王國青

（甘肅省武威第八中學(xué)，甘肅武威 733000）

生物作為一門自然科學(xué)，建立在實驗基礎(chǔ)之上。生物實驗不僅僅是推動生物學(xué)發(fā)展的主要動力，也是強化生物課堂教學(xué)效果，促進生物核心素養(yǎng)落實的關(guān)鍵?？梢哉f，在新課程背景下，生物實驗教學(xué)成為課堂教學(xué)的重中之重，承擔(dān)著知識、能力、思維發(fā)展等多重任務(wù)。結(jié)合高中生物實驗教學(xué)現(xiàn)狀，受到應(yīng)試教學(xué)觀念的束縛，實驗教學(xué)不僅沒有受到應(yīng)有的重視，其教學(xué)效果也不盡如人意，難以達到既定的實驗教學(xué)目標(biāo)。基于此，必須要指向高中生物核心素養(yǎng)的內(nèi)容，圍繞“科學(xué)探究素養(yǎng)”優(yōu)化實驗教學(xué)方案，引導(dǎo)學(xué)生在“樂于探究、勇于實驗、勤于思考”的實驗學(xué)習(xí)中，循序漸進地提升自身的科學(xué)探究能力。

一、高中生物實驗教學(xué)現(xiàn)狀分析

《高中生物新課程標(biāo)準》的提出，明確了高中生物課堂教學(xué)的方向，也對實驗教學(xué)提出了更高的要求。但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，受到多種因素的制約，高中生物實驗教學(xué)中依然存在諸多問題。

第一，生物實驗與課堂教學(xué)比例失衡。生物雖然是高考中非常重要的一門課程，但就當(dāng)前高中學(xué)校的課程安排來說，生物課時相對比較少，明顯少于其他科目。在這種情況下，高中生物教學(xué)中出現(xiàn)了嚴重的矛盾，有限的課時難以滿足繁重的教學(xué)任務(wù)。如此，生物教師常常將重點和主要精力都集中在理論知識傳授中，留給生物實驗學(xué)習(xí)的時間少之又少。在這一現(xiàn)狀下嚴重制約了生物實驗教學(xué)的開展，嚴重制約了生物實驗教學(xué)效果。

第二，實驗教學(xué)中無法調(diào)動學(xué)生主觀能動性。新課程改革背景下，要求教師從課堂主導(dǎo)者的角色中解放出來，尊重學(xué)生的課堂主體地位，結(jié)合學(xué)生的知識掌握情況、學(xué)習(xí)需求等，優(yōu)化課堂教學(xué)方案，旨在調(diào)動學(xué)生的主觀能動性。但就當(dāng)前高中生物實驗教學(xué)實際情況來說，由于生物教師長期束縛在“以考試為導(dǎo)向”的教學(xué)觀念中，在生物實驗課堂上，教師常常以自我為中心進行實驗演示，即：按照現(xiàn)行生物教材中的內(nèi)容，結(jié)合教材上規(guī)定的實驗步驟，按部就班地進行驗證。同時，教師一邊操作，一邊講解實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果、實驗操作中注意事項等。在這種演示實驗教學(xué)中，學(xué)生主觀能動性難以被激活，甚至導(dǎo)致其在實驗學(xué)習(xí)中出現(xiàn)了開小差、思想不集中等現(xiàn)象。

第三，生物實驗教學(xué)開展形式單一?；谏飳W(xué)科素養(yǎng)下的要求，重視并優(yōu)化生物實驗教學(xué)不僅豐富和拓展了生物教學(xué)內(nèi)容，也促使學(xué)生在生物實驗學(xué)習(xí)中感悟到生物知識的魅力，并在實驗操作中強化了自身的觀察能力、探究能力、問題思考和分析能力等，并逐漸形成了科學(xué)的態(tài)度。但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前生物教師并未意識到生物實驗教學(xué)的重要性，沒有花費大量的時間和精力參與到生物實驗教學(xué)方案的研究中，針對任務(wù)驅(qū)動、問題情境、合作探究等新型的實驗教學(xué)模式應(yīng)用不夠，致使生物實驗教學(xué)枯燥無味，嚴重制約了生物實驗教學(xué)質(zhì)量。

