核心素养下凤山县高中的生物实验教学优化策略探讨

韦梦圆 龙鹤 黄佳娜 张忠华 胡刚

摘要：生物实验教学是落实生物学科核心素养的重要载体。通过分析凤山县高级中学生物实验教学的现状，探讨生源薄弱高中的生物实验教学优化策略，突出学生在学习上的主体地位，拓宽学生的科学思维，提高学生分析问题、解决问题的能力。

关键词：核心素养；生源薄弱；高中生物；生物实验；希沃白板

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2021）14-0019

为了让学生适应未来社会发展和个人生活需要，落实立德树人的根本，2017版普通高中生物学课程标准提出从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养。生物学科核心素养高度关注学生学习过程中的实践经历，强调学生学习的过程是主动参与的过程，让学生积极参与动手和动脑的活动，这突出了生物实验教学的重要性。生物实验是培养学生科学思维和科学探究的重要载体，通过生物实验，学生能用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决生物学问题。

一、凤山县高级中学实验教学概况

高中生物实验的开展需要学校具备一定的实验设备，同时也需要学生具有一定的理论知识基础。因学校教学条件和资金问题，实验室中没有配备大量的实验仪器和实验试剂，导致部分相关的实验不能开展。除此之外，凤山县高级中学是凤山县唯一的普通高中，由于地理位置和办学条件等原因，多年来本县中考成绩优秀学生生源外流，在本县高中就读的大多是各学科基础知识薄弱的学生，这直接影响着教学效率和质量。

长期以往，大多数教师和学生对生物实验不重视，生物实验教学也变成了教学模式单一落后的现状。高中生物必修教材有33个实验，包括观察性实验、验证性实验、探究性实验、模型建构、调查以及模拟实验[1]，而本县高中生物实验课只开设少部分观察性实验和验证性实验。教师在生物实验课堂上只是传授教材上的理论性知识，比如介绍实验的原理、操作步骤、注意事项等，然后学生照着教材上的内容按部就班进行操作。单一的实验教学模式，将教学内容局限于教材，学生的科学思维被限制，不能独立设计实验，无法培养学生发现问题、分析问题以及解决问题的科学探究能力。

二、优化生物实验教学的策略

1.创新教材实验材料

实验材料的选取是实验顺利开展的关键，教材上列举的实验材料是科学家经验的积累，实验效果普遍都比较好[2]，但是并不意味只有用這些实验材料才可以进行实验。教师可以引导学生一起创新实验材料，提高生物实验教学的趣味性，激发学生学习热情的同时培养学生的创新精神。

例如做绿叶中色素的提取和分离实验，教材中用纸层析法对色素进行分离，先将干燥的定性滤纸剪成稍小于试管长与直径的滤纸条，将一端减去两角，并在距这一端1厘米处用铅笔画一条细线。然后用毛细吸管吸取少量滤液，沿铅笔线均匀划出一条细线，待滤液干后，重复2-3次。最后再将滤纸条轻插入层析液中进行分离。这个操作步骤繁杂，耗时耗力。我可以改变实验材料使实验变得简单又有趣。我们还是采用纸层析法，但是直接用圆形的滤纸，用一根棉线穿过圆心，在圆心周围用试管口蘸取色素滤液画上色素同心圆，再把棉线浸入倒有层析液的培养皿中，圆形滤纸直接盖在培养皿上等待色素分离。这样学生也可以得到四种色素带，四种色素带呈现出规则的圆形。

2.创设探究性学习情境

学习的发生起源于真实情境变化而引发对问题的思考。因此，在生物实验教学中，教师可将知识融入具体的问题情境中，激起学生的学习动机，激发学生的自主意识，让学生在努力解决问题的过程中完成探究性实验的学习。

例如学习酶作用的温度条件时，首先提出问题为什么加酶的洗衣粉要标注使用的温度范围，让学生在具体的生活情境中思考问题。然后引导学生设计实验探究不同温度下使用加酶洗衣粉的效果，最后得到酶作用的温度条件是温和的。让学生在真实情景中进行探究性学习，加深对知识概念理解的同时，培养了认知生物学的科学思维方法，解决实际问题的能力。

3.课堂实验向生产生活延伸

生物实验教学不应局限于实验室，教师可将教材实验的理论知识联系到学生具体的生产生活中，使理论与实践相统一，让学生走出课堂，走进身边的自然环境中、自家的农田和菜地中进行实践学习。

例如进行用抽样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度实验时，教师可以在上课前让学生小组合作，利用周末时间在乡村的草地中调查车前草、一点红、斑鸠菊等杂草的种群密度，让他们对比自然环境中杂草的种群密度与人工农田环境中杂草种群密度的区别，探讨人为的生产活动对自然环境中植物的影响。在课堂中，学生可以将调查实验过程中遇到的问题进行总结、交流，这拓宽学生的知识视野，又联系了实际生产生活。学生通过调查实验，对生产生活的现象做出了理性的解释和判断，真正达到了生物学学科核心素养的社会责任目标。

4.利用希沃白板的虚拟实验室模拟实验

在生物实验教学过程中，因为条件限制，部分需要特殊仪器设备的实验无法开展，教师可以利用现代化信息技术来模拟实验，让学生通过模拟操作，掌握实验操作的流程。

例如进行微生物的实验室培养实验时，因为学校缺少场地、经费等原因，缺乏超净工作台﹑恒温箱等设备而无法进行实验，教师可以在课堂上，打开希沃白板系统中的高中生物模拟实验室，让学生代表上台来通过希沃一体机对实验仪器、药品进行拖动操作，当操作步骤错误时，系统会进行提示，纠正学生的错误操作，规范学生进行实验。高中生物实验教学与信息技术的融合，拓宽实验教学渠道的同时，又有效提高了实验教学效率。

三、总结

在高中生物实验教学中，能展现出一系列完整的科学研究方法，这很好地培养了学生的生物学学科核心素养。因此，教师应该积极思考，改变教学模式，激发学生的积极主动性，让学生在生物实验的学习过程中，通过实际动手操作，不断形成经验的重组，达到理解和强化的效果。

参考文献：

[1]霍 静.高中生物实验中生成学科核心素养探讨[J].中小学教材教学，2018（02）：15-19.

[2]张淑伟.高中生物实验改进与创新[D].河北师范大学，2012.

（作者单位：1南宁师范大学环境与生命科学学院 530001； 2广西河池凤山县高级中学 547600）