生物学核心素养在家庭科学实验中落地的思考与实践

吴冬梅

核心素养是学生在接受相应时段的教育过程中，逐步形成适应个人终生发展和社会发展需要的必备品格与关键能力。生物学素养是公民科学素养的重要组成部分，主要包括生命观念、科学思维、科学探究、社会责任这四个维度。生物学是自然学科中的一门基础学科，是一门实验科学，一切生物学知识都来源于对大自然的观察和实验。所以生物学核心素养的培养不仅仅体现在课堂教学中，也要落实到各种实验活动中。

初中学习涉及了理化生等科学课程，为了能更好地培养学生的科学素养，教师需要给予学生足够的空间和时间进行观察、实验、思考、分析和讨论，所以笔者所任教的学校开展了家庭科学实验，把课堂探究有效地向课外延伸。学生在教师和家长的帮助下，利用一些常见的小物品（如食物、保鲜袋、血压计、温度计等），在家里尝试做实验。学生通过进行家庭实验，发散思维，激发探究的热情，激发好奇心与求知欲。

如何将生物学核心素养的四个维度在家庭科学实验中落实，笔者在建立家庭科学实验室的这几年里做了一些尝试，现在总结如下。

生物学涉及到家庭科学实验室的实验有很多，如探究温度和湿度对霉菌生长的影响、探究不同植被环境下的空气温度和湿度、蚂蚁的取食行为、探究影响鼠妇分布的环境因素、自制酸奶和泡菜、酿制葡萄酒、给亲人测量血压与心率、整理家庭药箱、训练小动物建立某种条件反射、观察种子萌发时形态结构的变化等。这些家庭实验有的复杂，要用到很多教科书中知识;有的简单，只需要学生观察记录;有的时间很长，一两个月;有的时间很短，一两个小时足以，却都能够在不同程度上体现出生物学核心素养某个方面，有的实验甚至是四个维度的全方位体现。因此，教师要悉心引导学生，让学生在每一个家庭实验中都有收获，大力提升学生的生物学学科核心素养。

1在参与家庭科学实验中关注生命体验

要让初中学生树立生命观念，教师要通过各种情境设计，引导学生进行交流、探讨以及亲身体验，使学生感受到生命的可贵和不易，懂得珍惜生命、保护生态。

例如，观察种子萌发时形态结构的变化的实验：在一个月的时间里，学生亲自播种、洒水、施肥，每天观察与记录种子的变化——胚根突破种皮、子叶保护着胚芽出土、胚芽里的真叶展开、胚轴延伸、最终长成幼苗。亲身的体验让学生感同身受，懂得了生命的不易，知道了生命的可贵。

在探究蚂蚁的取食行为、探究影响鼠妇分布的环境因素中，学生做完实验后，都会把小动物放归自然。这些一点一滴的小事都在启示学生——尊重生命，保护生态环境是每一个人类的责任和使命。

在训练小动物建立某种条件反射的实验中，学生一般都选用金鱼、狗、猫或鸟来做实验。在1-2个月的时间里，学生每天都必须照顾好这些小生命，让它们在舒适的环境里健康生活着，然后才能循序渐进地按照计划进行训练，直到这些小动物建立起条件反射。学生与这些小生命朝夕相处，建立起了深厚的感情，爱心和责任心都在这个过程中培养起来了。

