夏云黎

【摘要】生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生物教學(xué)的重要組成部分。在高中生物教學(xué)中落實(shí)核心素養(yǎng)，是高中生物新課程標(biāo)準(zhǔn)的要求。目前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在一定的問題，針對(duì)這些問題和生物學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵進(jìn)行教學(xué)改革，是提高高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑。

【關(guān)鍵詞】高中生物?實(shí)驗(yàn)教學(xué)?核心素養(yǎng)生物學(xué)知識(shí)是歷代生物學(xué)家通過觀察現(xiàn)實(shí)生活中的生命現(xiàn)象，設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，探究生命活動(dòng)規(guī)律總結(jié)出來的，所有的生物學(xué)理論都有一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，故實(shí)驗(yàn)教學(xué)在高中生物教學(xué)體系中占有重要地位。2018年1月頒布的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》將“核心素養(yǎng)為宗旨”作為高中生物教學(xué)的四大基本教學(xué)理念之一，要求教師在高中生物教學(xué)過程中培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。生物學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵豐富，包含多種生物學(xué)相關(guān)理念、思維和能力，故在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中落實(shí)核心素養(yǎng)，有利于提高學(xué)生的綜合能力，對(duì)提高高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量有重要意義。

一、高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀

首先，高中生物是高中課程體系中的副課，所占比例較小，課時(shí)嚴(yán)重不足，但高中生物教學(xué)內(nèi)容又較多，為了讓學(xué)生掌握盡可能多的生物學(xué)知識(shí)來應(yīng)對(duì)高考，很多中學(xué)會(huì)通過壓縮生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的方式來增加理論課的課時(shí)，大大減少了學(xué)生接觸生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，將高中生物這一理科課程轉(zhuǎn)變成了文科課程，導(dǎo)致學(xué)生普遍缺乏生物學(xué)思維能力，對(duì)生物學(xué)的理論基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)不清。

其次，受應(yīng)試教育思想的影響，大部分中學(xué)多年來一直采用陳舊的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式，即教師先講解實(shí)驗(yàn)原理，然后演示完整實(shí)驗(yàn)操作過程，最后讓學(xué)生通過模仿教師的操作完成實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要目標(biāo)的達(dá)成，但這種實(shí)驗(yàn)教學(xué)方式限制了學(xué)生思維與行為，無法體現(xiàn)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究性，不利于學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力的發(fā)展。

最后，受課時(shí)和教育資金的影響，很多復(fù)雜、耗材昂貴的探究性實(shí)驗(yàn)不得不轉(zhuǎn)變成演示性實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生失去親自動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，且學(xué)生都是分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，每個(gè)學(xué)生只能操作實(shí)驗(yàn)的某一步驟，甚至有的學(xué)生處于主觀或客觀原因根本沒有參與實(shí)驗(yàn)操作，導(dǎo)致學(xué)生普遍欠缺實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?dòng)手能力。

二、生物學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)涵

生物學(xué)科核心素養(yǎng)是基于生物學(xué)所表現(xiàn)出來的價(jià)值觀念、思維方式、科學(xué)能力和道德品質(zhì)等提出的一種學(xué)科素養(yǎng)，是學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識(shí)所要獲得的關(guān)鍵素養(yǎng)，對(duì)學(xué)生的全面發(fā)展有重要意義。高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過多次改革、優(yōu)化，現(xiàn)認(rèn)為生物學(xué)科的核心素養(yǎng)主要包括生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任四方面，其中生命觀念是指通過觀察現(xiàn)實(shí)生活中的生命現(xiàn)象，探尋生命規(guī)律，并將其與現(xiàn)實(shí)世界聯(lián)系起來，形成以生命為核心的世界觀，學(xué)會(huì)從生命的角度去看待實(shí)際問題;理性思維是指通過分析、判斷和歸納等思維活動(dòng)完成生物學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)，并結(jié)合自身已經(jīng)掌握的生物學(xué)知識(shí)，通過推理和建模等思維活動(dòng)生成新的生物學(xué)知識(shí);科學(xué)探究是指利用科學(xué)的方法探索未知的生命特征和規(guī)律，進(jìn)而獲得對(duì)生命現(xiàn)象更深層次的理解;社會(huì)責(zé)任是指人類作為自然界生物中的一員，其行為會(huì)直接或間接影響社會(huì)中普遍存在的生命現(xiàn)象。