第四，外部條件難以得到保障。生物探究式實驗對外部實驗條件、教師的專業(yè)能力要求相對比較高。但在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，多數(shù)學(xué)校尚不具備這一條件：一方面，基于探究式實驗教學(xué)的內(nèi)涵，學(xué)生在開展實驗之前必須要查閱大量的資料、信息等，但多數(shù)學(xué)校并未設(shè)計相應(yīng)的圖書館、電子閱覽室等，甚至連基本的生物實驗設(shè)備都不足，嚴重制約了探究式生物實驗的順利開展；另一方面，部分生物教師對生物核心素養(yǎng)的理解不夠全面、深刻，對探究式生物實驗開展流程不夠熟悉。在這種情況下，教師在指導(dǎo)學(xué)生進行探究式生物實驗時依然存在諸多問題，即依舊按照死記硬背的方式進行、放任學(xué)生自行實驗、對學(xué)生干涉或者指導(dǎo)過多，致使探究實驗教學(xué)流于形式。

二、高中生物實驗教學(xué)中培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的有效策略

（一）積極開發(fā)多種實驗資源

基于生物學(xué)科的特點，為了在實驗中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，必須要在傳統(tǒng)實驗教學(xué)的基礎(chǔ)上積極拓展多種實驗資源。而要實現(xiàn)這一點，必須要以生物實驗內(nèi)容為中心，結(jié)合高中階段學(xué)生的生物知識掌握情況、認知發(fā)展區(qū)等，在現(xiàn)有的生物實驗教學(xué)資源上進行拓展和延伸，以豐富、拓展高中生物實驗資源，最終達到既定的教學(xué)目標(biāo)。

一方面，開發(fā)教材中蘊含的實驗資源?，F(xiàn)行生物教材中含有大量的實驗資源，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究素養(yǎng)的關(guān)鍵。但在現(xiàn)行的生物教材中，由于實驗內(nèi)容基本上都給出了明確的實驗原理和實驗步驟，阻滯了學(xué)生的探究?；诖耍處熆蓪嶒炘磉M行改進，將固定的生物實驗進行改變，使其逐漸成為開放性的生物實驗，旨在發(fā)展學(xué)生的探究素養(yǎng)；還可對現(xiàn)行生物實驗中所用的材料進行改進、完善，或者引導(dǎo)學(xué)生以實際生活出發(fā)，從中搜集生活化的生物實驗資源，以便于更好地開展生物實驗。

例如，在“利用廢舊物品制作生物模型”的生物實驗教學(xué)中，為了拓展實驗資源，教師可指導(dǎo)學(xué)生從生活中搜集相關(guān)的實驗材料，并按照生物實驗具體要求，將其設(shè)計為生物模型。如此，有效地拓展了生物實驗資源，促使學(xué)生在實驗探究的過程中提升自身的科學(xué)探究素養(yǎng)。

另一方面，生物教師在拓展實驗資源時，還應(yīng)堅持“就地取材、因地制宜”的原則，結(jié)合學(xué)校所在地區(qū)的實際情況，積極開發(fā)一些校本生物實驗課程，將其作為生物實驗資源。例如，在“用樣方法調(diào)查種群密度”等類型的生物實驗中，就無須局限于教材的限制。教師可帶領(lǐng)學(xué)生走出課堂，走進學(xué)校所在地區(qū)的牧場、田園，使其在具有當(dāng)?shù)靥厣男１緦嶒炚n程中獲得相關(guān)的生物知識，培養(yǎng)學(xué)生生物核心素養(yǎng)。另外，生物實驗校本課程也給學(xué)生提供了接觸社會的機會，使得學(xué)生在“理論聯(lián)系實際”的實驗學(xué)習(xí)中發(fā)展了自身的科學(xué)素養(yǎng)。

（二）聯(lián)系生活創(chuàng)設(shè)問題情境

動機源于興趣，唯有喚醒學(xué)生潛在的動機，使其產(chǎn)生探究的欲望，才能將學(xué)生從被動的學(xué)習(xí)狀態(tài)下解放出來，進而以積極主動的狀態(tài)參與到生物知識的思考、探究學(xué)習(xí)中，最終在探究中培養(yǎng)和發(fā)展自身的科學(xué)思維能力。而要實現(xiàn)這一目標(biāo)，高中生物教師在優(yōu)化實驗教學(xué)時，就可結(jié)合實驗教學(xué)的內(nèi)容以及高中階段學(xué)生的特點，預(yù)設(shè)一個問題情境，以便于學(xué)生在特定的情境中積極主動地參與到生物實驗探究中。

