侯宇榮

摘 要：生物學是一門實驗科學。在高中階段，實驗教學應該作為核心教學內容，重視培養(yǎng)學生的實驗素養(yǎng)。本文從發(fā)展學生的核心素養(yǎng)角度出發(fā)，以“分子與細胞”等內容為研究對象，對于在高中生物實驗教學中如何開展小型實驗活動，提升學生的實驗操作能力等問題進行了分析。

關鍵詞：高中生物;實驗教學;核心素養(yǎng);學生發(fā)展

所謂生物學核心素養(yǎng)，指的是對生物學核心內容的掌握和應用情況，以及提升自身科學素養(yǎng)的能力。具體來說，核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任。受到應試教育體制的制約，當前我國高中生物實驗活動還普遍存在不足，尤其是在一些縣城鄉(xiāng)鎮(zhèn)高中，學生很少有機會能夠接觸實驗，這偏離了高中生物教學主要應以實驗形式進行的課程要求。即使開展實驗課程，學生一般是被動參與實驗，獨立動手操作的能力較差，缺乏科學素養(yǎng)和解決問題的能力。為了發(fā)展生物學核心素養(yǎng)，培養(yǎng)生物學專業(yè)的創(chuàng)新型人才，提升學生的實驗能力，對高中生物實驗教學進行改革就至關重要。

一、高中生物實驗教學中發(fā)展學生核心素養(yǎng)的價值

（一）發(fā)展生物學實驗核心素養(yǎng)是新課標的要求

2017年新課標明確提出實驗是生物學課程的基石，并將生物學核心素養(yǎng)劃分為生命觀念、科學思維、科學探究以及社會責任等4個部分。具體來說，通過這4個部分的培養(yǎng)，學生們能夠利用生物學知識正確認識世界和生命，如在學習“分子與細胞”的過程中，學生能夠對生命由來等觀念有所認識，運用科學思維，通過科學探究的方法來解決實際生物問題。能夠根據(jù)所學的知識進行相關的細胞實驗，并且承擔和生物學相關的社會責任，比如能夠堅守生物倫理道德，拒絕人體基因改造等違背倫理行為。而學生的核心素養(yǎng)一定是在大量實驗和解決問題的基礎上發(fā)展起來的，而非在傳統(tǒng)應試教育模式中得到培養(yǎng)。

（二）生物學實驗是發(fā)展核心素養(yǎng)的基礎

生物學是知識體系高度交叉的學科，涉及物理化學和數(shù)學等多方面的知識內容。同時，現(xiàn)代生物學又是在實驗基礎上發(fā)展起來的學科，其認知科學的完善程度是在實驗的基礎上不斷發(fā)展起來的。無論是教師還是學生，要打破紙上談兵的現(xiàn)狀，就要從實驗著手，甚至在未來的高中生物教學中，應該以實驗為主要教學內容。在高中進行實驗的過程中，學生可以直觀感知一些生命現(xiàn)象，提高動手實踐能力，對知識和技能的理解掌握也都有明顯的提高。此舉也能夠落實生物學核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，這對于培養(yǎng)我國創(chuàng)新型人才有著極大的意義。

（三）有利于推動我國生物學實驗教學的改革

過去我國高中生物學實驗教學一般是作為理論課程的補充，在實際落實中還存在諸多問題。一般而言我國生物學實驗大都是只是為了完成教學大綱的任務，學生一成不變地對教師的模仿，學生在實驗中過度緊張，這種模式下很難發(fā)展學生的科學思維和科學探究能力。以核心素養(yǎng)發(fā)展為目標，高中生物實驗教學就會進一步進行改革，多進行探究性實驗，注重培養(yǎng)學生的觀察能力，能夠讓學生利用生物學知識解釋生活中的現(xiàn)象，既加強了理論知識的理解，也促進了教學的改革。

二、我國高中生物實驗教學存在的問題

（一）忽視學生的動手實踐

長期以來，我國學生理論成績舉世第一，但是畢業(yè)之后科研創(chuàng)新能力較差，這很大程度是實驗教學嚴重不足所導致的。我國生物實驗的主觀能動性差，和發(fā)達國家相比，缺乏完善的實驗管理制度。比如美國高中實驗特別強調安全教育，對教師的要求非常嚴格，這保證了學生能夠積極參與實驗。相比之下，我國高中生物學實驗教學各個機制仍然都不完善，教師也缺乏實驗教學能力，受制于傳統(tǒng)理論教學習慣。因此在教學中仍然重視學生的理論知識，忽視探究實驗的能力培養(yǎng)。

（二）應試教育體制的弊端

盡管我國生物新課標高度重視生物學核心素養(yǎng)，但是受到應試教育體制的影響，在具體的落實中，還遠遠達不到新課標的要求。實際在實驗課程的落實中多數(shù)都是依照教學大綱照本宣科，簡單重復?？傮w來說，我國高中生物實驗缺乏綜合性強的獨立設計和創(chuàng)造。高中生物教學仍然停留在應試教育思維中，實驗目的是高考，而非培養(yǎng)核心素養(yǎng)，這與新課程的目標背道而馳。

（三）學生的核心素養(yǎng)沒有得到發(fā)展

在生命觀念方面，沒有和實驗充分融合，學生沒有形成情感態(tài)度價值觀，其生命觀念沒有得到顯著提高。在科學思維方面尤其欠缺，缺乏批判性思維和理性思維，尤其是實驗思維沒有建立。盡管教材對科學探究非常重視，但是在實踐中，學生仍然沒有培養(yǎng)出科學探究的能力。在社會責任方面，學生對于基本的生物倫理仍然缺乏認知，存在唯技術性思維，比如仍然存在科學家針對基因編輯嬰兒等行為缺乏正確的認識，這很大程度上是因為沒有建立正確的倫理價值觀和缺乏社會責任感所致。