2在实施家庭科学实验中训练科学思维

初中生虽正处于从感性认识到理性认识的阶段，但思维方式仍以感性思维为主，所以笔者在布置家庭实验之前都会给学生提供足够的感性材料，并设计问题链启发学生思考。

例如，在探究温度和湿度对霉菌生长的影响实验中，教师先出示一个发霉的橘子，再提出以下问题：

①霉菌是从橘子里长出来的吗？

②霉菌适宜生活在什么样的环境里？

③什么样的物品容易发霉？

接着，教师引导学生选择最佳实验材料，结合教科书设计实验方案，并提出提示问题：

①为什么书上要求新鲜的馒头面包要在空气中静置30min？（接触空气中漂浮的霉菌孢子）

②为什么要用自己制作的面包，而不用超市里买的密封袋里的面包？（有防腐剂难以生霉）

实验结束后，教师引导学生总结所做的实验，并组织学生讨论以下问题：

①共做了三组实验，哪一组最先发霉？总共形成了几组对照？（温暖潮湿组会最先发霉;共形成两组对照：温暖潮湿与温暖干燥、温暖潮湿与低温潮湿）

②实验现象分别说明湿度和温度对霉菌生长有什么影响？（霉菌适宜生活在潮湿的环境中、霉菌适宜生活在温暖的环境中）

这样，通过分析讨论，学生能理解教科书上的相关内容，促进形成科学思维的习惯。

在自制酸奶和泡菜的实验中，学生做好后，笔者会让学生在课堂上分享劳动成果，品尝酸奶和泡菜特有的味道，然后提出问题：

①为什么制作酸奶和泡菜的过程都需要加盖密封？（创造无氧环境，便于乳酸菌发酵）

②为什么制作酸奶和泡菜都需要加一定数量的白砂糖？（为乳酸菌发酵产生乳酸提供原料，酸奶和泡菜特有的味道就是来自于乳酸）

教师与学生进行了一系列的话题探讨，共同总结实验活动，不仅把课堂知识与科学实验有机联系起来，还大大提升了学生科学思维的能力。

3在实施家庭科学实验中体验科学探究的全过程

七年級上册第一单元就阐述了观察和实验是科学探究最基本的方法，概括了科学探究的基本过程：发现并提出问题、收集与问题相关的信息、作出假设、设计实验方案、实施实验并记录、分析实验现象、得出结论。所以，布置了探究不同植被环境下的空气温度和湿度的家庭实验。

实验之前，为了让学生能够自主发现问题，教师设计了一个问题情境：

①暑假里很多家庭都会选择到青城后山避暑，为什么？

②住进山里的客栈后，往往第一件事是打开电热毯烘烤潮湿的床褥，为什么？

③这两个问题说明了丰富的植被环境里大气温度会降低，湿度会增大，这是植物的蒸腾作用造成的。

接着，教师引导学生根据问题作出假设：

假设1：植物的蒸腾作用要降低空气温度;

假设2：植物的蒸腾作用要增大空气湿度。

教师提示学生：科学探究实验要设置实验组和对照组，其变量只能有一个，所以变量是——植被，无植被的裸地为对照组，不同植被环境的灌木丛和草坪分别为实验组。

学生据此设计实验方案，测量不同植被环境不同时间段的大气温度和湿度（表1-表3）。

学生再以大组为单位，组长负责分成三队（早、中、晚）分别测量裸地、草坪、灌木丛的温度和湿度，并交代注意事项：

①干湿计测量裸地和草坪时要直立放置，测量灌木丛时要悬挂在枝叶繁茂的位置（因为测量的温度和湿度是受植物叶片蒸腾作用的影响的）。

②每個实测地点要记录3个数据并取其平均值（避免偶然因素的影响，保证实验结果的准确度）。

测量结束后，教师安排时间，把各大组的数据综合起来，引导学生讨论、分析，最后得出结论。

在这个家庭实验中，科学探究的几个基本步骤得以充分实施，学生在参与整个实验探究的过程中，其实验能力、科学探究能力、合作能力都得到了锻炼和提升。

4在参与家庭科学实验中增强社会责任

生物学科的社会责任具体的是指学生能够关注涉及生物学的社会议题，主动向他人宣传健康的生活方式，主动关爱生命，如何保护环境等的相关知识。

例如，在自制酸奶和泡菜和酿制葡萄酒实验中，学生通过制作，亲身体验了微生物与人类的密切关系，并由此知道我国勤劳智慧的劳动人民几千年来都在利用微生物为人类服务，酿酒、酱油、醋、豆豉、面酱、腐乳等，从而更加深切体会了“人要与大自然和谐相处”。人类肩负的责任不仅仅是大力发展科技社会，还要关爱所有的生命，保护地球的生态环境，做到人与自然和谐相处，共同发展。

在给亲人测量血压与心率的实验让学生有机会向家人宣传健康的生活方式，懂得如何关爱生命;在整理家庭药箱实验中，学生要对自家的药物进行分类，并把过期的药物扔掉，先学会正确服用家庭备用药，包括服用方法、用量、适应症、副作用、禁忌、有效期等，还要帮助家里的老人和小孩正确服药，学会了为家庭分担责任。

再如在探究不同植被环境下的空气温度和湿度的实验中，学生通过亲自测量和计算，切身体会到了植被对人类生活的巨大贡献，就会发自心底地去爱护植物、保护植被环境，从自己做起，从身边小事做起，为生物圈的平衡稳定贡献自己的力量。

这些家庭实验促使学生去关注与生物有关的社会议题，尝试用相关知识来解决遇到的生活问题。

总之，学生核心素养的培养不能流于形式，教师尤其是理化生等科学学科的教师，在平时课堂教学中要吃透教材，尽量在每一个环节里体现核心素养的精神;在家庭科学实验中要充分挖掘教材，有意向地引导学生、启发学生，共同寻找核心素养的精髓，训练学生的综合能力，提高学生的科学素质，让学生有能力解决生活中遇到的问题，有担当参与讨论相关的社会议题，力争在家庭实验中把生物学核心素养的四个维度全面落实下去。