核心素养视域下高中生物实验教学策略探究

摘要：新课程标准中明确指出，高中生物教学应当将培养学生学科核心素养作为重点，其中生物实验教学是学科体系中的一个重要构成模块，并且也是提高学生核心素养的一条重要途径。所以高中生物教师在开展实验教学活动时，要立足于生物学科的特点、高中生的成长发展规律，从根源上打破传统教育教学观念的束缚，对教学方法进行创新，以学生生物学科核心素养的培育作为重点，持续强化学生的探究能力，从而改善高中生物实验教学水平、提升高中生核心素养。基于此，本文围绕核心素养下高中生物实验教学工作进行了深入、全面的探析，以期为一线教育工作者提供有益参考。关键词：核心素养；高中生物；实验教学；策略探究核心素养是高中生成长发展过程中的一个必备素质，也是成为一名复合型人才的重要基础，学生核心素养的培育成为教育工作的重点。实验教学是加强学生理论联系实际能力、巩固学科知识的一个重要平台，同时也是培养高中生核心素养的一条重要路径。高中生物学是一门必修课程，实验教学占据重要地位，学科通过参与各类实验活动可以更加深入、全面地理解生物学方面的知识，探索生物现象[1]。近些年新课程改革工作稳步推进，关于生物实验教学方面也提出了相对更加严格的要求，但是由于多方面因素的影响，在开展生物实验教学工作的过程中，有关任课教师并未深刻认识到生物学科核心素养培育工作的重要性以及必要性，且所应用的教育教学方法也较为落后，导致整体教学效果不理想。因此，圍绕高中生物实验教学中学生核心素养的培育进行研究具有重要意义。一、生物学核心素养的内涵生物核心素养主要是指在学习生物知识的过程中，学生应具备的可以顺应时代趋势、社会发展需求的品质以及关键能力，一般包含四个方面，具体为：其一是生命观念，主要是指在开展生物教学活动时，引导学生树立正确对待大自然的态度，使学生深刻、全面地理解生命的意义与价值；其二是理性思维，主要是指当学习生物学知识之后，学生可以具备一些核心能力，比如演绎与推理能力、创新能力、总结能力等；其三是科学探究，主要是指在生物学知识学习过程中，学生观察、分析、提问或开展各类实验活动等多种形式对生物学规律、生物学现象等进行研究，由此得出相应结论的一种能力；其四是社会责任，主要是指经过生物学知识学习之后，学生掌握可以对生活实际问题进行妥善处理的能力，并树立坚定、正确的价值观[2]。从严格意义上来讲，生物核心素养是在生物学知识学习过程中日益积累而形成，其实质是问题处理能力、道德品质、价值理念等多方面的一种综合体现，这四个方面密切相关、相辅相成，是高中生未来成长发展过程中所必备的一种素质。二、核心素养下高中生物实验教学应遵循的基本原则新时代环境下，传统生物实验教学方法已经不能更好地满足高中生核心素养培育工作需要以及时代发展趋势，所以教师要对高中生物实验教学方法进行创新、丰富教学内容，以便培养学生的核心素养，在此过程中一般需要遵循以下三项基本原则，具体为：其一，科学性原则。高中生物实验教学过程中，不但要求学生掌握理论知识，而且还要学生在此过程中锻炼其实践操作能力，基于此，教师要科学设计生物实验，进而引导学生树立严谨、务实的良好态度[3]。其二，探究性原则。实验不但是让学生动手实践以及操作的一个重要过程，并且还是强化学生思维能力、引导学生科学探究的重要方法，因此教师在对生物实验进行设计时，要注重实验的探究性以及开放性，引导、鼓励学生在参与实验活动时提出问题、分析问题、解决问题，进而加强学生的综合能力。其三，生活性原则。从严格意义上来讲，生物学知识源自生活，又回归于生活，所以教师在对生物实验进行设计的过程中要注重引入与学生生活实际密切相关的案例以及现象，帮助学生利用生物学知识对生活问题进行高效化处理，从而培养学生的社会责任感，提升学生的核心素养[4]。三、核心素养下高中生物实验教学策略（一）基于生物实验讲解生物概念，培养学生生命观念当针对生物学知识进行讲解的过程中，教师可以通过生物实验的形式为学生深入讲解生物概念以及相关理论知识，由此培养学生的生命观念，深化学生对于生命的认知、感悟，使学生在实验演示过程中理解生命结构与功能、进化与适应性、物质与能力等基本概念，通过形象化、立体化、直观化的感官教学来丰富学生的体验感[5]。比如，当针对“细胞的基本结构”开展实验教学时，主要是为了让学生了解细胞的基本架构、功能等，并独立操作显微镜观察中心体、线粒体、叶绿体等形态分布情况，然后在此基础之上围绕学生开展辩证唯物主义教育。在开始实验教学之前，教师可以利用多媒体平台播放一段关于智能化汽车生产车间的视频，由此引导“细胞基本结构”方面的知识，引导学生深思人体细胞是否也与智能车间的各个工序一般忙碌且有序。首先，教师引导学生制作黑藻片细胞、人口腔上皮细胞的载玻片，通过显微镜分别对黑藻细胞叶绿体、口腔上皮细胞线粒体的具体分布形态，让学生独立操作整个过程，以便对于细胞形成初步认知。同时，教师在讲解过程中，可以把人体看成一座房子，其中细胞就如同砖块、门窗等基本材料，进而让学生更加直观地理解细胞的功能[6]。为了深化学生的认知，教师可以向学生进行提问，比如在人体肌肉中数量最多的细胞是什么？蝌蚪长大之后尾巴的消失是否与细胞有关等？