核心素养视角下的高中生物实验教学

【摘 要】本文论述核心素养视角下高中生物实验教学的实践策略，提出教师要在实验材料、实验仪器、实验方法、实验技巧等方面展开深入研究，并发挥主导作用，做好实验准备工作、优化实验设计方案、科学组织实验操作程序、发动学生展开实验讨论总结，给学生带来更多的学习启示，为学生顺利进入实验环节创造良好条件。

【关键词】高中生物 实验教学 核心素养

【中图分类号】G 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2021）34-0064-02

高中生物学科的实验内容有很多，在组织实验教学时，因为受到一些客观因素的制约和影响，很多实验难以如期展开，给学生带来了多方面的不良影响。在新课程改革大背景下，培养学生学科核心素养早已成为一种共识，加强生物学科实验教学改革势在必行。教师要精心进行实验准备、实验设计、实验组织、实验讨论，在不同环节中展开创新探索，为学生提供更多操作的机会，让学生在实践过程中建立学科认知能力。

一、实验准备，启动学生观察思维

实验教学有不同的组织环节，教师在进行实验教学方案设计时，要对实验材料、实验器具、实验方案、实验场地等内容进行重点分析和准备，确保实验能够顺利开展。生物实验大多在实验室条件下进行，教师要在实验开始前，对实验室环境、实验材料、实验仪器等进行细致的检查，对遗漏之处进行及时补救。特别要关注实验仪器的应用，以确保实验能够顺利展开。在实验准备阶段，如果教师能够调动学生参与到实验材料的准备工作中，让学生提前研究实验操作步骤，其学习效果会更好。启动学生观察思维，这是实验的初级追求，教师要有拓展意识，从更高目标展开教学设计。

生物实验对实验材料和试剂的要求都比较高，教师引导学生参与到實验准备工作中，不仅能让学生熟悉实验操作程序，还能够培养学生的良好观察能力和思考能力，对实验进行宏观掌控，确保实验的顺利展开。如教学人教版高中生物必修3《内环境稳态的重要性》时，教师在课堂导学阶段推出实验学习内容：在学习人体维持内环境pH稳定的知识时，我们知道生物材料中含有缓冲物质，能够对酸碱度起到缓冲作用，机体也可以通过生理活动调节pH稳定，这个验证实验需要准备哪些材料呢？以学习小组为单位展开对应研究，列出材料详细清单。学生开始阅读相关内容，对实验所需材料进行梳理，很快就找到了材料清单：马铃薯、鸡蛋清、黄瓜、冷冻的猪肝、磷酸缓冲溶液、浓硫酸、蒸馏水、4gNaOH、NaOH2等。教师与学生一起研究实验试剂的配制方案，对操作步骤进行具体分析。学生对实验不是很熟悉，教师要进行详细介绍，为学生规划清晰的操作路线，让学生展开自主操作，制作出实验需要的试剂。学生进入实验操作环节，教师巡视班级，对各个小组的操作情况进行观察，对学生实验中存在的问题进行具体解答，确保实验的顺利展开。

教师要求学生进行实验设计，列出实验需要的材料清单，对实验用试剂进行现场配制，确保实验能够如期进行。学生对这样复杂的实验比较陌生，也缺少操作经验，教师要进行详细规划和设计，给学生提供难得的参与机会，让学生在细致的梳理和体验中自然建立实验认知基础。

二、实验设计，突出学生主体地位

实验需要完善的设计方案，教师在实验教学启动后，要对实验方案进行优化处理，针对教学实际做出积极的调整，让更多学生能够顺利进入实验操作环节。生物实验大多带有集体操作属性，教师要从学生角度出发进行设计。首先，让学生自行成立实验团队，主动选择实验内容，做好合作分工，确保实验的顺利展开。其次，教师投放设计方案，让学生展开学习，理清实验步骤之后再进入操作环节。最后，教师要跟进指导，对学生执行情况进行监督管理，适时做出对应调整和启示。

教师在进行实验设计时，要注意征询学生的意见，进一步提高实验设计的契合性。在教学《植物生长素的发现》时，教师展示了达尔文、詹森、拜尔、温特等人在生长素发现过程中的实验内容，要求学生进行具体观察和分析，然后选择其中一个实验开展设计活动。学生开始阅读相关内容，教师针对学生的选择进行分组，让学生组成小组进行实验设计，要求每一个小组都要推出完整的实验方案。学生接受任务后，都能够主动行动起来，课堂学习进入良性互动阶段。教师对学生的讨论情况进行观察分析，及时给予对应指导，让学生在预期、实验、观察、数据分析、推论、交流等多个环节进行分析，完善实验方案内容，确保实验的科学性。学生组成学习小组，集体探究实验方案，课堂学习气氛开始活跃起来。教师对学生的设计情况进行观察，随时给予技术指导，确保实验设计的顺利启动。在展示交流环节，教师组织学生进行专业评价，对实验设计的科学性展开讨论，对实验的可操作性进行探索，课堂研究氛围更为浓烈。

在传统教学中，设计实验方案是教师的事情，学生大多无法参与其中，其操作效果大打折扣。新课程改革倡导学生的学习主体地位，教师将设计实验方案的任务交给学生，为学生提供了更多主动学习和思考的机会。学生对生物实验中的实验材料、实验场地、实验组织、实验程序、实验效果等制约因素进行对应设计和研究，能够激发学生的学习动力。教师针对学生学力基础开展对应设计及组织，让学生结合生活实践展开实验研究，其助学效果更为显著。

