摘 要：中學(xué)生物學(xué)課程應(yīng)聚焦學(xué)科核心素養(yǎng)，目的是強(qiáng)化學(xué)科育人功能。而學(xué)科核心素養(yǎng)的提煉，必須基于對(duì)學(xué)科本質(zhì)的深入理解?？茖W(xué)探究是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成，能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問題，針對(duì)特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進(jìn)行觀察、提問、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施以及結(jié)果的交流與討論。筆者以提升生物學(xué)科核心素養(yǎng)為目的構(gòu)建了生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；生物實(shí)驗(yàn)；教學(xué)模式

一、核心素養(yǎng)的含義

所謂“核心素養(yǎng)”，是學(xué)生適應(yīng)信息時(shí)代和知識(shí)社會(huì)的需要，解決復(fù)雜問題和適應(yīng)不可預(yù)測(cè)情境的能力和道德，它由跨學(xué)科核心素養(yǎng)和學(xué)科核心素養(yǎng)所構(gòu)成。中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，以科學(xué)性、時(shí)代性和民族性為基本原則，以培養(yǎng)“全面發(fā)展的人”為核心，分為文化基礎(chǔ)、自主發(fā)展、社會(huì)參與三個(gè)方面。綜合表現(xiàn)為人文底蘊(yùn)、科學(xué)精神、學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)、健康生活、責(zé)任擔(dān)當(dāng)、實(shí)踐創(chuàng)新六大素養(yǎng)（圖1）。

核心素養(yǎng)就是通過學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)而形成的，學(xué)科素養(yǎng)是具有學(xué)科特色的核心素養(yǎng)，科學(xué)探究能力，技術(shù)能力，核心素養(yǎng)是跨學(xué)科共同的素養(yǎng)。學(xué)科素養(yǎng)包括學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)、基本技能、基本經(jīng)驗(yàn)、基本品質(zhì)、基本態(tài)度等幾個(gè)方面。如何通過培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)，最后形成我們所要求的核心素養(yǎng)呢？這需要通過課程目標(biāo)的確立，教學(xué)方法的選擇和教學(xué)模式的建構(gòu)，教學(xué)質(zhì)量的保障和評(píng)價(jià)體系的建構(gòu)。

圖1 學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)核心內(nèi)容

二、基于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的生物教學(xué)模式及活動(dòng)案例

1.中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

生物學(xué)是一門和生活聯(lián)系緊密的實(shí)驗(yàn)學(xué)科，有著與其他自然科學(xué)相同的性質(zhì)。生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以使學(xué)生獲得知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)技能，而且可以培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)態(tài)度和習(xí)慣。掌握科學(xué)探究的思路和方法，形成合作精神，善于從實(shí)踐的層面探討或嘗試解決現(xiàn)實(shí)生活中的生物學(xué)問題；具有開展生物學(xué)實(shí)踐活動(dòng)的意愿和社會(huì)責(zé)任感。

在某一種教學(xué)情境下，教師提出問題，學(xué)生運(yùn)用學(xué)科背景知識(shí)和科學(xué)探究學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生主動(dòng)研究和設(shè)計(jì)問題、解決問題等，并最終獲得相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)，在教學(xué)設(shè)計(jì)上突出知識(shí)的內(nèi)在聯(lián)系性，使學(xué)生能夠綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)。以此提高學(xué)生的設(shè)計(jì)能力和解決問題能力。筆者根據(jù)核心素養(yǎng)與生物學(xué)科教學(xué)特點(diǎn)，可將生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)分為6個(gè)步驟執(zhí)行，見圖2。

圖2 基于STEM教育的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式

研究問題：用一兩張紙的文章篇幅，概括介紹實(shí)驗(yàn)小組在研究課題的相關(guān)知識(shí)背景。引用查閱的資料。小組的研究文章需要有兩張圖片。

設(shè)計(jì)模型：為項(xiàng)目產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制作策略畫一張帶有標(biāo)號(hào)的圖紙。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：對(duì)小組的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行記錄、分析和解釋。

