陜西

在近幾年的教育領(lǐng)域中，“核心素養(yǎng)”一定算是一個熱門詞匯。學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)，主要指學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力。新一輪的課程改革將以發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)為出發(fā)點和最終目標(biāo)，因此未來的高考和學(xué)業(yè)水平考試必將與課程改革的目標(biāo)統(tǒng)一起來，而生物學(xué)核心素養(yǎng)是學(xué)生核心素養(yǎng)的重要組成部分，筆者在授課過程中以高中生物課程中的實驗教學(xué)為重要抓手，可以有效地發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，有助于立德樹人。

1.背景分析

1.1 學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的必要性

經(jīng)過近十幾年的課程改革，素質(zhì)教育取得明顯成效，但隨著社會的發(fā)展也暴露出一些不足，例如課程教材的系統(tǒng)性、適宜性不強；不同學(xué)段的課程目標(biāo)有機銜接不暢；學(xué)生欠缺社會責(zé)任感、創(chuàng)新精神以及實踐能力較為薄弱等問題，因此進一步豐富素質(zhì)教育的內(nèi)涵，建立新的課程體系和評價標(biāo)準(zhǔn)，樹立科學(xué)的教育質(zhì)量觀勢在必行。教育部在2016年9月13日公布的《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》中提出要發(fā)展學(xué)生的六大核心素養(yǎng)。研究學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是落實立德樹人根本任務(wù)的一項重要舉措，學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)是一套經(jīng)過頂層系統(tǒng)設(shè)計的育人目標(biāo)框架，也是適應(yīng)世界教育改革發(fā)展趨勢、提升我國教育國際競爭力的迫切需要。

生物學(xué)作為重要的自然學(xué)科，生物學(xué)核心素養(yǎng)是核心素養(yǎng)的重要組成部分之一，它主要由四個要素組成：生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會責(zé)任，這四個要素是一個統(tǒng)一的整體。生命觀念是生物學(xué)核心素養(yǎng)的基礎(chǔ)和支柱，生命觀念的形成過程離不開科學(xué)思維和科學(xué)探究；科學(xué)思維和科學(xué)探究互為依托，科學(xué)思維是科學(xué)探究的重要內(nèi)涵，科學(xué)探究是科學(xué)思維的實證過程；而學(xué)生在形成生命觀念、進行科學(xué)思維和科學(xué)探究的過程中，最終會形成一定的社會責(zé)任意識。

1.2 高考試卷生物實驗題材匯總分析

高考不只是一種選拔人才的機制，更是評價教師教學(xué)質(zhì)量的重要手段。每年精挑細選的高考題都能很好地反映出不同考生的素養(yǎng)差異。因此，教師深入研究高考題是實行好課堂變革，指導(dǎo)學(xué)生發(fā)展的重要方式之一，以下是筆者對2018年高考全國卷理綜生物實驗題材試題的匯總分析（如表1）。

表1

從以上匯總分析可發(fā)現(xiàn)，2018年三套全國理綜試卷生物試題70%左右的內(nèi)容是以實驗為載體來考查的，著重考查學(xué)生的實驗設(shè)計能力和實驗探究能力，注重“雙基”，突出主干知識。這類試題具有注重學(xué)科內(nèi)知識的聯(lián)系和適度綜合，關(guān)注生命過程的本質(zhì)，考查學(xué)生科學(xué)思維的靈活性等特點，其題材、內(nèi)容和設(shè)問角度均是生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要體現(xiàn)，這也為一線老師的備考提供了方向。

