摘 要：基于核心素養(yǎng)的高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)對生物實驗教學(xué)提出了更高要求，然而目前很少有實驗課程促進學(xué)生核心素養(yǎng)提升的研究。文章通過分析生物實驗教學(xué)中存在的問題，結(jié)合核心素養(yǎng)以及《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》提出了幾種改革生物實驗教學(xué)的方法，期望能為實驗教學(xué)質(zhì)量的提高、學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的提升提供參考。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生物實驗；核心素養(yǎng)；生物課程標(biāo)準(zhǔn)

作者簡介：劉軼，西南大學(xué)附屬中學(xué)校教師。（重慶 400700）

中圖分類號：G633.91 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-0568（2018）25-0119-03

2016年9月，《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》正式發(fā)布，所謂核心素養(yǎng)是學(xué)生應(yīng)具備的，能夠適應(yīng)終生發(fā)展和社會發(fā)展的必備品格和關(guān)鍵能力，發(fā)展核心素養(yǎng)將會成為未來教育的核心。在教學(xué)實踐中，將核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化為學(xué)科素養(yǎng)才能讓核心素養(yǎng)真正得以落實?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》便提出了生物學(xué)課程從生命觀念、理性思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任等方面發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

隨著《中國學(xué)生發(fā)展核心素養(yǎng)》和《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》的推行，生物學(xué)科教學(xué)發(fā)生著翻天覆地的變化，以學(xué)生為主體，激發(fā)學(xué)生主動參與教學(xué)活動，在新型教學(xué)資源與多種形式的課堂活動輔助下歷練學(xué)生動手實踐能力、探究能力、分析問題和解決問題的能力以及團隊協(xié)作能力，從而全面培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。實驗教學(xué)作為生物學(xué)科教學(xué)的重要組成部分是培養(yǎng)核心素養(yǎng)的重要途徑。然而，現(xiàn)階段生物實驗教學(xué)仍面臨諸多問題：學(xué)生對學(xué)科興趣不大，學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力不夠；學(xué)生對知識掌握不全面，仍然通過講、記、背的形式掌握理論知識；課本知識、考試知識掌握得較好，對于課外的知識了解太少，知識的應(yīng)用、理論聯(lián)系實際的能力欠缺；學(xué)生動手能力不強，對實驗設(shè)計、方法、步驟只知其然，不知其所以然，創(chuàng)新意識缺乏；教師在教學(xué)過程中過分看重實驗教學(xué)的應(yīng)試功能而忽略了實踐功能，課堂上忽視了學(xué)生的主體作用，導(dǎo)致學(xué)生的實踐能力和動手能力差，科學(xué)思維和實驗探究能力較弱。在這些問題的影響下，目前生物實驗課程教學(xué)效率不高，教學(xué)效果不佳。核心素養(yǎng)、新課標(biāo)甚至新高考都對生物實驗教學(xué)提出了更高的要求，故實驗課程改革與創(chuàng)新迫在眉睫。

在中學(xué)生物實驗教學(xué)中，教師應(yīng)明確學(xué)生的主體地位，設(shè)計豐富有趣的實驗內(nèi)容，讓學(xué)生主動思考、深入探究，在思考問題與解決問題中把握生物學(xué)科學(xué)習(xí)的真諦。同時，要創(chuàng)新學(xué)習(xí)形式與教學(xué)方法，培養(yǎng)學(xué)生的實踐運用能力，激活他們的創(chuàng)新思維。

一、創(chuàng)新教學(xué)形式，寓學(xué)于樂

創(chuàng)新學(xué)習(xí)形式是新課標(biāo)的要求，如何在實驗課程教學(xué)中達到這一效果呢？興趣是最好的老師，在實驗教學(xué)中可將實驗內(nèi)容趣味化、生活化，寓學(xué)于樂，以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增加學(xué)科樂趣，讓停留于教材的生物知識真正走進學(xué)生，讓枯燥無趣的實驗課變得多姿多彩。教師可帶領(lǐng)學(xué)生開展生物模型與標(biāo)本制作、植物敲拓染、人工琥珀制作等活動，開設(shè)精油提取、精油皂制作、酸奶制作、生態(tài)瓶制作等學(xué)生感興趣的實驗，讓學(xué)生真正參與到實驗中來，真正發(fā)揮學(xué)生的主體作用，讓他們在活動與實驗中體驗生物學(xué)科的樂趣，內(nèi)化生物學(xué)知識，進而培養(yǎng)生物學(xué)科核心素養(yǎng)。例如，生態(tài)瓶的制作能讓學(xué)生深入理解生態(tài)學(xué)知識，將人與自然、科學(xué)緊密聯(lián)系在一起，融入生態(tài)教育、生命教育。