三、实验组织，满足学生学习诉求

在实验组织环节，教师要做好必要的教学调查，对实验操作难度、学生参与实验的能力、实验进程中可能遇到的困难、实验生成处理等问题进行客观分析，给出一些应对预案，这样才能确保实验的顺利展开。学生都有参与实验的主动性，但实验操作存在不确定性，遇到实验难题是在所难免的。教师要有前瞻意识，对可能出现的实验难题进行预设，以便做出最及时的应对，给学生提供有力支持。教师跟进观察时，要对学生的操作情况进行监督，发现问题应及时干预，给学生更多技术指导。

教师对实验方案进行设计和组织时，要充分考虑学生的接受实际，这样的实验设计才能获得预想的效果。在教学《生长素的生理作用》这部分内容时，教师设计小组实验任务：在教室内或者家里，在生活条件下设置实验装置并进行操作，对生长素的作用进行具体观察和分析。学生对实验装置不是很清楚，教师可借助多媒体播放动画视频，让学生自行学习一些实验操作方法，选择一些合适的扦插枝条，寻找合适的沙土，对扦插枝条进行处理，运用适当的方法做扦插实验，在后面的一周时间内进行观察，记录下观察数据，并对实验进行总结。学生对这样的实验比较感兴趣，自然会主动参与其中，借助生活条件展开对应设计和操作。教师借助网络交互平台进行具体指导，给学生提供一些观察建议，让学生对观察数据进行科学处理，确保实验认知的顺利内化。经过一段时间的努力，学生的扦插实验大多获得丰硕成果。在课堂展示环节，很多学生都能够将相关照片展示出来，并对实验操作过程进行具体介绍，向更多学生分享实验成果。

教师推出生活条件下的实验任务，给学生提供了更多操作的机会。虽然实验时间比较长，但学生参与实验的热情不减，最后对实验结论做出客观评价，实验获得了圆满成功。学生对生活化实验很感兴趣，教师要给予积极指导，给学生实验提供更多技术支持，协助学生在实验中建立丰富的学科认知。观察实验和探索实验相结合，给学生带來了更多学习启迪，教师组织学生开展探究性实验，将生物研究性学习推向了高潮。

四、实验讨论，促进学生认知内化

实验结论出炉后，教师组织学生进行实验总结，能够促进学生认知的顺利内化。实验的目的是探索、验证，教师要肯定学生的探索和努力，还要组织学生进行回顾和总结，对实验结论展开科学分析，理清实验原理，建立理性认知。在实验讨论环节，教师要注意投放适合的话题，做出必要的引导，让学生在理性思考和互动中完成学科认知内化。实验讨论属于成果确认和验收，教师要引导学生找到操作的路线，使其在科学分析解读中完成相关程序。

实验教学没有固定模式，教师在实验设计、实验组织、实验操作、实验评价等环节进行积极探索，为学生提供了更多学习启迪。特别是实验结论评价环节，教师要引导学生进行专业解析和评价，成功提升了学生的实验认知，促进了其实验能力的培养。如教学《种群数量的变化》时，教师推出了酵母菌种群数量随时间变化的实验，学生积极参与实验材料的准备工作，并做出实验假设：酵母菌在一定制约条件下，其种群的增加会受到种群密度变化的影响。学生进入实验环节，教师将学生分成几个小组，让学生自行做好分工，具体负责实验的不同操作步骤。经过一番努力后学生得出实验结论，教师鼓励学生对实验结论进行分析：我们已经做出实验假设，现在对实验结论进行对应分析，看小组增长曲线与全部的增长曲线是不是成正比？对这些曲线增长趋势进行分析和比较，总结出促进酵母菌种群数量增长的因素有哪些？学生展开深度讨论，对相关数据和曲线进行仔细分析，得出实验结论，找到影响种群增加的因素主要是食物和空间，对实验假设做了进一步验证。

教师推出实验结论讨论活动，给学生带来了更多评价思考的机会。从学生学习表现中可以看出，教师的设计和组织是比较有成效的。学生对实验结论进行理性分析，得出实验呈现的规律，并对实验假设进行验证，促使学生得出科学结论。教师推出实验结论讨论活动，目的就是给学生提供知识内化的机会。

总之，在生物学科实验教学中，教师要做好筛选工作，挑选可操作的实验推出实验方案，对实验操作环境进行优化，对实验操作步骤进行简化，让学生主动参与到实验的观察、操作、分析、归结等学习活动中，以有效培养学生的实验基础能力。生物实验需要精细的设计和操作，教师要引导学生对实验现象进行深入研究，这样才能建立更为完善的实验认知。如果能够推出一些生活化生物实验方案，无疑能够获得学生更多的关注，给学生提供难得的实验体验机会。

【参考文献】

[1]梁国用.新课改下提升高中生物教学有效性的方法[J].中学教学参考，2021（20）.

[2]王琼霞，刘晓昕.在高中生物学实验教学中应用传感器的探索[J].中小学数字化教学，2021（6）.

[3]李小平.高中生物实验教学中生物科学素养的培养[J].中学课程辅导（教师通讯），2021（10）.

【作者简介】张清正（1976— ），男，安徽淮北人，大学本科学历，一级教师，现就职于安徽省淮北市第十二中学，主要从事高中生物教学与研究。

（责编 刘颖恩）