探究結(jié)論：概括實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并概述實(shí)際上發(fā)生的事情。這部分應(yīng)當(dāng)包括實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、測(cè)試過程的簡(jiǎn)單描述以及對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋說明。

活動(dòng)反思：思考學(xué)生小組選取的實(shí)驗(yàn)方案和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，然后完成“反思”欄目中的內(nèi)容。

評(píng)價(jià)活動(dòng)：作為小組的一員，請(qǐng)反思自己的行為和表現(xiàn)，然后完成“核心素養(yǎng)自我評(píng)價(jià)量表”。

2.基于核心素養(yǎng)提升的實(shí)驗(yàn)案例

實(shí)驗(yàn)任務(wù)：制作蒸騰計(jì)測(cè)量植物蒸騰作用的速率

背景知識(shí)：

為了生存和繁殖，陸地植物必須應(yīng)對(duì)很多自然問題。其中最大的問題是獲取水分以及避免干燥（水分流失）。為了解決類似問題，植物體需要消耗能量以及具備相應(yīng)有效的結(jié)構(gòu)和生理過程。從結(jié)構(gòu)和功能上解決問題（如保持水分平衡）的方式稱為適應(yīng)，適應(yīng)性變化的學(xué)習(xí)是生物學(xué)中最有趣的部分。

大多植物的葉片具有稱為氣孔的表皮細(xì)孔，它由一對(duì)分離的保衛(wèi)細(xì)胞組成，保衛(wèi)細(xì)胞和它們之間的細(xì)孔共同組成了氣孔，CO2是光合作用的原料，空氣中的CO2通過保衛(wèi)細(xì)胞組成的氣孔進(jìn)入到光合細(xì)胞中，如果有充足的水分，保衛(wèi)細(xì)胞會(huì)吸收水分而脹大，氣孔張開，CO2進(jìn)入細(xì)胞，同時(shí)散發(fā)水蒸氣。當(dāng)缺水時(shí)，保衛(wèi)細(xì)胞萎蔫。于是保衛(wèi)細(xì)胞貼合到一起，氣孔關(guān)閉，因此植物中水含量的多少?zèng)Q定了氣孔的開閉從而間接決定了氣體的進(jìn)出。

氣孔開閉如圖3所示。當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞中溶質(zhì)濃度高時(shí)，水分子通過滲透作用擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞。水的流入導(dǎo)致細(xì)胞膨脹，兩個(gè)保衛(wèi)細(xì)胞成弓形分開，因此形成一個(gè)小孔，氣孔打開，如圖（a）。在蒸騰作用發(fā)生時(shí)，水通過氣孔蒸發(fā)散失。當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞中溶質(zhì)濃度低時(shí)，水往細(xì)胞外擴(kuò)散，保衛(wèi)細(xì)胞變得萎縮，氣孔關(guān)閉，如圖（b）。一系列環(huán)境因子可導(dǎo)致氣孔開閉。

3.結(jié)語

基于其在未來教育發(fā)展的重要性，越早在高中教學(xué)中進(jìn)行就能越早提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，使他們能在未來科技發(fā)展中占據(jù)一席之地。培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)，應(yīng)為學(xué)生提供充分的科學(xué)探究的機(jī)會(huì)，使他們?cè)趯?shí)踐過程中不僅能夠獲取科學(xué)知識(shí)，還能體驗(yàn)科學(xué)探究的樂趣，提升實(shí)踐能力。

中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中體現(xiàn)核心素養(yǎng)培養(yǎng)，值得我們?nèi)フJ(rèn)真思考與研究?；诤诵乃仞B(yǎng)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式不僅符合我國目前科學(xué)教育研究的新思路，也為我國中學(xué)生物課堂注入新的活力。提升學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，需要師生每一堂課的積累與努力。積極實(shí)踐實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教育理念和教育方式，建構(gòu)生物學(xué)科課堂教學(xué)模式，推進(jìn)生物學(xué)科實(shí)驗(yàn)教學(xué)，提升學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)。

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