核心素養(yǎng)下基于新教材的高中生物實驗教學策略

田 杰

(江蘇省揚州市江都區(qū)育才中學 225200)

1 生物學科核心素養(yǎng)與高中生物實驗教學的關系

《普通高中生物學課程標準(2017 年版)》中明確提出生物學科的課程教學目標就是讓學生形成正確生命觀、科學思維，并掌握科學的探究方法，可以立足于相關生物知識，承擔有關的社會責任.另外，生物課程的教學中，十分注重學生在課堂上的實踐過程，關注學生在課堂上的親身經(jīng)歷，注重學生在實際學習中的動手動腦與主動參與的過程.在實際教學時，也需關注生物學科的核心素養(yǎng)落實的關鍵則是通過知識探究指導學生主動學習.實驗是生物課程的組成，其既能實現(xiàn)生物學的理論知識演示以及延伸，又能通過實驗現(xiàn)象的直觀化，促使生物知識滿足學生自身的認知規(guī)律，最大限度喚醒高中生內(nèi)在的求知欲與好奇心，尤其是嚴謹高效的實驗設計、實驗結果的合理預測、動手操作的規(guī)范等，各個環(huán)節(jié)都能使學生具備適應生活與社會的重要能力，如科學探究以及科學思維的能力.

2 核心素養(yǎng)及其運用于高中生物實驗教學的意義

2.1 生物學科核心素養(yǎng)概述

核心素養(yǎng)主要指學生在生物課程實際學習時所具備的、與終身發(fā)展以及社會發(fā)展相適應的能力，生物學科核心素養(yǎng)通常包含了生命觀念、科學探究、理性思維、社會責任，具體來說，生命觀念主要指觀察生命現(xiàn)象及其關系解釋之后的想法，在生物學科的教學中培養(yǎng)生命觀念是極其重要的；理性思維主要指分析、比較、概括、綜合的一種思維形式，其主要是通過理性思維對生物現(xiàn)象和規(guī)律實施探討與說明，并對生物學科中的相關問題與現(xiàn)象加以論證；科學探究主要指依據(jù)生命現(xiàn)象實施觀察與提問，并設計出相應的研究方案，交流與研究學習結果；社會責任主要指經(jīng)過生物知識的學習，使學生參與到自身及社會相關事物的探討，經(jīng)過學習的生物知識，對生產(chǎn)與生活當中存有的生物問題實施解決，以實現(xiàn)健康、環(huán)保意識的宣傳.

2.2 核心素養(yǎng)下高中生物實驗教學的意義

鑒于高中生物學科的特點，生物實驗教學是其中最為重要的組成部分，學生在生物實驗中，需要站在科學的角度上，通過參與到個人和社會相關討論中，逐漸掌握教材上的生物知識，并在面實驗操作和觀察中，逐漸形成求真務實、崇尚嚴謹?shù)目茖W品質(zhì)，并形成強烈的社會責任感.同時，基于學科素養(yǎng)下的高中生物實驗教學，可促使學生在生物實驗中，對常見的生命現(xiàn)象形成科學地認識、感知和揭示，最終使其在日后學習中能夠?qū)ι飭栴}進行清晰地判斷、合理地推理，以及詳細地歸納和總結，最終促使高中生在學習中，逐漸形成科學的精神，最終促使以合作的形式對生物現(xiàn)象實施討論，從而使學生真正實現(xiàn)深度學習.由此可知，核心素養(yǎng)既是學生素質(zhì)教育的重要體現(xiàn)，又對學生實現(xiàn)高效學習與成長有著重要意義.