例如，在“植物細胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離的復(fù)原”實驗教學(xué)中，為了促使學(xué)生在實驗學(xué)習(xí)中發(fā)展自身的科學(xué)素養(yǎng)，教師可聯(lián)系學(xué)生日常生活中常見的“糖漬西紅柿、醋拌黃瓜時常常水分滲出，而灑水則能保持蔬菜的新鮮”等現(xiàn)象，給學(xué)生創(chuàng)設(shè)具體的探究情境。接著，教師在情境的結(jié)，設(shè)計出一系列的問題：植物細胞在什么條件下會出現(xiàn)吸水、失水的現(xiàn)象？植物細胞吸水、失水的多少與什么因素相關(guān)？對植物細胞壁是否對水分進出有影響進行探究？在生物實驗中如何才能保障植物細胞發(fā)生質(zhì)壁分離后又能出現(xiàn)復(fù)原的現(xiàn)象？如何才能清晰地觀察到這一現(xiàn)象？如何對植物細胞細胞液的濃度范圍進行測定？接著，教師要充分發(fā)揮“引導(dǎo)者、指路人”的角色，引導(dǎo)學(xué)生在特定的問題情境中展開探究思考，最終促使學(xué)生在實驗探究中循序漸進地提升自身的科學(xué)素養(yǎng)。

（三）巧設(shè)實驗探究問題串

新課程背景下，“自主化”實驗教學(xué)模式逐漸走進課堂，成為當(dāng)前高中實驗教學(xué)的主流。與傳統(tǒng)的“被動式”實驗學(xué)習(xí)模式相比，“自主化”的探究式實驗?zāi)Ｊ侥軌蜃畲笙薅葐拘迅咧猩纳飳嶒炁d趣，也促使學(xué)生在經(jīng)歷實驗探究的過程中，在觀察、思考和分析中，完成生物知識的深度理解。同時，觀察、思考和分析過程也是學(xué)生思維活動的過程，可有效拓展學(xué)生的思維，使其逐漸形成科學(xué)思維。而要實現(xiàn)這一點，高中生物教師還應(yīng)指向生物核心素養(yǎng)的內(nèi)容，結(jié)合實驗教學(xué)內(nèi)容，立足于高中生的認知特點等設(shè)計出具有層次性、遞進性的實驗問題，引導(dǎo)學(xué)生圍繞問題進行實驗探究。

例如，在“觀察蝗蟲精母細胞減數(shù)分裂永久裝片”的生物實驗中，為了促進生物核心素養(yǎng)的有效落實，教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的實驗教學(xué)模式，結(jié)合實驗內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生調(diào)整好顯微鏡，并將研究對象固定在裝片上，最后置于顯微鏡的載物臺上，為生物實驗做好充足的準備。之后，教師按照問題設(shè)計的原則，給學(xué)生設(shè)計出具有探究性、啟發(fā)性的問題，即：在有絲分裂實驗過程中，蝗蟲精母細胞中染色體的數(shù)目有可能是多少？在這一生物實驗中，借助肉眼判斷，如何確定是減數(shù)第一次還是第二次分裂？在不同的分裂期間，中期細胞中的染色體會出現(xiàn)什么樣的特點？接著，利用問題的驅(qū)動引導(dǎo)學(xué)生開展生物實驗，并對實驗過程中的現(xiàn)象進行觀察、思考。待到實驗結(jié)束之后，教師結(jié)合實驗結(jié)果，引導(dǎo)學(xué)生思考“要想對植物細胞的減數(shù)分裂現(xiàn)象進行詳細的觀察，應(yīng)該選擇哪一個部位進行實驗和觀察？”如此，結(jié)合實驗中問題的驅(qū)動，學(xué)生不僅對所學(xué)的知識、整個實驗過程進行了回顧，也在思考中鍛煉了學(xué)生的發(fā)散思維能力，真正促進了學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。

（四）合作探究強化實驗教學(xué)

