史喆

摘要：生物教學(xué)改革的核心內(nèi)容是核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，而生物實驗是核心素養(yǎng)培養(yǎng)的重要載體。實驗教學(xué)的開展，對于培養(yǎng)學(xué)生的“生物科學(xué)素養(yǎng)” ，促進學(xué)生“關(guān)鍵能力”的發(fā)展具有積極地意義。在高中生物實驗教學(xué)中，教師要明確核心素養(yǎng)對于生物實驗教學(xué)的重要意義，通過整合課程，搭建明確的課程體系，有意識地將核心素養(yǎng)理念融入實驗教學(xué)，促使高中生物實驗教學(xué)的改革發(fā)展。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中生物;實驗教學(xué)

中圖分類號：G633.91文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1992-7711（2021）29-0039

一、高中生物實驗教學(xué)的重要意義

生物學(xué)科作為自然科學(xué)中的一員，實驗是其實踐基礎(chǔ)。因此， 生物實驗教學(xué)在高中生物教學(xué)中具有重要地位。蘇霍姆林斯基說過：“人的心靈深處有一種根深蒂固的需要，就是希望自己是一個發(fā)現(xiàn)者、研究者、探究者。”[1]通過在實驗過程中對學(xué)生做好適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)，可加深學(xué)生對生物知識的理解和掌握程度。在實驗過程中用對話的方式引導(dǎo)學(xué)生，可以讓學(xué)生體驗科學(xué)家處理問題的方式和研究問題的方法，在此過程中了解科學(xué)研究一般方法，領(lǐng)悟科學(xué)觀念，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。布魯納強調(diào)，學(xué)生主動思考和探索求知，才能最終達(dá)到對所學(xué)知識的理解和掌握。因而，實驗教學(xué)中，教師應(yīng)有意識地提升學(xué)生理性思維能力，培養(yǎng)學(xué)生積極主動求證的科學(xué)精神。

二、新時期高中生物實驗教學(xué)的課程改革

隨著時代發(fā)展，國際競爭日趨激烈，社會對人的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力提出了更高層次的要求，教育將面臨更大的挑戰(zhàn)。為了適應(yīng)新形勢的發(fā)展，2014年3月份，教育部下發(fā)了《關(guān)于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務(wù)的意見》。文中“核心素養(yǎng)體系”被置于深化課程改革、落實立德樹人目標(biāo)的基礎(chǔ)地位，成為下一步深化工作的“關(guān)鍵”因素。什么是核心素養(yǎng)？杭州師范大學(xué)教育科學(xué)研究院院長張華教授認(rèn)為，核心素養(yǎng)不是只適用于特定情境、特定學(xué)科或特定人群的特殊素養(yǎng)，而是適用于一切情境和所有人的普遍素養(yǎng)，這就是“核心”的含義。[2]

學(xué)生核心素養(yǎng)與學(xué)科素養(yǎng)之間的關(guān)系是全局與局部、共性與特性、抽象與具象的關(guān)系。北京師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院劉恩山教授認(rèn)為，學(xué)科素養(yǎng)和核心素養(yǎng)是相輔相成的，核心素養(yǎng)的落實會強化學(xué)科素養(yǎng)，學(xué)科素養(yǎng)又為核心素養(yǎng)的學(xué)習(xí)提供了一個平臺。[3]《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：“高中生物的教學(xué)應(yīng)當(dāng)面向全體學(xué)生，通過探究性學(xué)習(xí)、生活化學(xué)習(xí)理念的引入，促進學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)的提升?！毙碌恼n程改革要求教師轉(zhuǎn)變教育理念，通過培養(yǎng)學(xué)生“生物科學(xué)素養(yǎng)” ，提升學(xué)生“關(guān)鍵能力”。

三、基于核心素養(yǎng)的高中生物實驗教學(xué)的具體實施

1.小組互助學(xué)習(xí)對于生物實驗教學(xué)的重要意義

有的生物實驗要耗費大量時間、實驗操作也比較復(fù)雜，學(xué)生實驗成功率往往不是很高。通過分組式互助學(xué)習(xí)，可以大大縮短實驗時間，提高學(xué)習(xí)效率。以小組為學(xué)習(xí)和研究的單位，增強了學(xué)生的團隊合作意識;學(xué)生通過組內(nèi)交流和組間的交流，促進其語言素養(yǎng)或數(shù)學(xué)素養(yǎng)的提升。

2.引導(dǎo)學(xué)生進行實驗探究，強化實驗創(chuàng)新意識

當(dāng)前高中生物學(xué)實驗教學(xué)中存在中諸多問題：教師在授課方式上采取單向呈現(xiàn)的方式，沒有考慮到自主探究學(xué)習(xí)對學(xué)生自主構(gòu)建知識的重要性;學(xué)生也習(xí)慣于這種灌輸式的教學(xué)，在學(xué)習(xí)過程中主動思考、主動學(xué)習(xí)積極性不高，對于課本內(nèi)容只是簡單的機械模仿和記憶，這樣的學(xué)習(xí)方式其效率不高。因此在對于一些生物核心知識隨著時間的延長變化逐漸遺忘，難以留下深刻印象。長期的自主探究以及獨立思考的缺位，必然使得學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題并解決問題意識的淡薄，對于學(xué)生的全面發(fā)展產(chǎn)生不利影響。因此，教師在備課過程中要對教材內(nèi)容進行深層次的挖掘，立足于課本而又高于課本，通過課本內(nèi)容整合，促使學(xué)生由被動接受轉(zhuǎn)向自主實驗探究，使得創(chuàng)新意識不斷得到強化，從而養(yǎng)成、提升核心素養(yǎng)。以“植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原”實驗為例，教師可以將學(xué)生分成不同的學(xué)習(xí)小組，展開自主式探究學(xué)習(xí)，通過小組成員交流設(shè)計實驗步驟，根據(jù)實驗設(shè)計準(zhǔn)備好相關(guān)的實驗用品與儀器。為了使實驗探究落到實處而不是流于形式，筆者設(shè)計了若干個問題：能否把洋蔥外表皮細(xì)胞用其他植物外表皮細(xì)胞代替，這樣會不會對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響;為什么選擇洋蔥的紫色部分做實驗，可能的原因是什么;將蔗糖溶液替換成其他試劑是否可以。在這些問題的引導(dǎo)下，激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，通過積極地思考和組內(nèi)的深入討論交流，最終設(shè)計了實驗方案，通過實驗驗證，上述問題得到一一解決。