3 核心素養(yǎng)下基于新教材的高中生物實驗教學策略

3.1 以實驗講解概念，培養(yǎng)生命觀念

高中生物教師在優(yōu)化生物概念教學時，應充分發(fā)揮生物實驗這一載體的價值，借助生物實驗的方式，將生物概念呈現(xiàn)在學生面前.如此，可引領學生在生物實驗的演示、觀察中，對“能量與物質(zhì)、生命功能與結構、進化和適應性、平衡”等生物觀念形成直觀地認識，深化生物概念理解，提升生物課堂學習效果.以“細胞的基本結構”的相關內(nèi)容講解為例，其教學目標是：對細胞器的具體結構、具體功能進行掌握，并利用顯微鏡對線粒體、葉綠體、核糖體、中心體進行觀察，掌握相關的形態(tài)分布，開展唯物主義的辯證教育.生物教師可將玩具廠車間工作視頻播放出來，引導學生在視頻觀看中，掌握“細胞基本結構”的相關知識點.在此基礎上，引導學生結合所學的內(nèi)容，對“人體細胞與工廠車間運行”之間是否相同.生物教師可引導學生制作些人口腔的上皮細胞與黑藻葉片的裝片，詳細觀察細胞中線粒體的具體分布形態(tài)，使得學生在生物實驗的親自參與中，對相關知識形成深刻地認識.另外，還可以借助一定的比喻，將人體比作是房屋，將人體中的細胞看做是房子的相關材料，如：地面、墻、門窗等.通過教師的形象生動的講解，就能深化學生對細胞的理解，并提高對于生命的認知.另外，生物教師可提出與細胞相關的問題，包括：在肌肉中存在數(shù)量最多的細胞都有什么？蝌蚪尾巴消失和什么之間存在明確的相關性？針對這兩個問題，學生可結合生物實驗探究中獲得知識，對基本細胞這一知識點形成深刻地認知，了解細胞不同結構、具體分工，即細胞各有職責，通過自己工作的完成，實現(xiàn)協(xié)作配合，對生命活動進行維持.

3.2 組織合作探究，培養(yǎng)科學態(tài)度

高中生物教師在引領學生進行生物實驗的過程中，不能局限與“演示實驗、講實驗”的模式中，而是給學生一定的話語權，引導學生親自操作實驗、親自探究實驗，在探究思考中，達到既定的教學目標.而要達到這一點，合作探究恰恰是最佳的選擇.與學生個人單打獨斗的模式相比，合作探究充分體現(xiàn)了“群策群力”的特點，將學生的智慧集中到一起，經(jīng)過相互溝通和交流，共同尋求出科學的探究方法，真正提升合作探究學習的有效性.同時，在合作探究的過程中，學生在學習小組之內(nèi)，也經(jīng)歷了頭腦風暴，拓展了自身的思路，并逐漸形成了科學的態(tài)度.以“酶的作用和本質(zhì)”生物實驗教學為例，為了培養(yǎng)學生的科學態(tài)度，教師在開展實驗教學時，就借助了分組實驗的模式，引導學生以小組作為載體，有的學生負責實驗操作，有的學生負責觀實驗觀察，有的學生負責整理相關數(shù)據(jù)等，待到學習小組共同完成實驗之后，并圍繞實驗實驗教學目標，在小組之內(nèi)進行交流，最終形成本次實驗的結論.在這一實驗教學中，學生之間相互合作，并以不同的身份參與到生物實驗探究中，真正提升了實驗學習的有效性；再比如，在“酶活性影響條件”的實驗學習中，就引導學生借助新鮮土豆片、冷凍土豆片、高溫處理土豆片作為本次實驗材料，分別在這三種實驗材料上融入2 mL濃度為3%的氫氧化鈉的溶液，對氫氧化鈉的融入生成的氣泡量極其產(chǎn)生速度實施觀察.學生經(jīng)過實驗過程的觀察，通過互相交流、動手操作，充分掌握相關生物知識，并經(jīng)過實驗探究，了解到酶的本質(zhì)與作用，并形成相應的科學探究力.

