基于核心素养的中学生物实验教学变革

郑向明

2016年9月，《中国学生发展核心素养》正式发布，文件中第一次明确指出我国教育领域内“核心素养”的具体内涵以及发展目标。所谓的核心素养就是学生应具备的， 能够适应终生发展和社会发展的必备品格和关键能力。而在今后中国的教育事业发展进程中，关注学生核心素养的培育将会逐渐转化为教育目标当中的核心环节。而在不同学科的教学实践过程中，发展学生的核心素养也就是提升学生的学科素质。因此，《普通高中生物学课程标准 （征求意见稿）》 便提出了生物学课程从生命观念、 理性思维、 科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养。

一、基于核心素养的中学生物教学变革

随着以上两个文件不断深入推进，现行的生物教学体制也开始逐渐发生了关键性的变化。生物教师在课堂中加强与学生之间的互动，激发学生的学习兴趣，以多种创新的教学手段不断提升学生课堂参与的积极性，引导出学生自主学习的意识，并且开始运用丰富多彩的新兴教学资源引导学生生物实践活动的展开。在实践活动中，生物教师注重给学生充分的自由空间，并充分发挥出自己的引导者作用帮助学生处理各类问题。教师鼓励学生进行有效的合作學习，并努力尝试运用集体的力量共同克服难关、解决障碍，这一切方式都在全方位地培育学生的生物核心素养。

二、现阶段中学生物实验教学所面临的部分问题

实验教学是生物学教学过程中一个不可或缺的关键环节，与此同时，实验教学成了培养学生核心素养的重要手段。然而，目前的中学生物实验教学依然存在着一些障碍：

学生对生物学科缺乏学习兴趣，缺失长时间参与课堂活动的热情;在教育改革的新时期，教师与学生仍然遵循着应试性的教学与学习模式，学生对生物知识的学习仅仅从背诵和聆听教师讲解两个方面进行，从而完全无法将学科知识真正内化为自身的知识架构;教学内容过于局限在课本范围内，缺乏适度的课外拓展，致使理论与实际无法进行有效结合;教师不注重培养学生的动手实践能力，只是按照既定步骤进行生物实验，学生并不懂得其中的原理，导致无法进行自主思考与创新。

教师需要设计丰富有趣的生物实验内容，在有着严谨的科学意识的同时也需要大胆创新，将探究的目光投入崭新的生物领域当中。

三、基于核心素养的中学生物实验教学变革策略

（一）创新教学形式， 寓学于乐

创新学习形式是新课标的要求。在“以生为本”的素质教育理念下，教师不能将学生当作单纯的学习机器，而是必须把更多人性化的教学手段带入日常教学进程当中。在进行生物实验课程教学时，教师需要了解当下学生的认知能力与学习水准，从而在此基础上选择符合学生发展需求以及学生兴趣喜好的实验内容。选择出的实验内容需要兼具趣味性与生活性双重标准，以让学生能够在日常化的情境中认知到生物学科知识的意义以及其在生活中出现的高频率，从而真正认知到生物学科的重要性，拉近与生物知识之间的距离。

生物教师可以带领学生进行生物细胞模型与标本制作、DNA双螺旋模型制作、人体器官模型分解组合等活动，甚至引入一些基础设备让学生在课堂中自由选择不同的素材发酵微生物、制作果酒或者提取玫瑰精油等等。这些事物新鲜有趣，是学生在日常生活中随处可见的，十分容易激发起学生的实验学习热情，并充分参与到实验课程当中。生活化以及趣味性的实验能够有效推动学生学习动力的产生，并且让他们充分了解到生物学科的乐趣，进而帮助他们理解与掌握相关的生物知识，推动学生生物学科核心素养的提升。比如，生物教师带领学生进行生态瓶的制作。这种微观的生态循环体系能够将生态学知识更为具体直观地展现在学生眼前，通过对植物生长条件和种群特征的研究，展示出人与自然、科学之间的密切关联，从而融入生态教育以及生命教育。

