核心素养下基于新教材的高中生物实验教学策略

田 杰

(江苏省扬州市江都区育才中学 225200)

1 生物学科核心素养与高中生物实验教学的关系

《普通高中生物学课程标准(2017 年版)》中明确提出生物学科的课程教学目标就是让学生形成正确生命观、科学思维，并掌握科学的探究方法，可以立足于相关生物知识，承担有关的社会责任.另外，生物课程的教学中，十分注重学生在课堂上的实践过程，关注学生在课堂上的亲身经历，注重学生在实际学习中的动手动脑与主动参与的过程.在实际教学时，也需关注生物学科的核心素养落实的关键则是通过知识探究指导学生主动学习.实验是生物课程的组成，其既能实现生物学的理论知识演示以及延伸，又能通过实验现象的直观化，促使生物知识满足学生自身的认知规律，最大限度唤醒高中生内在的求知欲与好奇心，尤其是严谨高效的实验设计、实验结果的合理预测、动手操作的规范等，各个环节都能使学生具备适应生活与社会的重要能力，如科学探究以及科学思维的能力.

2 核心素养及其运用于高中生物实验教学的意义

2.1 生物学科核心素养概述

核心素养主要指学生在生物课程实际学习时所具备的、与终身发展以及社会发展相适应的能力，生物学科核心素养通常包含了生命观念、科学探究、理性思维、社会责任，具体来说，生命观念主要指观察生命现象及其关系解释之后的想法，在生物学科的教学中培养生命观念是极其重要的；理性思维主要指分析、比较、概括、综合的一种思维形式，其主要是通过理性思维对生物现象和规律实施探讨与说明，并对生物学科中的相关问题与现象加以论证；科学探究主要指依据生命现象实施观察与提问，并设计出相应的研究方案，交流与研究学习结果；社会责任主要指经过生物知识的学习，使学生参与到自身及社会相关事物的探讨，经过学习的生物知识，对生产与生活当中存有的生物问题实施解决，以实现健康、环保意识的宣传.

2.2 核心素养下高中生物实验教学的意义

鉴于高中生物学科的特点，生物实验教学是其中最为重要的组成部分，学生在生物实验中，需要站在科学的角度上，通过参与到个人和社会相关讨论中，逐渐掌握教材上的生物知识，并在面实验操作和观察中，逐渐形成求真务实、崇尚严谨的科学品质，并形成强烈的社会责任感.同时，基于学科素养下的高中生物实验教学，可促使学生在生物实验中，对常见的生命现象形成科学地认识、感知和揭示，最终使其在日后学习中能够对生物问题进行清晰地判断、合理地推理，以及详细地归纳和总结，最终促使高中生在学习中，逐渐形成科学的精神，最终促使以合作的形式对生物现象实施讨论，从而使学生真正实现深度学习.由此可知，核心素养既是学生素质教育的重要体现，又对学生实现高效学习与成长有着重要意义.

3 核心素养下基于新教材的高中生物实验教学策略

3.1 以实验讲解概念，培养生命观念

高中生物教师在优化生物概念教学时，应充分发挥生物实验这一载体的价值，借助生物实验的方式，将生物概念呈现在学生面前.如此，可引领学生在生物实验的演示、观察中，对“能量与物质、生命功能与结构、进化和适应性、平衡”等生物观念形成直观地认识，深化生物概念理解，提升生物课堂学习效果.以“细胞的基本结构”的相关内容讲解为例，其教学目标是：对细胞器的具体结构、具体功能进行掌握，并利用显微镜对线粒体、叶绿体、核糖体、中心体进行观察，掌握相关的形态分布，开展唯物主义的辩证教育.生物教师可将玩具厂车间工作视频播放出来，引导学生在视频观看中，掌握“细胞基本结构”的相关知识点.在此基础上，引导学生结合所学的内容，对“人体细胞与工厂车间运行”之间是否相同.生物教师可引导学生制作些人口腔的上皮细胞与黑藻叶片的装片，详细观察细胞中线粒体的具体分布形态，使得学生在生物实验的亲自参与中，对相关知识形成深刻地认识.另外，还可以借助一定的比喻，将人体比作是房屋，将人体中的细胞看做是房子的相关材料，如：地面、墙、门窗等.通过教师的形象生动的讲解，就能深化学生对细胞的理解，并提高对于生命的认知.另外，生物教师可提出与细胞相关的问题，包括：在肌肉中存在数量最多的细胞都有什么？蝌蚪尾巴消失和什么之间存在明确的相关性？针对这两个问题，学生可结合生物实验探究中获得知识，对基本细胞这一知识点形成深刻地认知，了解细胞不同结构、具体分工，即细胞各有职责，通过自己工作的完成，实现协作配合，对生命活动进行维持.