此外，還可以改變教學(xué)模式來創(chuàng)新教學(xué)形式。翻轉(zhuǎn)課堂作為近年來興起的一種新型教學(xué)模式，是指重新調(diào)整課堂內(nèi)外的時間，將學(xué)習(xí)的決定權(quán)從教師轉(zhuǎn)移給學(xué)生。課前讓學(xué)生通過以教學(xué)視頻為主的教學(xué)資源實現(xiàn)知識的傳授，課上通過同學(xué)討論、個別化輔導(dǎo)、自主探究或者測驗題等方式完成知識的內(nèi)化的一種教學(xué)模式。利用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)勢，設(shè)計基于翻轉(zhuǎn)課堂的生物實驗教學(xué)模式。例如，將“練習(xí)使用顯微鏡”和“饅頭在口腔中的變化”兩節(jié)內(nèi)容分別作為驗證性實驗和探究性實驗的案例進行教學(xué)設(shè)計，能達到理論與實踐有機結(jié)合的效果，實驗教學(xué)方式新穎，學(xué)生參與度高，教學(xué)效果較佳。[1]

二、創(chuàng)新實驗材料、方法與實驗設(shè)計

創(chuàng)新力的提高是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的重要保障，而實驗是提高創(chuàng)新力的有效方式。實驗創(chuàng)新從核心素養(yǎng)的角度來看，能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和科學(xué)素養(yǎng)。從學(xué)生的終生發(fā)展而言，能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新潛能，引導(dǎo)學(xué)生思考，促進學(xué)生個性和諧發(fā)展；從學(xué)科教學(xué)而言，可以提高學(xué)生的參與度，提高實驗教學(xué)的有效性。在生物實驗開展中，可從以下方面進行創(chuàng)新：

1. 實驗材料創(chuàng)新?！叭~綠體中色素的提取和分離”實驗分為提取和分離兩個過程，提取材料為菠菜，根據(jù)實際情況可用生菜、韭菜等鮮嫩綠色較深的植物材料代替。分離過程中濾紙條放入試管中容易接觸到試管壁上的層析液，可以將試管換為小燒杯，底部放適量層析液，將高于燒杯的濾紙條頂部折彎掛在燒杯上稍微傾斜即可。同時，實驗材料可以利用身邊的資源，就地取材。例如，在“綠葉在光下制造有機物”實驗中，所用到的天竺葵并非所有地方都有，可使用常見的酢醬草或蔓花生等野生小植株替代天竺葵，效果良好；在“觀察小魚尾鰭血液流動現(xiàn)象”時，可使用常見的蝌蚪替代小魚，就地取材，方便適合并節(jié)約購買經(jīng)費。[2]

2. 實驗方法創(chuàng)新。教材上的有些實驗過程緩慢、耗時長，且實驗效果不佳，可以通過一定手段對其進行適當(dāng)改進與創(chuàng)新，提高實驗效率。用料理機或打漿機替代人工研磨、用恒溫可調(diào)節(jié)水浴鍋代替酒精燈進行水浴加熱。

借助新技術(shù)對傳統(tǒng)實驗進行創(chuàng)新，例如，利用傳感器開展生物學(xué)實驗，可將實驗中不可見的現(xiàn)象成為可見，把難以測定的數(shù)據(jù)變得方便測定，還能實時采集實驗數(shù)據(jù)，展現(xiàn)生命現(xiàn)象的動態(tài)過程，且用傳感器測得的數(shù)據(jù)較精確，靈敏度高，能捕捉到微弱的變化。[3]目前傳感器已被用于“探究生物的呼吸方式”“生物體維持PH穩(wěn)定的機制”“環(huán)境因素對光合作用強度的影響”[4]等實驗。又如，對于顯微鏡觀察類實驗可借助于顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)。通過顯微數(shù)碼互動系統(tǒng)，教師能在終端計算機中看到每組學(xué)生的操作情況，并及時對學(xué)生進行指導(dǎo)。而且利用配套操作軟件能將事先準(zhǔn)備好的顯微形態(tài)結(jié)構(gòu)、生命活動等進行數(shù)碼攝像，儲存于計算機內(nèi)，待需要時通過多媒體投影到學(xué)生課堂銀幕上或每組學(xué)生的計算機終端上。