除此之外，生物教师还可以利用近年来逐渐开始发展的一种新型教学模式——翻转课堂进行教学形式的创新。这种教学模式主要改变的是师生在开展教学活动时权利的转化。在这种模式中，课堂内外的时间被重新调整。教师不再单独占据信息讲解的部分，一切都需要学生自主进行预习。例如在课下让学生通过观看教学视频的方式了解本节课需要学习的基本生物知识。而在课堂上，时间就更为集中以及专业化，课堂中的学习就是一个完全自主探究的学习过程。学生可以独立思考或者与其他同学形成学习交互小组，对问题进行共同的探究与讨论。而教师需要发挥出自己的引导作用，在学生无法有效自主处理问题时进行个性化辅导，并及时针对学生遇到的困难进行教学策略的调整。这种教学模式极大发挥了学生自主学习能力，中学生物教师可以利用翻转课堂的优势进行生物实验教学环节的设计。

例如，将“用高倍显微镜观察叶绿体”和“植物细胞的吸水和失水”两节内容分别作为验证性实验和探究性实验的案例进行教学设计。在教学活动完成之后，学生通过对两项课题的结合探讨就能够得到理论，验证实践，通过实践反馈理论的效果。且由于学生本身的求知欲望，学生的课堂参与积极性将会更高。

（二）创新实验材料、方法与实验设计

在核心素养的构成部分中存在着一个关键能力，这个能力即是学生的创新力。而在实验课教学中，学生的创新能力能够得到有效激发。从核心素养的角度来看，实验创新能培养学生的逻辑思维能力和科学素养，而这对学生的人生发展同样有所助益，实验创新能够挖掘学生的创新潜力，鼓励学生不断深入探究问题，从而培养学生自主思考的意识与能力。对于生物课程教学而言，它有效提升了教学效益。在生物实验开展中，可从以下方面进行创新：

第一，实验材料创新。在生物教材规定的实验材料中，由于地区的不同或者条件的不足，部分学校并不能提供与教材实例一模一样的实验材料，在这种时候，就可以通过替换其他能够同样达到实验效果的材料进行实验。例如在提取叶绿体中的色素时，虽然原材料是菠菜，但完全可以选择其他植物素材，比如生菜、韭菜等等。在缺失一些实验材料时，教师可以鼓励学生思考可以使用身边的哪些素材进行替换，这样既能引导学生进行思考，也节省实验经费。

第二，实验方法创新。教材当中的一些实验耗费的时间非常长，也就使得在课堂中进行这类实验时会失去一些宝贵的课堂时间，并且并不一定能取得良好的实验成果。在这种时刻，就可以对实验方法进行一定的创新，加快实验进程。例如：用料理机或打浆机替代人工研磨，用恒温可调节水浴锅代替酒精灯进行水浴加热。

第三，实验设计创新。在生物教材中，有许多实验都是验证类的实验，即让学生通过对实验过程的还原明确一些已经得知的定理。这种实验方式虽然有新鲜感，但不利于充分锻炼学生的思维能力，因此教师可以将一些实验扩展为探究性的实验。例如在学生进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，教师可以引导学生不依据教材中的实验手段，而是通过其他形式进行提取。这就需要学生进行自主探究，不断摸索出适合的实验方式。对于教材中已经固化的实验手段的创新能够帮助学生打开全新的思维大门，并引导学生进行充分的自主思考，进而培养学生的创造力与动手实操的能力。

四、结语

生物实验教学是生物课程学习的关键构成部分，也是培养学生个人学科素养的重要环节。优质的生物实验教学能够激发学生的学习热情，夯实学生的生物理论知识，深化学生的观察能力，激发学生的创新意识以及培养学生动手实践的能力。在新课程教学改革以及素质教育理念不断推进的当下，中学生物教师需要不断探索创新、有效的实验教学方案，以不断推进学生核心素养的发展。

（责编  侯 芳）