通過(guò)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與實(shí)踐，培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)

管新芳

摘 要：本文從培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為目的，總結(jié)了對(duì)教材中的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的合理優(yōu)化、創(chuàng)新、拓展及思考，旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維，提高學(xué)生科學(xué)探究能力。

關(guān)鍵詞：高中生物實(shí)驗(yàn);核心素養(yǎng);理性思維;科學(xué)探究

1.問(wèn)題的提出

《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中倡導(dǎo)的生物學(xué)科素養(yǎng)中的理性思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著密切的關(guān)系。筆者對(duì)教材中的一些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了合理優(yōu)化與創(chuàng)新，使學(xué)生學(xué)習(xí)興趣大增，對(duì)學(xué)生理性思維、科學(xué)探究能力的培養(yǎng)起了一定的作用。

2.對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的合理優(yōu)化、創(chuàng)新與實(shí)踐

2.1改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)科學(xué)探究意識(shí)

《重組DNA技術(shù)的基本工具》三種工具如何發(fā)揮作用，得到重組DNA分子，是本課題的難點(diǎn)。筆者改進(jìn)了教材中模擬實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了以下由簡(jiǎn)單至復(fù)雜的模擬操作，讓學(xué)生把抽象的知識(shí)直觀化，把復(fù)雜的東西簡(jiǎn)單化，知識(shí)理解得更為透徹。DNA模型建構(gòu)模擬實(shí)驗(yàn)：

①使用EcoRⅠ限制酶切割DNA序列（此序列左右兩端用膠水粘成環(huán)狀模擬環(huán)狀質(zhì)粒）

②使用EcoRⅠ限制酶切割DNA序列，從而獲取目的基因

③用膠帶紙模擬DNA連接酶將②獲得的目的基因與①切割后質(zhì)粒連接成重組質(zhì)粒

通過(guò)用同一種酶同時(shí)切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，學(xué)生發(fā)現(xiàn)切割后目的基因和質(zhì)

粒會(huì)自身環(huán)化，而且目的基因與質(zhì)粒會(huì)出現(xiàn)任意連接。那么怎么做才能解決這些問(wèn)題呢？筆者通過(guò)以上設(shè)計(jì)激發(fā)學(xué)生的興趣，培養(yǎng)科學(xué)探究的欲望，此時(shí)及時(shí)發(fā)給學(xué)生以下材料進(jìn)行雙酶切模擬。

④雙酶切：兩種不同的限制酶同時(shí)切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，并用膠帶紙模擬DNA連接酶將兩者連接成重組DNA分子

通過(guò)用兩種酶同時(shí)切割含目的基因的DNA片段和質(zhì)粒，學(xué)生發(fā)現(xiàn)切割后的目的基因和質(zhì)粒不會(huì)發(fā)生自身環(huán)化，也保證了目的基因和質(zhì)粒進(jìn)行正向連接。

通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，真正“面對(duì)每一位學(xué)生”，讓每一位學(xué)生都能體驗(yàn)和享受成功的愉悅，不僅讓學(xué)生掌握了知識(shí)點(diǎn)，更讓學(xué)生學(xué)會(huì)動(dòng)手去創(chuàng)造、動(dòng)腦去思考，從而培養(yǎng)了科學(xué)探究意識(shí)。

2.2改變實(shí)驗(yàn)方式，培養(yǎng)科學(xué)探究思維

探究類(lèi)實(shí)驗(yàn)?zāi)芨玫嘏囵B(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維。因此，教師可根據(jù)學(xué)生學(xué)情和實(shí)驗(yàn)實(shí)際，盡可能的將驗(yàn)證類(lèi)實(shí)驗(yàn)改變?yōu)樘骄款?lèi)實(shí)驗(yàn)，以更好地激發(fā)學(xué)生的探究興趣，解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的困惑，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究思維。

