指向?qū)W生核心素養(yǎng)的高中生物實驗教學(xué)策略

錢江

摘要：高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)是高中生物實驗教學(xué)的目標(biāo)指南，教師要以學(xué)生的核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標(biāo)，幫助學(xué)生制定合理的實驗?zāi)繕?biāo)，精心設(shè)計實驗過程。學(xué)生在實驗的過程中培養(yǎng)理性精神，發(fā)展科學(xué)探究思維，筑牢生物學(xué)科關(guān)鍵能力，從而將生命觀念內(nèi)化于心，外化于行。

關(guān)鍵詞：高中生物?實驗教學(xué)?核心素養(yǎng)

核心素養(yǎng)視野下，高中生物教師需要將理性思維、科學(xué)探究等滲透到實驗教學(xué)中，通過實驗來培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科關(guān)鍵能力和必備品格。同時，當(dāng)代教師需要在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的工作中，同時注重學(xué)生社會適應(yīng)能力的培養(yǎng)，讓學(xué)生將生命觀念融入社會生活中。

一、利用實驗過程，培養(yǎng)科學(xué)探究精神

借助于實驗教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)需要教師精心設(shè)計實驗過程，引導(dǎo)學(xué)生以實驗為基礎(chǔ)進(jìn)行合理的推導(dǎo)演算，并根據(jù)實驗結(jié)果做出合理的分析，培養(yǎng)探究精神。

例如，在進(jìn)行人教版細(xì)胞膜相關(guān)知識的教學(xué)時，筆者在完成基礎(chǔ)知識內(nèi)容教學(xué)后，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行舉例和實驗，引導(dǎo)學(xué)生主動對問題進(jìn)行深入思考。我首先將一粒種子置于清水中，靜置一段時間后將其轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中，并滴入一定量的藍(lán)墨水。同時，我準(zhǔn)備了一顆被煮熟的大豆種子，同樣置于清水中，并將其轉(zhuǎn)移至培養(yǎng)皿中，滴入藍(lán)墨水。演示完成后，我并未揭曉實驗結(jié)果，而是要求學(xué)生自己進(jìn)行實驗，并引導(dǎo)學(xué)生推測種子可能會出現(xiàn)的變化，以及兩組實驗結(jié)果的差異性。學(xué)生結(jié)合教材知識內(nèi)容思考后，認(rèn)為煮熟的大豆種子內(nèi)部和外部將全部被染色，未煮熟的大豆種子僅外部染色，內(nèi)部不會被染色。學(xué)生完成實驗后，發(fā)現(xiàn)實驗結(jié)果和自己的猜測一致，未煮熟的大豆種子的外部顏色出現(xiàn)了變化，內(nèi)部顏色無變化，而煮熟的大豆種子內(nèi)部和外部全部被染色，從而對細(xì)胞膜將細(xì)胞與外界環(huán)境隔開，形成一個相對獨立的系統(tǒng)這一知識點有了更深的理解。同時，學(xué)生在獨立思考后，通過實驗驗證了自己的猜想，掌握了一定的自主學(xué)習(xí)技巧，培養(yǎng)了科學(xué)探究精神，為核心素養(yǎng)的形成和發(fā)展埋下了科學(xué)的種子。

實驗探究是高中生物學(xué)科素養(yǎng)落地生根的重要途徑和渠道，教師要通過實驗為學(xué)生創(chuàng)造獨立思考的機(jī)會，引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行“大膽設(shè)想”，并在實驗過程中“小心求證”，幫助學(xué)生培養(yǎng)敢于提問、樂于提問的科學(xué)探索精神。

二、實驗計算融合，培養(yǎng)理性精神

理性思維是高中生物學(xué)科素養(yǎng)形成的重要標(biāo)識，而生物學(xué)科的考查形式通常為實驗題，其能夠較為直觀而準(zhǔn)確地反映學(xué)生在培養(yǎng)生物實驗?zāi)芰^程中的理性思維和理性精神。但實驗題僅能對學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握程度和科學(xué)探究能力進(jìn)行淺層次考查，無法準(zhǔn)確體現(xiàn)學(xué)生實際操作技能和能力，導(dǎo)致學(xué)生理性思維的培養(yǎng)缺乏現(xiàn)實載體，這也不利于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的落實。因此，為了有效培養(yǎng)學(xué)生理性思維，教師需要將實驗技能操作和實驗記載高效結(jié)合，幫助學(xué)生通過實驗操作和實驗數(shù)據(jù)來思考實驗的目的、意義和價值，并依據(jù)實驗結(jié)論進(jìn)行理性的推理和判斷，發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)科素養(yǎng)。

例如，在“酶的專一性”實驗教學(xué)中，實驗問題敘述如下：提供質(zhì)量百分比為2%的淀粉酶溶液、質(zhì)量百分比為20%的肝臟研磨液、質(zhì)量百分比為3%的可溶淀粉溶液、體積百分比為3%的過氧化氫溶液、體積百分比3%的碘液等，1.若利用可溶淀粉溶液進(jìn)行實驗，則實驗中的自變量和因變量是什么？2.在檢測因變量時，菲林試劑是否為最優(yōu)選擇？3.能否同時選擇可溶淀粉溶液和過氧化氫溶液作為反應(yīng)物？請說明原因。此實驗需要學(xué)生在實驗過程中進(jìn)行實踐操作和理性計算，從而深化對實驗結(jié)果的認(rèn)識。在此過程中學(xué)生也提高了解題能力，增強(qiáng)了實踐能力和創(chuàng)新素養(yǎng)?？梢?，將實驗和筆試進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，有助于幫助學(xué)生對實驗操作和知識理論進(jìn)行思考、分析、推斷，培養(yǎng)理性精神，發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)。