2.抓好生物實驗教學(xué)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的有效途徑

生物實驗大多來源于生產(chǎn)生活，是學(xué)生十分感興趣的題材，生物學(xué)作為一門自然學(xué)科更是離不開科學(xué)實驗探究。要使學(xué)生將學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為學(xué)科素養(yǎng)，離不開特定情境的創(chuàng)設(shè)。教師通過課前精心設(shè)計實驗問題情境，還原科學(xué)發(fā)現(xiàn)場景，激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維，使學(xué)生在特定情境和具體目標(biāo)的指引下，通過分析、理解、歸納等達成目標(biāo)；通過直接經(jīng)驗讓學(xué)生有更深刻的體驗；通過設(shè)計實驗過程培養(yǎng)學(xué)生的實踐創(chuàng)新素養(yǎng)；從科學(xué)發(fā)展史中體會科學(xué)家的聰明才智和無私奉獻精神，使學(xué)生形成良好的文化底蘊和基本的生命觀念；在認同科學(xué)技術(shù)能改變?nèi)藗兩a(chǎn)生活的過程中，形成必要的社會責(zé)任。還可以使學(xué)生參與到一定的社會活動中，并能理解和解釋身邊的生命現(xiàn)象，從而更好地適應(yīng)社會的發(fā)展。因此，抓好生物實驗教學(xué)是學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)的有效途徑。

3.基于核心素養(yǎng)的高中生物實驗復(fù)習(xí)策略

3.1 以《課程標(biāo)準(zhǔn)》為依托，充分提升遷移運用能力

《課程標(biāo)準(zhǔn)》是教師做好生物教學(xué)的有效依據(jù)。教師對于教材中明確列出的實驗一定要充分重視，通過創(chuàng)設(shè)情境讓學(xué)生參與各項實驗活動，理解其中的實驗原理。對于課本上的實驗步驟只是一個參考，教師可以指導(dǎo)學(xué)生另辟蹊徑來探究實驗過程，通過實驗思路、步驟設(shè)計、數(shù)據(jù)收集及處理分析、結(jié)果和結(jié)論的歸納的練習(xí)，來培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新素養(yǎng)，使其將已形成的生物學(xué)素養(yǎng)遷移至新情境中去綜合運用和解決新的問題，讓核心素養(yǎng)在一次次的運用中得到發(fā)展。

下面筆者以實驗“綠葉中色素的提取和分離”的復(fù)習(xí)為例：

該實驗是課本中一個非常重要的實驗，由于色素是光合作用的必要條件之一，光合作用又是歷年高考的“重頭戲”，因此在復(fù)習(xí)時，讓學(xué)生在理解實驗原理、弄清楚方法步驟的基礎(chǔ)上，深入挖掘與此有關(guān)的潛在知識，并以此來提升學(xué)生的遷移運用能力是完全可行的。以下是筆者對于光合作用實驗有關(guān)知識點的匯總和分析（如表2）。

表2

續(xù)表

3.2 重視生物科學(xué)發(fā)展史、深入挖掘經(jīng)典實驗題材

除了課本中單獨的實驗，在高中生物課本中的經(jīng)典實驗也有很多，如酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、孟德爾豌豆雜交實驗、肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實驗、生長素的發(fā)現(xiàn)等，這些實驗?zāi)藷o數(shù)科學(xué)家的智慧和汗水，蘊藏著極為豐富的科學(xué)思想和方法技術(shù)，值得師生認真學(xué)習(xí)、深刻領(lǐng)會。教師要善于挖掘教材中的命題素材，引導(dǎo)學(xué)生運用生物學(xué)原理進行思考，提高學(xué)生解決問題的能力。

下面筆者以“光合作用的發(fā)現(xiàn)”為例來加以說明（如表3）：

表3

續(xù)表

3.3 精講精練提升實驗綜合素養(yǎng)

實驗探究能力的提高不是短期能夠?qū)崿F(xiàn)的，核心素養(yǎng)的發(fā)展更是如此，需要經(jīng)歷系統(tǒng)訓(xùn)練才能達到。教師在實驗教學(xué)中一定要引導(dǎo)學(xué)生多動腦、動口、動手，多交流，培養(yǎng)學(xué)生的批判質(zhì)疑精神，勇于創(chuàng)新，并堅持科學(xué)訓(xùn)練與循序漸進相結(jié)合，使學(xué)生由易到難、由簡單到復(fù)雜地認識規(guī)律，逐步提高實驗?zāi)芰Α?/p>