新課程背景下，合作教學(xué)模式應(yīng)運而生，并在課堂教學(xué)中得到了廣泛應(yīng)用。與傳統(tǒng)的“單打獨斗”學(xué)習(xí)模式相比，合作學(xué)習(xí)屬于一種協(xié)作學(xué)習(xí)模式，學(xué)生可在群策群力的學(xué)習(xí)過程中對生物知識形成深刻的理解。同時，學(xué)生在小組交流、討論的過程中，也促使其產(chǎn)生思維碰撞，拓展了思維的深度和廣度，促進了科學(xué)思維的發(fā)展。生物實驗并非一項簡單的學(xué)習(xí)內(nèi)容，其中涵蓋了復(fù)雜的實驗步驟、材料選擇、實驗觀察、實驗推理和總結(jié)等。此時，單純依靠一個學(xué)生的力量很難完成整個實驗活動。面對這一現(xiàn)狀，高中生物教師在優(yōu)化實驗教學(xué)、強化學(xué)生科學(xué)思維時，就應(yīng)指向生物核心素養(yǎng)的內(nèi)容、高中學(xué)生的身心發(fā)展特點等靈活開展合作探究，將多人智慧凝聚起來，以便于生物實驗的高效開展。

例如，在“綠葉中色素的提取和分離”實驗教學(xué)中，由于在整個實驗探究過程中包含了幾個色素的提取?；诖?，教師可將全班學(xué)生劃分為幾個實驗小組，明確每一個小組成員的職責(zé)，確定好實驗過程中所需的用具、步驟等。在整個實驗過程中，有的學(xué)生專門負責(zé)準備實驗用具，有的學(xué)生負責(zé)記錄實驗過程，有的學(xué)生負責(zé)實驗總結(jié)等。如此，在團隊協(xié)作的探究學(xué)習(xí)中，強化了學(xué)生的觀察能力、推理能力、團結(jié)能力等，促進了科學(xué)素養(yǎng)的發(fā)展。

（五）實驗拓展作業(yè)強化科學(xué)探究素養(yǎng)

在生物實驗教學(xué)中，無論是驗證性實驗還是探究性的生物實驗，實驗結(jié)束并非意味著整個實驗活動的結(jié)束。因此，為了強化學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，教師在完成實驗教學(xué)之后，還必須要從實驗中挖掘一些值得探究的問題，將其作為實驗課后的拓展性作業(yè)，以便于學(xué)生在課下反思、討論等。

例如，在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”生物實驗之后，為了強化學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)，教師可給學(xué)生設(shè)計一個思考問題：“如何對尿液中是否含有葡萄糖進行檢測？糖尿病患者都是借助糖尿試紙對自己的尿糖情況進行檢測，其作用原理是什么？”再比如，在完成“綠葉色素的提取和分離”生物實驗之后，教師又給學(xué)生設(shè)計了一個探究性的拓展問題，即：“在整個實驗過程中雖然選取的菠菜都是新鮮的，但取得的色素顏色卻深淺不一。分析其產(chǎn)生的原因，并做出假設(shè)，設(shè)計出相應(yīng)的實驗進行探究”。如此一來，不僅對生物實驗進行了拓展，使得驗證性的生物實驗拓展成為探究性實驗，真正促使學(xué)生在實驗探究中發(fā)現(xiàn)了自身的科學(xué)探究素養(yǎng)。需要說明的是，教師在設(shè)計實驗拓展作業(yè)時，必須要做好充分的準備工作，結(jié)合實驗教學(xué)的實際情況以及學(xué)生之間存在的差異性，多設(shè)計出幾個探究方案，以便于所有學(xué)生都能參與到實驗拓展作業(yè)的學(xué)習(xí)中。

三、結(jié)語

綜上所述，新課程改革背景下，傳統(tǒng)生物實驗教學(xué)模式弊端日益暴露，難以滿足新課改下生物核心素養(yǎng)的要求。基于此，唯有立足于當(dāng)前高中生物實驗教學(xué)中存在的諸多問題，摒棄滯后的教學(xué)觀念，開發(fā)多種實驗教學(xué)資源、創(chuàng)設(shè)生活情境、依托實驗問題串、合作探究、設(shè)計實驗拓展性作業(yè)、緊密結(jié)合實際生活等，才能引導(dǎo)學(xué)生在生物實驗探究中發(fā)展科學(xué)思維能力。