三、用心觀察思考，培養(yǎng)學(xué)科能力

觀察既是生物實驗的必備技能，也是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科能力的重要手段。古人云：“凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢?！苯處熢趲ьI(lǐng)學(xué)生開始實驗前，需要對教材內(nèi)容中的基本知識部分進(jìn)行適度演示，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和觀察意識，提醒學(xué)生哪些事項需要用心去觀察。生物核心素養(yǎng)對學(xué)生生物基礎(chǔ)知識掌握程度有較高的要求，教師在教學(xué)過程中，要幫助學(xué)生從實驗前的準(zhǔn)備、實驗中的現(xiàn)象和實驗后的產(chǎn)物入手，進(jìn)行細(xì)致入微的觀察。

例如，在“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶嵗毕嚓P(guān)內(nèi)容的實驗教學(xué)中，我提出問題：平常吃的泡菜在腌制過后，為何其口感會發(fā)生改變，且體積會縮水？引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主思考。在進(jìn)行知識講解時，我引導(dǎo)學(xué)生對比動物細(xì)胞和植物細(xì)胞跨膜運(yùn)輸?shù)漠愅c，完成對比分析。實際上，教師不僅可以利用實驗儀器演示實驗引導(dǎo)學(xué)生思考，而且可以通過多媒體技術(shù)強(qiáng)化學(xué)生對知識內(nèi)容的理解，讓學(xué)生從觀察中發(fā)現(xiàn)實驗真知。

依然以“物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶嵗钡慕虒W(xué)為例，教師帶領(lǐng)學(xué)生將植物細(xì)胞（洋蔥表皮細(xì)胞），置于濃度相同、種類不同的溶液（糖水、鹽水、清水等）中，引導(dǎo)學(xué)生對比相同時間后植物細(xì)胞在各類溶液中的失水或吸水情況，并進(jìn)行記錄。實驗過程中教師可以讓學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識進(jìn)行觀察和思考、推導(dǎo)和假設(shè)，學(xué)生在實驗結(jié)束后可進(jìn)一步觀察實驗結(jié)果，了解自己的假設(shè)是否正確，進(jìn)而達(dá)到提高學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握程度的目的，學(xué)生在觀察的過程中進(jìn)行探究或假設(shè)，從而培養(yǎng)了學(xué)科關(guān)鍵能力。

四、獨立思考實驗，培養(yǎng)社會責(zé)任

獨立思考是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的重要途徑，社會責(zé)任需要學(xué)生有一定的獨立思考能力和判斷能力。當(dāng)下，在實驗過程和實驗結(jié)果的呈現(xiàn)中，小組合作探究方式較為普遍，但教師一定要培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考精神，讓學(xué)生“不唯書、不唯上”。只有這樣，才能讓學(xué)生真正從實驗中形成自主判斷能力，發(fā)展相信科學(xué)、發(fā)展科學(xué)的社會意識和責(zé)任感。同樣，在實驗教學(xué)中，教師要給學(xué)生留有一定的空間，讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)、自主思考、自主質(zhì)疑，進(jìn)行一次“沒有伴侶的科學(xué)尋根之旅”。學(xué)生在此過程中做到獨立思考和合作探究相結(jié)合，從而培養(yǎng)社會責(zé)任感。

例如，在“探究影響酶活性的條件”實驗教學(xué)中，教師可提出一系列問題，讓學(xué)生獨立思考：衡量溫度對淀粉酶活性影響的指標(biāo)是什么？檢測反應(yīng)程度的是哪種試劑或溶液？調(diào)節(jié)過氧化氫溶液和肝臟研磨液pH具有何種意義？這些問題并不能直接從教材中找出答案，需要學(xué)生開啟心智，溫故舊知，基于實驗現(xiàn)象獨立思考探究。當(dāng)學(xué)生百思不得其解時，教師可以根據(jù)不同問題和要求，合理地給各個小組分工，讓他們進(jìn)行合作探究，最終解決實驗難題。從科學(xué)實驗的過程來看，學(xué)生首先是一個學(xué)習(xí)者，其次才是一個交流者，沒有充分的觀察、思考和研究，學(xué)生的合作就易于淺表化，甚至為合作而合作，缺少對學(xué)習(xí)、對社會的責(zé)任感。因此，教師要適時做個“甩手掌柜”，讓學(xué)生獨立思考，等學(xué)生深入思考后，再進(jìn)行合作探究，從而培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主人翁意識，同時培養(yǎng)學(xué)生對社會和他人的責(zé)任感。

在核心素養(yǎng)視野下，高中生物教師要樹立新的教學(xué)觀和實驗觀，要把實驗教學(xué)放在生物教學(xué)的突出位置，讓學(xué)生精心準(zhǔn)備實驗過程，合理設(shè)計實驗環(huán)節(jié)，聚焦實驗?zāi)繕?biāo)，科學(xué)進(jìn)行實驗結(jié)果的計算，從而培養(yǎng)理性思維和探究精神。同時，學(xué)生也在實驗的過程中與他人充分合作，培養(yǎng)了社會責(zé)任感。這些都為學(xué)生樹立關(guān)愛他人、關(guān)愛社會的生命觀念打下了堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

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責(zé)任編輯：丁?蔚