通过对这两个问题进行分析，可以让学生了解不同细胞在人体中的功能并不相同，并结合生物课上所学的知识理解细胞的概念，以便更好地对生命的基本单位细胞的特性、结构、功能进行探索。最后，可以让学生分享个人的实验成果以及感悟，并以此为基础引导学生探索生命的奥秘，深化学生关于生命的理解，从而培养学生的生命观念。（二）以问题为导向开展生物实验教学，发展学生理性思维当对学生的理想思维进行分析以及评判的过程中，具体标准是分析通过科学思维是否可以对生命规律、生物现象等进行总结归纳、演绎推理。在生物学科中，各类知识、理论、现象、规律等均是通过实验探究而得，所以要发展学生的理性思维，引导学生以理性思维对各类生命问题、生命现象进行剖析，从而提高学生的核心素养[7]。当针对“植物细胞的吸水与失水”开展实验教学时，教师应当把发展学生理性思维作为关键，为学生设定多个问题，并引导学生进行深思，进而发展学生的理性思维。比如，实验过程中的材料应当选用活细胞还是死细胞？实验过程中选取洋葱鳞片叶的外表皮还是应当选取洋葱根尖？实验过程中选择紫色洋葱还是白色洋葱？在正式开始实验之前，让学生围绕这些问题进行讨论、分析，并大胆提出自己的观点，然后再让学生基于个人猜想以及观点开展实验，通过实验的形式对个人猜想是否正确进行分析验证。经过实验分析之后，学生发现当对植物细胞吸水失水现象进行分析以及观察的过程中，最佳的实验材料为成熟的、活的，并且具备颜色的植物细胞，其中对于紫色的洋葱鳞片外表皮具有紫色的花青素，所以可以更好地进行实验观察，实验效果也相对更佳。当得出该方面实验结论之后，教师可以继续向学生发问，即实验过程中选用哪一种试剂才可以更好地让植物细胞进行吸水与失水，并让学生通过实验的方式验证个人猜想，分析结论发现蔗糖溶液试剂的效果最佳。由此可见，以问题为导向开展生物实验教学，可以让学生通过实验的形式对生命规律、生物问题进行演绎推理以及分析探究，有助于发展学生的理性思维。（三）引导学生创新设计生物实验，促进学生科学探究当开展生物实验教学的过程中，若想提高学生的核心素养，那么首先要加强学生的科学探究能力，即引导学生自主探究、分析生物现象、生物问题等。生物教师应当以教材内容为指导，根据高中生的学习特点以及成长规律，选用适宜的实验教学方法，要求学生根据实验步骤进行规范操作，由此加强学生的实践动手能力。同时，要引导、鼓励学生以原本的实验活动为基础自主创新一个新实验，由此探索新的生物现象、生物学规律，从而加强学生的科学探究能力，帮助学生树立正确的科学思维，提高学生的生物学核心素养。比如，当针对“检测生物组织中的还原糖、脂肪、蛋白质”开展实验教学时，教材中的材料为大豆、花生，学生根据教材中的实验步骤便可以顺利完成实验过程，并得出实验结论，但是对于该种验证性实验而言，尽管可以帮助学生巩固生物学知识，但是无法更好地培养学生的科学探究精神，所以教师要对实验教学方法进行创新，即利用大豆、花生之外的材料开展实验是否可以获得同样的实验结论呢，比如玉米、大米等，在实验课之前让学生准备好实验材料，然后按照实验步骤进行操作，最后再对实验结果进行总结归纳，如果学生的实验失败了，要与学生共同探析失败的原因，引导学生进行自主思考、探索，由此帮助学生树立科学探究精神。再比如，当针对“植物生长素的发现”开展实验教学时，教师可以让学生以达尔文等科学家的经典实验为基础，自主创新设计新实验，调整光照强度、更换不同颜色光照等变量条件，由此对实验结果进行归纳、梳理，通过该种形式不但可以帮助学生巩固生物学知识，而且还可以加强学生的创新能力、科学探究能力[8]。（四）将生物实验教学与生活实际相关联，增强学生社会责任当开展高中生物实验教学活动的过程中，教师还应当培养学生的社会责任感，而社会责任感也是提高学生核心素养的重要基础。教师在对生物实验进行设计的过程中，要注重对本地资源进行开发、利用，使学生在实践过程中剖析社会问题、分析生命现象，引导学生利用生活学知识对社会问题进行处理，以便在推动社会发展过程中奉献个人力量。比如，当针对“生长素的生理作用”开展实验教学时，教师可以让学生分别利用不同浓度的生长素浸泡洋葱根部，并对洋葱根部的生长情况进行观察、记录，由此探索生长素的生理作用，分析生长素浓度、洋葱生根数量之间的具体关系，明确生长素在促进生根方面的具体作用。通过对实验数据以及结论进行归纳梳理之后发现，生长素浓度越高，那么洋葱生长数量越多。同时，教师再让学生利用不同浓度的生长素浸泡大叶黄杨枝条，由此分析生长素浓度与植物叶片、花朵等方面的关系，由此分析上一个实验所得出的生长素生理作用规律是否普遍适用，并要求学生对实验数据进行详细记录，总结归纳实验结论。另外，教师还可以以该实验为基础为学生布置课后作业，即让学生观察当地农业生產方面是否存在生长素应用不合理的问题，并基于自身关于生长素生理作用的理解帮助农民解决农业生产方面的实际问题，由此增强学生的社会责任感，提高学生的核心素养。在这样的教学活动中，学生不仅学习生物学知识，还能将理论与实际相结合，深入理解生长素在农业生产中的应用。通过分析当地农业中生长素使用的问题，学生能够提出改进方案，实际参与到社会实践中，从而培养他们解决实际问题的能力和社会责任感。结束语总而言之，在开展高中生物实验教学时，教师要将学生核心素养的培养作为重点，积极探索核心