3. 實驗設(shè)計創(chuàng)新。探究性實驗較驗證性實驗更能培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，教師在教學(xué)過程中可對課本實驗進行創(chuàng)新，將驗證性實驗改為探究性實驗。例如。將檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的實驗融入種子萌發(fā)的過程中，在學(xué)生掌握理論知識的基礎(chǔ)上，帶領(lǐng)學(xué)生鑒定種子萌發(fā)過程中不同階段的有機物，讓學(xué)生通過顏色的深淺判斷出種子萌發(fā)過程中糖類、脂肪、蛋白的變化趨勢。這種實驗設(shè)計能讓學(xué)生對糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定及種子萌發(fā)過程的理解更深入。又如，將驗證性實驗“唾液淀粉酶對淀粉的分解作用”變?yōu)樘骄啃詫嶒灐疤骄客僖旱矸勖笇Φ矸酆驼崽堑乃狻保哺淖兞藢嶒灲虒W(xué)模式，改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式。[5]此外，教師還可讓學(xué)生對教材實驗進行探究。如“綠葉中色素的提取和分離”實驗中可引導(dǎo)學(xué)生對色素提取方法改進進行探究。[6]教材實驗的創(chuàng)新設(shè)計既能增強學(xué)生對學(xué)科知識的理解，也提升了學(xué)生分析問題、設(shè)計實驗的能力。

三、拓展實驗寬度，豐富實驗課程

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（征求意見稿）》對生物學(xué)科教學(xué)內(nèi)容作了較大幅度的調(diào)整，教學(xué)內(nèi)容少而精。課程是教學(xué)的生命，生物實驗課程豐富，開設(shè)有必修與選修課程。其中，必修主要是課本實驗，選修實驗可設(shè)置成進階式的課程，包含興趣課程、拓展課程、專業(yè)實驗課程。興趣課程開設(shè)諸如精油提取、精油皂與精油潤唇膏制作、酸奶制作、植物敲拓染等課程；拓展課程主要是結(jié)合教材知識點開設(shè)新的實驗內(nèi)容，如植物向性運動的實驗設(shè)計，可以要求學(xué)生不局限于課本上的實驗材料和用品，自己選擇合適的實驗材料和用品開展實驗；專業(yè)實驗課程主要是讓學(xué)生掌握植物組織培養(yǎng)、微生物的培養(yǎng)與分離、微生物鑒定、凝膠電泳、基因擴增、分子雜交等實驗技術(shù)。多元化的課程設(shè)計，讓學(xué)生在掌握課本知識的基礎(chǔ)上，更深入掌握科學(xué)研究的思路與方法，有利于學(xué)生的終生發(fā)展。

四、增加實驗深度，引導(dǎo)學(xué)生開展課題研究

實驗探究既是生物學(xué)科核心素養(yǎng)的內(nèi)在要素，又是綜合培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)的一種有效方法。如果生物實驗僅限于教材中的內(nèi)容，就不能達到新課標(biāo)的要求，所以，生物實驗教師除了完成常規(guī)實驗課程，還需引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，在課余時間進行實驗探究、課題研究，讓學(xué)生通過實驗更深刻地理解專業(yè)知識。通過此種形式培養(yǎng)學(xué)生提出問題、解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、合作意識、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度。對于課題方向的選擇，我們可以從日常生活中與生物學(xué)相關(guān)的問題入手，如環(huán)境保護、食品營養(yǎng)與安全、社會倫理、醫(yī)藥衛(wèi)生等，這些研究內(nèi)容能充分體現(xiàn)生物學(xué)科核心素養(yǎng)的社會責(zé)任。

生物實驗教學(xué)是培養(yǎng)學(xué)生能力的重要途徑，既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，鞏固理論知識，又能培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手操作能力、科學(xué)探究與創(chuàng)新能力。在新時代背景下，教師在日常教學(xué)中要善于挖掘能培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的實驗，開發(fā)相關(guān)課程與活動，促進學(xué)生綜合素質(zhì)的提升，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)，促進學(xué)生全面發(fā)展。

參考文獻：

[1] 李響.翻轉(zhuǎn)課堂在初中生物實驗教學(xué)的應(yīng)用研究[D].河北：河北師范大學(xué)， 2016.

[2] 謝婕， 吳松斌， 陳佳敏. 中學(xué)生物實驗存在的問題及改進原則[J].廣東第二師范學(xué)院學(xué)報，2016，36，（5）：108-111.

[3] 黃婷.使用PASPORT傳感器探究“生物體維持pH穩(wěn)定的機制”[J].中學(xué)生物教學(xué)， 2007，（6）： 60-61.

[4] 李樂峰， 丁元元. 用氧氣傳感器進行“光合作用釋放氧氣”實驗教學(xué)的探索[J].中學(xué)生物 教學(xué)，2015，（11）：50-51.

[5] 張淑偉.高中生物實驗創(chuàng)新研究[D].陜西：陜西師范大學(xué)，2013.

[6] 郭琪琦.基于核心素養(yǎng)的中學(xué)生物實驗創(chuàng)新趨勢[J].中學(xué)生物教學(xué)，2017，（7）：11-13.

責(zé)任編輯 黃 晶