3.3 實驗方案分析，培養(yǎng)理性思維

批判能力、建模思維、推理演繹力都屬于生物學科的核心素養(yǎng)，即理性思維的組成部分.此時，生物教師需引導學生立足于多個角度對實驗方案實施分析，指導學生對實驗的步驟與內(nèi)容提出自己的質(zhì)疑，引導學生以批判的眼光來看待相關生物問題，從而實現(xiàn)理性思維的培養(yǎng)與發(fā)展.首先，培養(yǎng)批判能力時，可通過“酶的專一性探究”實驗，提出假設“是否能通過碘液代替斐林試劑進行唾液淀粉酶具備的專一性進行驗證”，引導學生與“淀粉遇到碘會變成藍”結合開展實驗方案的分析，以得到實驗方法驗證的對象僅是淀粉，不包含分解淀粉與淀粉酶，所以，不可以代替實驗方案的具體結論.其次，培養(yǎng)推理與演繹思維，生物教師可指導學生對實驗現(xiàn)象實施觀察，立足于實驗現(xiàn)象實施大膽猜想，讓學生對自身的猜想正確性加以驗證.以“觀察植物細胞的質(zhì)壁分離與復原”的生物實驗教學為例，完成基本的實驗操作之后，生物教師可提出問題：“將蔗糖的溶液換為甘油是否會影響到實驗的結果”，以啟發(fā)學生通過質(zhì)壁分離的原理猜想實驗結果，并提供有關材料引導學生實施自主實驗，并得出相應的實驗結論.最后，培養(yǎng)模型構建思維，生物教師可設計相應的實驗環(huán)節(jié)，深化學生對于模型的理解，以“DNA分子結構”的實驗教學為例，生物教師可提供給學生相關的五邊形、圓形、長方形的訂書機與硬紙板，引導學生通過教材中的DNA雙螺旋的結構模型，深化學生對于DNA雙螺旋的結構模型學習與掌握.

3.4 聯(lián)系實際生活，培養(yǎng)社會責任

高中生物學科素養(yǎng)下，教師在開展試驗教學時，不能局限于生物實驗中，還應立足于生物實驗和實際生活的內(nèi)在聯(lián)系，通過生物知識的運用，承擔起有關社會責任.通常來說，社會責任主要是引導學生參與至個人和社會的事物討論，立足于生物學認知進行理性判斷，以實現(xiàn)生活中的相關問題解決.為了使學生形成社會責任，最重要的就是引導學生充分理解到生活當中的生物現(xiàn)象，并增強學生對于生活當中生物現(xiàn)象的關注度.學生只有充分理解到實際生活當中的相關生物現(xiàn)象時，才可以準確的把握生物知識，并承擔其有關的社會責任.生物實驗的具體教學中，教師可通過生活中的問題引起學生的注意，并以生活實例滲透給學生，以促使學生形成生活觀的同時，主動承擔起相關的社會責任.在實驗教學前，教師可通過生活案例進行新課導入，在教學過程通過生活案例增強學生對知識的理解，在實驗教學后，通過生活案例實施遷移應用.以實驗“探究酵母菌細胞呼吸方式”的教學為例，教師可與實際生活相聯(lián)系，將生活實例融入到實驗教學的始終，提出問題：“經(jīng)過大量的劇烈運動之后，為何會有肌肉酸痛的情況出現(xiàn)？結合學習的生物知識，說出為何提倡慢跑？怎樣解釋水稻等相關植物需定期排水？”通過生活中的例子實施提問，不僅能夠使學生對于生物知識的學習充滿興趣，并實現(xiàn)實際問題的解決，而且還能增強學生對于生活問題的關注，并促使學生充分認識到知識和生活之間的密切關聯(lián)，以促使學生形成社會責任感.另外，在實際的生物實驗教學中，還可依托生活元素，促使學生在學習中逐漸形成強烈的社會責任感，也是重要步驟，生物教師需善于通過生活案例指導學生思考，從而使學生掌握到應用生物知識解決社會、生活中的問題.

綜上所述，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)并非是一蹴而就的，而是一個循序漸進的過程.鑒于此，生物教師在開展實驗教學時，需注重核心素養(yǎng)的滲透，通過不斷的摸索與探究，引導學生通過生物實驗對生物知識進行觀察與探究，形成本位意識的同時，在提升實驗學習效果的同時，從而使學生形成生命觀念、科學態(tài)度、理性思維、社會責任感.