基于核心素養(yǎng)的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐

黃金秋

[摘要]在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，逐步引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)筑科學(xué)生命觀念、提升理性思維能力、訓(xùn)練科學(xué)探究能力、培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)，可有效提升生物教學(xué)質(zhì)量，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]核心素養(yǎng)；高中生物；實(shí)驗(yàn)教學(xué)

[中圖分類號(hào)]G633.91[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)]16746058（2018）05008802

高中生物教學(xué)活動(dòng)中，不管是哪一個(gè)模塊的教學(xué)，都跟實(shí)驗(yàn)有密切的關(guān)系。高中生物的實(shí)驗(yàn)教學(xué)很多都是源于教材中的科學(xué)史，這些科學(xué)史往往被作為精彩的典例融入實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。核心素養(yǎng)體系的提出，讓教師對(duì)高中生如何學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)、應(yīng)達(dá)到怎樣的學(xué)習(xí)目標(biāo)有了具體的理論依據(jù)。那么，在核心素養(yǎng)背景下如何有效開展高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)呢？

一、層層遞進(jìn)，構(gòu)筑科學(xué)生命觀念

發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)是希望學(xué)生身心健康、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。在高中生物課堂中，教師對(duì)生物學(xué)知識(shí)的教學(xué)不能只停留在讓學(xué)生機(jī)械模仿和死記硬背上，而是要讓學(xué)生能夠?qū)χR(shí)融會(huì)貫通。在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，始終貫穿著對(duì)高中生物學(xué)概念的把握、質(zhì)疑和驗(yàn)證，因此教師應(yīng)層層遞進(jìn)，逐步引導(dǎo)學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)真正掌握生物學(xué)概念，找到學(xué)習(xí)的竅門，并在實(shí)驗(yàn)的過程中構(gòu)筑科學(xué)生命觀念。

例如，學(xué)生在初中就已學(xué)會(huì)運(yùn)用低倍顯微鏡觀察細(xì)胞，進(jìn)入高中后，就要學(xué)會(huì)運(yùn)用高倍顯微鏡來觀察細(xì)胞。對(duì)此，教師可讓學(xué)生或利用教材的材料，或查找資料了解高倍顯微鏡的使用方法。在學(xué)生掌握了高倍顯微鏡的使用方法后，教師應(yīng)層層遞進(jìn)地引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生學(xué)會(huì)應(yīng)用高倍顯微鏡觀察細(xì)胞的形態(tài)與結(jié)構(gòu)。這樣，學(xué)生就能深刻體會(huì)到細(xì)胞結(jié)構(gòu)的多樣性和統(tǒng)一性，也有助于學(xué)生在《分子與細(xì)胞》學(xué)習(xí)中逐步建立起生命體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀點(diǎn)。這樣，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣被激發(fā)，也形成了樂觀向上的學(xué)習(xí)態(tài)度和學(xué)習(xí)行為，而我們的科學(xué)生命觀念教育也容易獲得成功。

二、知先行后，提升理性思維能力

布魯納強(qiáng)調(diào)：學(xué)生主動(dòng)思考和探索求知，最終達(dá)到對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和掌握。因而，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)更好地培養(yǎng)學(xué)生積極求證、“知先行后”的科學(xué)精神，提升學(xué)生的理性思維能力。

例如，“環(huán)境容納量”是研究種群數(shù)量增長(zhǎng)時(shí)涉及的一個(gè)重要概念，為了加深學(xué)生對(duì)此概念的理解和掌握，教師可對(duì)教學(xué)順序進(jìn)行調(diào)整，如先做酵母菌的培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。此探究實(shí)驗(yàn)的周期（7天）較長(zhǎng)，因此應(yīng)首先定好計(jì)劃；然后組織學(xué)生討論教材中提出的問題；接著將學(xué)生分成四組，按表1中所列條件（其他條件相同且適宜）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；最后用橡皮塞塞好1000mL的錐形瓶口，在室溫下進(jìn)行酵母菌培養(yǎng)。

在實(shí)驗(yàn)過程中，教師要求學(xué)生每天都定時(shí)觀測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在此時(shí)，學(xué)生就會(huì)提出“記錄的表格應(yīng)當(dāng)如何設(shè)計(jì)”的問題，對(duì)此師生共同解決。最后，四個(gè)小組都用曲線將所得的數(shù)值表示出來。當(dāng)四個(gè)小組將自己的探究結(jié)果在課堂上展示時(shí)，學(xué)生有了新的疑問：為什么這四條曲線會(huì)有差異？原因是什么？學(xué)生積極討論，教師再引出“環(huán)境容納量”這個(gè)概念，并強(qiáng)調(diào)環(huán)境條件對(duì)K值的影響。在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，教師再提出問題：這個(gè)實(shí)驗(yàn)每天都必須定時(shí)觀測(cè)的原因是什么？在實(shí)驗(yàn)條件完全相同的情況下，是否能得到相同的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)？從而很自然地引出影響酵母菌數(shù)量的條件，圓滿完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)。