下面筆者以2018年高考全國卷Ⅰ第31題為例來說明：

（2018年，全國卷Ⅰ，第31題）為探究不同因素對尿量的影響，某同學(xué)用麻醉后的實驗兔進行不同的實驗，實驗內(nèi)容如下：

a.記錄實驗兔的尿量（單位：滴/分鐘）。

b.耳緣靜脈注射垂體提取液0.5 mL，記錄尿量。

c.待尿量恢復(fù)后，耳緣靜脈注射20%葡萄糖溶液15 mL，記錄尿量。取尿液做尿糖定性實驗。

回答下列問題：

（1）該同學(xué)發(fā)現(xiàn)，與a相比，b處理后實驗兔尿量減少，其主要原因是________________________________________。

（2）c處理后，腎小管腔內(nèi)液體的滲透壓會升高，實驗兔的尿量會___________。取尿液加入斐林試劑做尿糖定性實驗出現(xiàn)磚紅色，說明尿液中含有_____________ 。

（3）若某實驗兔出現(xiàn)腹瀉、尿量減少現(xiàn)象，導(dǎo)致尿量減少的主要原因是血漿滲透壓升高，刺激了存在于______的滲透壓感受器，從而引起尿量減少。

【答案】（1）垂體提取液中含有抗利尿激素，促進腎小管和集合管重吸收水 （2）增加 葡萄糖（3）下丘腦

【分析】該題表面是考查水鹽平衡調(diào)節(jié)、血糖平衡調(diào)節(jié)的具體知識，實際上是考查考生通過學(xué)習(xí)課本水鹽平衡、血糖平衡調(diào)節(jié)模型，培養(yǎng)學(xué)生建立模型的思維習(xí)慣，以及提升學(xué)生探究實驗?zāi)芰λ?，屬于對生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任素養(yǎng)的綜合考查。本題的課本依據(jù)是水鹽平衡調(diào)節(jié)、血糖平衡調(diào)節(jié)和還原糖的鑒定，但不拘泥于課本，通過設(shè)置“某同學(xué)用麻醉后的實驗兔進行不同的實驗，探究不同因素對尿量的影響”這一情景考查學(xué)生的實驗綜合素養(yǎng)，考生需要馬上聯(lián)想到平時所學(xué)的相關(guān)知識。題干中給出了探究實驗的一般步驟，讓考生根據(jù)此過程綜合分析、推理結(jié)果，并以簡潔準(zhǔn)確的語言做出合理的解釋。（1）通過a、b組操作對比，需要考生想到垂體提取液與尿量的聯(lián)系，進而想到與抗利尿激素對水重吸收的影響有關(guān)。（2）靜脈注射20%葡萄糖溶液15 mL，導(dǎo)致血糖濃度高于正常水平，過多血糖要排出體外，必然會帶走大量水分，導(dǎo)致尿量增加，尿液中的葡萄糖屬于還原糖，用斐林試劑檢驗可呈現(xiàn)磚紅色。（3）實驗兔出現(xiàn)腹瀉導(dǎo)致大量水和鹽的丟失，使血漿滲透壓升高，從而刺激位于下丘腦的滲透壓感受器，使得抗利尿激素的合成量和分泌量增加，進而促進腎小管集合管對水的重吸收，導(dǎo)致尿量減少。

3.4 創(chuàng)建多元評價機制

生物實驗教學(xué)評價是促進學(xué)生成長、教師專業(yè)發(fā)展和提高教學(xué)質(zhì)量的重要手段。評價機制的設(shè)定要基于核心素養(yǎng)，結(jié)合生物實驗教學(xué)課的特點，其目的是為了更好地促進學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展，因此需要構(gòu)建一種多元的評價模式。評價不僅要重視學(xué)生對生物學(xué)知識的理解與技能的掌握，還要重視對學(xué)生設(shè)計創(chuàng)新能力的評價；不僅要充分重視學(xué)生的主體地位，還要重視學(xué)生情感、態(tài)度與價值觀的形成和發(fā)展。評價的手段也要靈活多樣，評價用語要準(zhǔn)確得體、生動豐富、機智巧妙、詼諧幽默、獨特創(chuàng)新等，總之要充分發(fā)揮教學(xué)評價的激勵和發(fā)展性作用。