三、基于學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

1.構(gòu)筑生命觀念

生物學(xué)科的生命觀念主要包括結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀、穩(wěn)態(tài)與平衡觀、物質(zhì)與能量觀，故在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)利用實(shí)驗(yàn)的直觀性讓學(xué)生直接觀察到生命的結(jié)構(gòu)，并結(jié)合其功能幫助學(xué)生構(gòu)筑結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念，如在“使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，先讓學(xué)生利用高倍顯微鏡觀察細(xì)胞的結(jié)構(gòu)的多樣性，然后結(jié)合所觀察的細(xì)胞功能的講解，引導(dǎo)學(xué)生得出“細(xì)胞結(jié)構(gòu)決定其功能”這一結(jié)論;利用現(xiàn)代信息技術(shù)設(shè)計(jì)“物種進(jìn)化”模擬實(shí)驗(yàn)，并通過多媒體設(shè)備演示物種在進(jìn)化過程中周圍環(huán)境對(duì)其特征影響，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生形成“物競(jìng)天擇，優(yōu)勝劣汰”的觀念;同理也可利用現(xiàn)代信息技術(shù)構(gòu)建“血糖平衡及調(diào)節(jié)”和“光合作用測(cè)試”模擬實(shí)驗(yàn)，并通過多媒體體設(shè)備演示家兔血糖在胰島素和腎上腺素等藥物的影響下的變化和光合作用中物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)換，進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生形成“自我調(diào)節(jié)”和“物質(zhì)與能量互相轉(zhuǎn)換”的觀點(diǎn)。

2.提升理性思維能力

生物學(xué)科的理性思維能力包括批判性思維能力、推理演繹思維能力和模型建模思維能力，故在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)方案的不足之處，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑意識(shí)和能力，幫助其學(xué)會(huì)用批判的眼光看待生物學(xué)問題，如在完成“探究酶的專一性”實(shí)驗(yàn)后，根據(jù)“淀粉遇碘會(huì)變藍(lán)”這一特點(diǎn)向?qū)W生提出“是否能用碘液替代斐林試劑來驗(yàn)證唾液淀粉酶的專一性”，并引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這種方法只能驗(yàn)證淀粉的特性，而不能驗(yàn)證淀粉酶分解淀粉的特點(diǎn)，與該實(shí)驗(yàn)的目的不一致，故不能作為替代實(shí)驗(yàn)方案;引導(dǎo)學(xué)生通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出合理猜想，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想的正確性，鍛煉學(xué)生邏輯推理和實(shí)踐能力，如在“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原”實(shí)驗(yàn)結(jié)束后提出“用甘油或KNO3溶液替代蔗糖溶液會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成什么影響”這一問題，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)質(zhì)壁分離的一般原理做成合理猜想，然后再為學(xué)生提供甘油和KNO3溶液，讓其自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想是否正確;引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)模型建構(gòu)的方法，并運(yùn)用到實(shí)際建模中，提高學(xué)生的建模能力，如在“制作DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”實(shí)驗(yàn)中，教師僅提供五邊形、圓形、不同顏色長(zhǎng)方形的硬紙板和細(xì)鐵絲、訂書釘?shù)饶Ｐ土慵?，讓學(xué)生根據(jù)教材對(duì)DNA分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的描述自主組裝模型，最終在教師的引導(dǎo)下完成雙螺旋結(jié)構(gòu)模型。

3.訓(xùn)練科學(xué)探究能力

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中的探究性實(shí)驗(yàn)有利于培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)，鍛煉學(xué)生的科學(xué)探究能力，故在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)嘗試將驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究新實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)參與探究過程，如在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)前先讓學(xué)生思考“實(shí)驗(yàn)用雞血、兔血，還是羊血”這一問題，并引導(dǎo)學(xué)生通過分析禽類和哺乳類動(dòng)物血紅細(xì)胞結(jié)構(gòu)的差異性來探究該實(shí)驗(yàn)的選材原理;實(shí)驗(yàn)中提出“玻璃棒該如何攪拌”這一問題，并引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)DNA的鏈狀結(jié)構(gòu)探究該實(shí)驗(yàn)的操作原理。

4.培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些廢氣、廢液和廢料，對(duì)環(huán)境造成一定污染，故在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)積極滲透環(huán)保教育，精心挑選實(shí)驗(yàn)材料和試劑，精確計(jì)算用量，減少實(shí)驗(yàn)污染;科學(xué)處理實(shí)驗(yàn)廢物，甚至變廢為寶，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。如在“使用高倍顯微鏡觀察幾種細(xì)胞”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中選擇蘋果和白蘿卜等無污染材料;在“葉綠體中色素的提取與分離”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，用無水乙醇代替污染環(huán)境的丙酮來溶解色素;在“DNA的粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，精確計(jì)算實(shí)驗(yàn)所需二苯胺的量，避免剩余過多污染環(huán)境的二苯胺;在“觀察DNA、RNA在細(xì)胞中的分布”實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中，收集酸液用于洗滌實(shí)驗(yàn)儀器。

綜上所述，目前高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式存在課程安排不合理、教學(xué)方法陳舊和學(xué)生缺乏動(dòng)手能力等問題，不利于學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，通過構(gòu)筑生命觀念，提升理性思維能力，訓(xùn)練科學(xué)探究能力，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)，能夠有效落實(shí)生物學(xué)科核心素養(yǎng)。

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