如，《酵母細(xì)胞的固定化》實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵是海藻酸鈉溶液的配制，教材中只有設(shè)置了一個(gè)濃度：0.7g/10ml。那么濃度過(guò)高或過(guò)低又會(huì)有什么的結(jié)果呢？筆者帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)：配制不同濃度的海藻酸鈉溶液0.4g/10ml、0.7g/10ml、1.0g/10ml。實(shí)驗(yàn)得到的凝膠珠：第一組為圓形、顏色為較淺、近乎白色;第二組為圓形、顏色為黃色;第三組拖尾狀、顏色為黃色，比第二組略深。

這樣的結(jié)果激發(fā)學(xué)生思考，得到結(jié)論：A、海藻酸鈉濃度過(guò)高，實(shí)驗(yàn)失敗，很難形成凝膠珠，常呈現(xiàn)拖尾狀。B、海藻酸鈉濃度過(guò)低，固定的酵母細(xì)胞太少，凝膠珠顏色較淺。

在此基礎(chǔ)上，學(xué)生進(jìn)一步探究了注射器推進(jìn)速度、距液面高低對(duì)凝膠珠形狀的影響

科學(xué)教學(xué)必須讓學(xué)生參與以探究為目的的研究活動(dòng)，使他們同老師和同學(xué)一起互相啟發(fā)、互相促進(jìn)，這樣才能更好地培養(yǎng)科學(xué)探究思維。

2.3改良實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)科學(xué)探究能力

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在使學(xué)生學(xué)會(huì)驗(yàn)證一個(gè)結(jié)論和探索某一生物規(guī)律、現(xiàn)象的同時(shí)，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生追根刨底的科學(xué)探究精神、能力，并嘗試創(chuàng)新。

如，《比較過(guò)氧化氫在不同條件下的分解》實(shí)驗(yàn)中，由于裝置不嚴(yán)密，過(guò)氧化氫分解產(chǎn)生的氧氣容易逸出試管，很難全部留在試管中用于衛(wèi)生香的復(fù)燃，從而影響實(shí)驗(yàn)的觀察效果甚至可能導(dǎo)致衛(wèi)生香不復(fù)燃。大量氧氣產(chǎn)生時(shí)，用帶火星衛(wèi)生香檢測(cè)也有一定的危險(xiǎn)。

為了解決以上問(wèn)題，筆者引導(dǎo)學(xué)生利用化學(xué)排水法收集氧氣的實(shí)驗(yàn)，對(duì)第3、4支試管進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)裝置的改良，模式圖如下：

改良后的實(shí)驗(yàn)裝置，不用帶火星的衛(wèi)生香復(fù)燃來(lái)檢測(cè)，只需觀察相同時(shí)間內(nèi)Ⅰ、Ⅱ試管中排出的水的體積即可比較不同催化劑的催化效率高低，直觀又安全。

通過(guò)這樣的改進(jìn)，發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)越性，盡最大可能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

2.4改換實(shí)驗(yàn)材料，培養(yǎng)科學(xué)探究素養(yǎng)

新課標(biāo)倡導(dǎo)，面向全體學(xué)生，讓他們進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。筆者通過(guò)改換實(shí)驗(yàn)材料，引領(lǐng)學(xué)生走出教材，走進(jìn)自然，提高了實(shí)驗(yàn)的可行性，拓展了學(xué)生的創(chuàng)新能力，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

如，《葉綠體中色素的提取與分離》，教材常用菠菜，因季節(jié)原因，夏、秋、冬初、春末，市場(chǎng)上菠菜或沒(méi)有或價(jià)格較貴。筆者引導(dǎo)學(xué)校利用校園中的植物，采摘各類(lèi)葉片做實(shí)驗(yàn)，以不同葉片為自變量，比較不同葉片色素的種類(lèi)和相對(duì)含量的差異，篩選出最佳的當(dāng)?shù)貙?shí)驗(yàn)材料。

3.實(shí)踐思考

在以核心素養(yǎng)為目標(biāo)的教學(xué)改革中，怎樣更好地進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，并將科學(xué)探究能力的培養(yǎng)有效地融入教學(xué)中，是每位教師的重要課題。

實(shí)踐證明，通過(guò)以上策略對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行的創(chuàng)新，能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生生成深度學(xué)習(xí)，形成一定的實(shí)驗(yàn)探究能力，也能高效地提高生物學(xué)課堂的有效性。

參考文獻(xiàn)

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