3.借助經(jīng)典實驗，提升學(xué)生科學(xué)探究能力

通過對經(jīng)典的生物實驗的學(xué)習(xí)，可以讓學(xué)生感受科學(xué)家思考問題的思維方式，體驗一個“發(fā)現(xiàn)問題”的過程，去感悟和理解知識是如何發(fā)生的、如何一步步發(fā)展及最終如何形成的過程，在這個過程中去理解什么是科學(xué)的本質(zhì)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒灧椒ǎw會科學(xué)家獻身科學(xué)的精神。

如學(xué)習(xí)光合作用時，可重溫薩克斯的經(jīng)典實驗。思考薩克斯的實驗假設(shè)，還要感悟薩克斯在設(shè)計實驗時是基于什么樣的考量：將選用的植株暗處理一晝夜的原因是什么;怎樣對葉片進行遮光處理;本實驗的變量有哪些;為什么用酒精處理。通過對這些問題的思考，培養(yǎng)學(xué)生的批判質(zhì)疑能力，發(fā)展學(xué)生理性思維能力。

又如講解“遺傳物質(zhì)的探索歷程”時，教師可先介紹“格里菲斯實驗”。格里菲斯以 R 型細(xì)菌和 S 型細(xì)菌、小鼠作為實驗材料， 通過對小鼠進行不同的處理設(shè)計了四組互為對照的實驗組

學(xué)生通過對實驗現(xiàn)象的分析得出格里菲斯的推論。通過呈現(xiàn)艾弗里等人對 S 型細(xì)菌中的物質(zhì)進行提純和鑒定的工作， 引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)思考：是什么物質(zhì)實現(xiàn)了這種轉(zhuǎn)化。在學(xué)生積極主動參與探究的基礎(chǔ)上，教師講述艾弗里在實驗過程中所用的主要技術(shù)手段（細(xì)菌培養(yǎng)技術(shù)、DNA 及蛋白質(zhì)的提純及鑒定等） ，從而說明技術(shù)手段是取得科學(xué)成果的保障，反過來技術(shù)的向前發(fā)展又以科學(xué)原理為基礎(chǔ)。最后借助多媒體，給學(xué)生展示噬菌體侵染細(xì)菌的實驗，總結(jié)出實驗的核心問題是分離 DNA 和蛋白質(zhì)。上述教學(xué)中， 通過借鑒科學(xué)家的經(jīng)典實驗，學(xué)生主動參與到實驗設(shè)計與操作的工作中去，使得其科學(xué)探究能力得到不斷地提升。

4.滲透 STSE 教育，提升學(xué)生社會責(zé)任意識

STSE 是科學(xué)（ Science） ，技術(shù)（Technology） ，社會（Society） ，環(huán)境（Environment）的英文縮寫。STSE 教育思想是對 STS 的延伸， 因為由于在發(fā)展科技，生產(chǎn)的同時，保護人類賴以生存的環(huán)境已成為當(dāng)今的社會可持續(xù)發(fā)展的重大課題，環(huán)境（ Environment）教育是公民科學(xué)素養(yǎng)教育的重要組成方面。如在講解“酸性乙醇與重鉻酸鉀溶液的反應(yīng)”時，教師問：“在無氧條件或氧氣不足的情況下，酵母菌在代謝的過程中代謝產(chǎn)物為乙醇（C2H5OH） ，可以通過乙醇與酸性重鉻酸鉀溶液反應(yīng)時的顏色變化來加以驗證?！倍@一實驗原理在日常生活中有哪些應(yīng)用？成功引起學(xué)生的注意后，教師可以介紹交警用酒精測試儀測試駕駛員是否飲酒的原理，培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任意識，珍愛自己及他人生命、拒絕酒駕。同時還可以進一步提出問題：由于酵母菌是一種兼性厭氧菌，在果酒的釀造過程中，釀酒的條件要怎樣控制。通過這些實驗教學(xué)，使得學(xué)生對呼吸作用的概念原理及生物知識在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用的理解程度加深。

參考文獻：

1 B. A.蘇霍姆林斯基：《給教師的建議》[M].北京：教育科學(xué)出版社，1984：15-18

2柳夕浪.從素質(zhì)到核心素養(yǎng)—關(guān)于“培養(yǎng)什么樣人”的進一步追問[J].教育科學(xué)研究，2014（3）：5-11

3施久銘.什么是核心素養(yǎng)-為了培養(yǎng)全面發(fā)展的人[J].人民教育，2014（10）：13-15.

（作者單位：安徽省合肥市合肥八中230071）