原创《基于学生核心素养的高中生物实验教学策略》
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[摘 要]在高中生物教学中,实验教学是理论教学不可取代的重要组成部分,也是提高学生学习效率的重要方法.虽然现阶段我国中学对生物实验教学的重视程度越来越高,但是从整体水平而言,无论是实验方法、教学观念,还是实验教学的切入点均需进一步完善,尤其是在发展学生核心素养的背景下,广大教育工作者应通过提高生物实验教学的有效性来提高学生的综合素质,采取科学的教学方法提高学生的创新意识及能力.
[关键词]核心素养；高中生物：实验教学
一、高中生物核心素养的内涵
所谓核心素养是指学生在课程学习过程中必备的、可适应终身发展及社会发展需要的关键能力,比如,对基本知识的掌握与理解、批判性思维、尊重事实及理性思维等,要求学生通过课程学习逐步掌握知识与技能,培养其正确的态度与价值观,并加深情感体验.可以说核心素养是学校教育教学过程中学生知识、能力、态度三维目标的综合体现,体现出终身性、动态性、关键性及情景性的特点,是课程教育目标的依据.核心素养的主要内容包括生命观念、理性思维、科学探究及社会责任,其中生命观念是指对观察到的生命现象及相互关系进行解释后的想法,对生物学科而言,生命观念的培养意义尤其突出.理性思维则是一种比较、分析、综合、概括的思维方式,运用理性思维探讨说明现象与规律,论证生物学科的各种现象及问题.科学探究是是指针对生命现象进行观察、提问,并设计研究方案,最终交流研究结果,这也是生物学科的主要理科属性.社会责任是指通过学习生物学知识促使学习者参与个人与社会事务的讨论,并通过所学解决生产、生活中的生物学问题,并主动宣传生命、环保及健康意识等.
二、基于发展学生核心素养的高中生物实验教学策略
由阐述生物学科核心素养的相关内涵可知,可从以下几个方面培养学生的核心素养：
(一)通过生物实验课程提高学生的科学探究能力
著名的教育学家布鲁姆认为,孩子们在教室内的行为与科学家在实验室里的行为在本质上相同,只是二者的程度不同.学生进行实验探索的过程也是提高科学探究能力的过程,在具体的实验教学中,教师需注意要求学生科学选材、规范操作,并合理选择各类试剂,保证各个实验步骤的严密性,并将科学探究能力的培养渗透到各个教学环节中.比如,在学习“种子萌发的外界条件”时,其实验设计如下：首先带领学生针对实验内容大胆假设,提出问题：种子的萌发需要何种外界条件？通过查找资料学生可知,满足温度、空气及水分三个条件种子才能萌发.针对此情况引导学生进行讨论,大胆提出以下几种假设情况：温度、空气、水分三个条件同时具备种子才能萌发；缺少空气时种子无法萌发；缺少水分时种子无法萌发；缺少温度条件时种子不能萌发.提出假设后,再针对假设设计实验方案：将班上的学生针对4个假设问题分成4个小组,并自行搜集实验材料：各类种子、1个有盖罐头瓶、吸水纸巾、标签、胶水及清水等适量.第1组将种子置入1号瓶,将瓶盖拧紧置于室温环境；第2组则在吸水纸巾中洒入少量清水,将吸水纸巾、种子置入2号瓶,拧紧瓶盖置入室温环境；第3组将种子置入倒有较多清水的3号瓶子,拧紧瓶盖置入室温环境；第4组则按照2号瓶的方法置入种子,但将瓶子置于低温环境中.大约1周后,即可看到实验结果：除了2号瓶满足水分、空气、温度种子萌发的条件外,其余3个瓶子中的种子均未萌发,符合学生的假设.这种实验方法引导学生对生物学习有了一个循序渐进的认识,整个过程提高了其科学探究能力,并且培养了学生的团队合作意识.
(二)通过生物实验教学培养学生的生物学理性思维
所谓的生物学理性思维是指在尊重事实、证据的前提下,通过严谨、务实的求知态度,解决实际问题的思维能力及习惯,而高中生物的实验教学则需注重培养学生理性思维,特别是高二时,学生的身心发展已趋于成人水平,而抽象思维又是理性思维的重要组成部分.生物教学中,教师需充分挖掘教材的实验内容,鼓励学生运用模型建构的方法,有效引导学生进行学习.比如,在必修一的学习过程中,观察细胞时需要掌握显微镜的应用方法,而显微镜的应用属于实验常识性知识,学生在初中阶段就已接触过,因此,必修一的实验教学主要是了解基本实验仪器的操作应用；第二章之后则以验证性实验为主,此时学生不可仅熟练掌握各类实验器材的使用,还需了解各类试剂的应用方法,熟悉实验的一般流程,包括实验原理、材料用具、方法步骤、实验结果的处理等；第三章以构建模型、呈现对照试验等例子为主,通过具象的模具对抽象概念形成深刻理解；第四章则以探究性实验训练为主.再比如：学习“绿叶中有哪些色素,光合作用的影响因素”时,首先,可带领学生复习叶绿素的相关知识,再进行绿叶中色素的提取与分离的实验,准备实验所需仪器、材料等,并要求学生准确掌握仪器的操作方法.这种循序渐进的方法能够帮助学生更好地了解实验过程,激发其学习兴趣,从而提高实验操作的积极性及有效性.
(三)通过生物实验教学增强学生的社会责任感
社会责任感是生物学科学习中的重要核心素养,也是学习生物学的最终依归.通过对生物的学习,引导学生对与生物学相关的社会议题予以关注,并做出理性的解释,加强对关爱生命、保护环境、健康生活等生物知识的宣传,并应用生物学知识解决实际问题.生物实验教学一方面可增强学生个体的社会责任感,使其深刻体会稳态与健康的重要性,生命的健康包括生理健康、心理健康两个部分,通过学习生物课程引导学生养成良好的生活习惯,并积极参加体育锻炼增强体质；而心理健康则应指导学生在生活中养成积极、阳光的心态,并向他人宣传健康生活、关爱生命的知识.除了学生的个体社会责任感外,还需增强学生群体的社会责任感.比如,针对环境保护这一问题,笔者就设计了一个课下实验作业：对学校周边的河流进行水质检测,并对其做出调查报告,尝试提出改善水质的方案.这种将社会责任感渗透在生物实验课程中的做法正是培养学生核心素养的重要方法.
三、结语
总之,实验课程是高中生物教学中的重要内容,通过动手操作素可使学生对书本理论知识有更深入的理解,并加深印象.实验课既是学生理解知识的辅助工具,又是学生思维能力锻炼的主要途径之一.高考在生物的大题上日益趋于对实验进行分析,因此,新一轮的核心素养下科学设计生物实验,必能提高学生的核心素养.现代教育在时代不断变化发展的背景下,培养具备良好核心素质的人才,高中生物的实验教学也需不断优化、创新教学模式,教师应及时补充专业知识,为学生创造开放、愉悦的学习氛围,使他们明确生物学习的主要目标,增强其学习积极性,不断完善自身对生物实践的应用能力.
实验教学论文参考资料：
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