3.2 组织合作探究，培养科学态度

高中生物教师在引领学生进行生物实验的过程中，不能局限与“演示实验、讲实验”的模式中，而是给学生一定的话语权，引导学生亲自操作实验、亲自探究实验，在探究思考中，达到既定的教学目标.而要达到这一点，合作探究恰恰是最佳的选择.与学生个人单打独斗的模式相比，合作探究充分体现了“群策群力”的特点，将学生的智慧集中到一起，经过相互沟通和交流，共同寻求出科学的探究方法，真正提升合作探究学习的有效性.同时，在合作探究的过程中，学生在学习小组之内，也经历了头脑风暴，拓展了自身的思路，并逐渐形成了科学的态度.以“酶的作用和本质”生物实验教学为例，为了培养学生的科学态度，教师在开展实验教学时，就借助了分组实验的模式，引导学生以小组作为载体，有的学生负责实验操作，有的学生负责观实验观察，有的学生负责整理相关数据等，待到学习小组共同完成实验之后，并围绕实验实验教学目标，在小组之内进行交流，最终形成本次实验的结论.在这一实验教学中，学生之间相互合作，并以不同的身份参与到生物实验探究中，真正提升了实验学习的有效性；再比如，在“酶活性影响条件”的实验学习中，就引导学生借助新鲜土豆片、冷冻土豆片、高温处理土豆片作为本次实验材料，分别在这三种实验材料上融入2 mL浓度为3%的氢氧化钠的溶液，对氢氧化钠的融入生成的气泡量极其产生速度实施观察.学生经过实验过程的观察，通过互相交流、动手操作，充分掌握相关生物知识，并经过实验探究，了解到酶的本质与作用，并形成相应的科学探究力.

3.3 实验方案分析，培养理性思维

批判能力、建模思维、推理演绎力都属于生物学科的核心素养，即理性思维的组成部分.此时，生物教师需引导学生立足于多个角度对实验方案实施分析，指导学生对实验的步骤与内容提出自己的质疑，引导学生以批判的眼光来看待相关生物问题，从而实现理性思维的培养与发展.首先，培养批判能力时，可通过“酶的专一性探究”实验，提出假设“是否能通过碘液代替斐林试剂进行唾液淀粉酶具备的专一性进行验证”，引导学生与“淀粉遇到碘会变成蓝”结合开展实验方案的分析，以得到实验方法验证的对象仅是淀粉，不包含分解淀粉与淀粉酶，所以，不可以代替实验方案的具体结论.其次，培养推理与演绎思维，生物教师可指导学生对实验现象实施观察，立足于实验现象实施大胆猜想，让学生对自身的猜想正确性加以验证.以“观察植物细胞的质壁分离与复原”的生物实验教学为例，完成基本的实验操作之后，生物教师可提出问题：“将蔗糖的溶液换为甘油是否会影响到实验的结果”，以启发学生通过质壁分离的原理猜想实验结果，并提供有关材料引导学生实施自主实验，并得出相应的实验结论.最后，培养模型构建思维，生物教师可设计相应的实验环节，深化学生对于模型的理解，以“DNA分子结构”的实验教学为例，生物教师可提供给学生相关的五边形、圆形、长方形的订书机与硬纸板，引导学生通过教材中的DNA双螺旋的结构模型，深化学生对于DNA双螺旋的结构模型学习与掌握.

3.4 联系实际生活，培养社会责任

高中生物学科素养下，教师在开展试验教学时，不能局限于生物实验中，还应立足于生物实验和实际生活的内在联系，通过生物知识的运用，承担起有关社会责任.通常来说，社会责任主要是引导学生参与至个人和社会的事物讨论，立足于生物学认知进行理性判断，以实现生活中的相关问题解决.为了使学生形成社会责任，最重要的就是引导学生充分理解到生活当中的生物现象，并增强学生对于生活当中生物现象的关注度.学生只有充分理解到实际生活当中的相关生物现象时，才可以准确的把握生物知识，并承担其有关的社会责任.生物实验的具体教学中，教师可通过生活中的问题引起学生的注意，并以生活实例渗透给学生，以促使学生形成生活观的同时，主动承担起相关的社会责任.在实验教学前，教师可通过生活案例进行新课导入，在教学过程通过生活案例增强学生对知识的理解，在实验教学后，通过生活案例实施迁移应用.以实验“探究酵母菌细胞呼吸方式”的教学为例，教师可与实际生活相联系，将生活实例融入到实验教学的始终，提出问题：“经过大量的剧烈运动之后，为何会有肌肉酸痛的情况出现？结合学习的生物知识，说出为何提倡慢跑？怎样解释水稻等相关植物需定期排水？”通过生活中的例子实施提问，不仅能够使学生对于生物知识的学习充满兴趣，并实现实际问题的解决，而且还能增强学生对于生活问题的关注，并促使学生充分认识到知识和生活之间的密切关联，以促使学生形成社会责任感.另外，在实际的生物实验教学中，还可依托生活元素，促使学生在学习中逐渐形成强烈的社会责任感，也是重要步骤，生物教师需善于通过生活案例指导学生思考，从而使学生掌握到应用生物知识解决社会、生活中的问题.

综上所述，核心素养的培养并非是一蹴而就的，而是一个循序渐进的过程.鉴于此，生物教师在开展实验教学时，需注重核心素养的渗透，通过不断的摸索与探究，引导学生通过生物实验对生物知识进行观察与探究，形成本位意识的同时，在提升实验学习效果的同时，从而使学生形成生命观念、科学态度、理性思维、社会责任感.