通過這樣對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行處理，學(xué)生將對(duì)概念的認(rèn)識(shí)和實(shí)驗(yàn)統(tǒng)一結(jié)合起來，并通過自己積極思考、動(dòng)手求證，學(xué)到相關(guān)的生物學(xué)概念，最終培養(yǎng)了理性思維能力。

三、積極思考，訓(xùn)練科學(xué)探究能力

科學(xué)探究是研究自然科學(xué)的基本方法，在高中生物中無(wú)處不在。持之以恒，堅(jiān)持不懈，努力進(jìn)行科學(xué)探究是科學(xué)家獲得成功的原因。對(duì)此，教師要想方設(shè)計(jì)讓學(xué)生感受到實(shí)驗(yàn)的樂趣，主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)探究，并積極思考相關(guān)問題，從而不斷提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

例如，教學(xué)“遺傳物質(zhì)的探索歷程”時(shí)，教師可先給學(xué)生介紹“格里菲斯實(shí)驗(yàn)”：格里菲斯利用兩種類型的細(xì)菌（R型菌和S型菌）、小鼠作為實(shí)驗(yàn)材料，并進(jìn)行四組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。四組實(shí)驗(yàn)對(duì)小鼠的處理?xiàng)l件各不相同，四組實(shí)驗(yàn)之間相互對(duì)照，結(jié)果也都大相徑庭（見表2）。然后，請(qǐng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并得出格里菲斯的推論。在學(xué)生

得出推論后，教師繼續(xù)提出問題：這種轉(zhuǎn)化因子究竟是

什么物質(zhì)？接著再給學(xué)生介紹艾弗里及其同事是如何對(duì)S型菌中的物質(zhì)進(jìn)行提純和鑒定的，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：如何證實(shí)S型菌中的哪一種物質(zhì)是轉(zhuǎn)化因子？在學(xué)生主動(dòng)參與科學(xué)探究的基礎(chǔ)上，教師介紹艾弗里采用的主要技術(shù)手段（細(xì)菌的培養(yǎng)技術(shù)、物質(zhì)的提純和鑒定技術(shù)等），從而說明科學(xué)成果的取得必須有技術(shù)手段做保證，技術(shù)的發(fā)展需要以科學(xué)原理為基礎(chǔ)。最后，呈現(xiàn)噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗(yàn)，總結(jié)實(shí)驗(yàn)的最關(guān)鍵問題是如何才能把DNA與蛋白質(zhì)分開。

上述教學(xué)中，讓學(xué)生借鑒科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究，并主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作，可不斷提升學(xué)生的科學(xué)探究能力。

四、學(xué)會(huì)健康生活，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)

在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，教師應(yīng)多關(guān)注科技的新進(jìn)展及熱點(diǎn)問題，同時(shí)聯(lián)系實(shí)際生活中存在的各種生物學(xué)問題滲透STSE教育，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)處理和解決生活問題，從而促進(jìn)學(xué)生掌握生物學(xué)知識(shí)和健康生活常識(shí)，學(xué)會(huì)健康生活，并勇于承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。

例如，在教學(xué)“酒精與酸性重鉻酸鉀的反應(yīng)”時(shí)，教師可提出問題：“酵母菌在缺氧條件下可以產(chǎn)生酒精（C2H5OH）”這一實(shí)驗(yàn)原理（表3）中的顏色反應(yīng)可以應(yīng)用在日常生活嗎？這一問題的提出，引起了學(xué)生極大的興趣。

此時(shí)，教師可適時(shí)介紹酒精測(cè)試儀的應(yīng)用原理，借此教育學(xué)生珍愛生命、拒絕酒駕。教師可再提出問題：酵母菌是一種兼性厭氧菌，要釀造果酒，應(yīng)當(dāng)對(duì)釀酒的條件進(jìn)行怎樣的處理？學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行積極探討。通過這些實(shí)驗(yàn)教學(xué)，學(xué)生不僅理解了呼吸作用的概念和原理以及在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，而且學(xué)會(huì)了健康生活，增加了社會(huì)責(zé)任感。

又如，在學(xué)生掌握一定的遺傳學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)之后，教師可讓學(xué)生調(diào)查人類的遺傳病。通過調(diào)查，不但可使學(xué)生了解到近親為何不能結(jié)婚、應(yīng)當(dāng)如何判斷某種遺傳病的遺傳方式、怎樣進(jìn)行遺傳咨詢等問題，還能讓學(xué)生明確他們承擔(dān)著向社會(huì)大眾普及生物學(xué)知識(shí)，將來進(jìn)行優(yōu)生優(yōu)育以減輕社會(huì)負(fù)擔(dān)、造福社會(huì)的責(zé)任和義務(wù)，從而培養(yǎng)學(xué)生

的

社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

綜上可知，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)不斷改進(jìn)教學(xué)方法，努力構(gòu)筑學(xué)生的科學(xué)生命觀念并提升學(xué)生的理性思維能力，引導(dǎo)學(xué)生在課堂上積極思考、探究，不斷訓(xùn)練學(xué)生的科學(xué)探究能力。同時(shí)，還要讓學(xué)生學(xué)會(huì)健康生活，明確自己承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任，從而更好地養(yǎng)成生物學(xué)核心素養(yǎng)。

（責(zé)任編輯黃春香）