过程中，学生从创新综合设计实验到实践再到把实践成果推广，既可以体会到再学习的乐趣，更可以领悟到“学以致用，回馈社会”的社会责任，提升核心素养。

四、结语

培养学生的核心素养，是一个宏大的系统工程。生物科作为一门以实验为基础的自然学科，实验教学是课程教学的重要内容。基于新课程、新高考背景，教师在实验教学过程中，遵循学生的学习认知规律，实施有效的生物实验教学策略可逐步提升学生的生物科核心素养，并让学生在高考中取得优异成绩。

参考文献：

[1]教育部基础教育课程教材专家工作委员会普通高中课程标准修订组.普通高中生物学课程标准：征求意见稿[M].北京：人民教育出版社.2017：4

[2]郭琪琦.基于核心素养的中学生物实验创新趋势[J].中学生物教学.2017（7）：11