三、發(fā)展學生核心素養(yǎng)視角下的高中生物實驗教學策略

（一）將發(fā)展核心素養(yǎng)落實在高中生物實驗當中

要改變過去高中生物教學中對實驗缺乏重視的問題，落實以發(fā)展核心素養(yǎng)為目的的高中生物教學實驗教學。具體來說，高中生物教學要逐漸轉變傳統(tǒng)課堂教學方法，增加實驗課課時，為實驗課提供充分的條件。鼓勵學生多進行動手操作，教師也要加強自身實驗素養(yǎng)，在確保學生實驗安全的前提下，積極和學生一起參與到實驗當中。我國高中生物實驗教材內容在全球范圍內來說，難度較高，但是實驗缺乏靈活性，學生的被動性強。針對這一問題，教育部門要通過資源共享等方式，豐富高中生物實驗數(shù)據(jù)庫。引導高中教師帶領學生進行趣味性和簡單性的實驗，其目的在于提升學生的動手操作能力，激發(fā)其實驗興趣和主觀能動性。實驗內容既能夠展現(xiàn)生命觀念，展示自然規(guī)律，又能夠聯(lián)系生活，激發(fā)學生的興趣，引導其培養(yǎng)科學思維和探究能力。

在開展實驗教學的過程中，要積極鼓勵學生動手實踐，獨立操作，特別要強調科學探究的重要性，讓學生具備獨立解決問題的能力，培養(yǎng)其想象力、創(chuàng)造力和科學認知的思維。比如，通過觀察性實驗培養(yǎng)學生的生命觀念，通過驗證性實驗培養(yǎng)學生的科學思維、通過探究性實驗培養(yǎng)學生的科學探究能力、通過綜合性設計和制作實驗等培養(yǎng)學生的綜合操作能力。教師可以多讓學生在課外探究活動進行自主實驗，提升實踐能力。同時在實驗中還應該打破學科限制，突破傳統(tǒng)生物學學科思維，以動手能力的培養(yǎng)為核心。以“植物細胞吸水和失水條件”的實驗為例，可以讓學生自主選擇各類植物進行研究。

（二）對傳統(tǒng)應試教育進行改革

在高考改革中，要增加實驗的比例，根據(jù)核心素養(yǎng)的要求，逐一進行考察，重點培養(yǎng)學生的科學思維和科學探究能力。命題要能夠考察出學生平時是否經常進行實驗，為了避免死記硬背的現(xiàn)象，要更靈活地考查學生的實驗探究能力。比如在原材料上可以給學生自由選擇，讓學生思考使用何種試劑和儀器進行實驗。比如借鑒孟德爾的經驗，根據(jù)材料的特點科學選擇材料，才能夠實現(xiàn)理想的效果。比如檢測生物組織的還原糖實驗中，不能選擇含有蔗糖多的材料，葉綠體實驗中要其材料要含有較多的葉綠體。同時各高中也要組織生物實驗大賽等，鼓勵學生積極參與到實驗當中，促進校園實驗氛圍。

在開展生物實驗教學的過程中，要打破現(xiàn)有應試教育的框架，將實驗作為高中生物教學的重要組成部分，鼓勵學生進行各項綜合類獨立探究活動。即使有時候學生的研究偏離了考試內容和教材也應該予以鼓勵。這樣才能夠讓學生養(yǎng)成不斷探究和自主研究創(chuàng)新的習慣，這就更多要鼓勵學生進行生活中的發(fā)明。比如讓學生使用生物材料制作隔離膜，通過生物膜法使之適用在生活領域。為了鼓勵學生進行實驗，要降低操作的難度，擴大實驗的選材，創(chuàng)造有利于實驗的環(huán)境，這樣學生能夠更加積極地參與進來。

（三）基于核心素養(yǎng)的高中生物實驗創(chuàng)新

應該多設計迷你實驗、生活現(xiàn)象探究、技能實驗和綜合發(fā)明等實驗，在大量的動手操作和解決問題中，提升高中生的核心素養(yǎng)。在生命觀念方面，可以通過植物生長素的實驗，讓學生自己種植植物，體驗生命活動，形成環(huán)保和尊重生命的意識。除了實驗之外，還可以讓學生對自然現(xiàn)象進行思考，比如生活中哪些現(xiàn)象屬于用進廢退，在此基礎上應該設計用進廢退的實驗。在科學思維方面，可以對《探究植物細胞的失水和吸水》的實驗進行改進，通過變量控制、定量描述等方法，鼓勵學生觀察生活中的各類現(xiàn)象，比如腌菜等現(xiàn)象，提升學生的研究興趣。在科學探究方面，鼓勵學生進行自主探究，比如在《探究酵母菌細胞呼吸的方式》實驗中，讓學生自己設計釀酒等實驗，理解酒精生成的原理。在社會責任方面，要培養(yǎng)學生的問題意識，比如在《肺炎雙球菌體內轉化實驗》中，要引導學生反思病菌傳播等公共衛(wèi)生問題，來建立他們的社會責任感。在綜合類實驗中，可以設計癌癥發(fā)病原因探析的實驗，讓學生利用所學知識和技能分析哪種癌癥最難以治療，應該采用什么方法進行預防等。此外，生物實驗不應該只限于生物材料本身，比如可以讓學生利用廢舊材料制作生物膜的模型，并且通過創(chuàng)造性的設計接入電機等設備模仿生物膜的流動等。

結束語

在高中生物教學中，要改變傳統(tǒng)應試教育思維，以核心素養(yǎng)培養(yǎng)為目標，逐漸在生物課上增加生物實驗的比重，鼓勵學生積極探究，自主實驗，尤其是培養(yǎng)其科學思維和科學探究能力。

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