生物学学科核心素养教学策略探讨

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摘要：文章首先分析了生物学学科核心素养与高中生物实验教学的关系，然后提出了基于生物学学科核心素养的高中生物实验教学策略，包括适当拓展实验原理，为深度学习提供能量；善于利用“隐性”信息，培养学生科学思维；合理增设实验，培养学生科学探究能力；联系生活实际，加强学生对社会责任的理解。

关键词：生物学学科核心素养；高中生物实验教学；深度学习

实验是高中生物课程的重要组成部分，是学生更好地理解生物学知识、形成科学思维、掌握科学探究方法的重要途径，是培养学生生物学学科核心素养的关键途径。教师要充分发挥生物实验教学的育人价值，采取恰当的教学策略，全面提升学生的生物学学科核心素养。

一、生物学学科核心素养与高中生物实验教学的关系

最新修订的《普通高中生物学课程标准（2017年版）》明确指出了生物学课程目标：使学生树立正确的生命观念、形成科学思维的习惯、掌握科学探究的思路和方法、能够基于生物学知识承担起相应的社会责任[1]。此外，本课程高度关注学生的实践过程，重视学生在学习过程中的亲身经历，强调学生的学习应该是主动参与、积极动手动脑的过程。在教学建议中还强调落实生物学学科核心素养的关键是组织以探究为特点的主动学习。而实验作为高中生物课程的重要组成部分，生物实验教学不仅是对生物学知识简单的演示和延伸，而且是借助直观实验现象将生物学知识以符合学生认知规律的方式显现出来的方式，在提高学生学习兴趣的同时，也进一步激发了学生的好奇心和求知欲，更重要的是在生物实验教学中，通过严谨的实验设计、合理的实验结果预测、规范的动手操作等环节可更好地培养学生适应将来生活必备的关键能力，如科学思维能力、科学探究能力等。

二、基于生物学学科核心素养的高中生物实验教学策略

（一）适当拓展实验原理，为深度学习提供能量。实验原理是解释实验现象的根本支柱，是指导学生进行实验的基础。教师适当对实验原理进行拓展，不仅可以使学生更好地理解实验过程，同时也能为学生进行深度学习提供能量。实验原理是指导学生进行实验的基础，也是实验教学的重要组成部分。教师在进行实验教学前可以广泛搜集与本实验相关的参考资料，如测试试题或参考文献中其他一线教师关于该实验的自主再探究等内容，并通过制造认知冲突、引导提问适当拓展实验原理；也可以设计简单的实验，通过观察直观的实验现象适当拓展实验原理，进而促进学生进行深度学习。例如，在进行“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验时，一些试题考查蛋白质与双缩脲试剂作用后出现紫色现象的原因，此时就需要教师适当拓展双缩脲试剂检测蛋白质的原理，使学生了解出现显色反应的原因是双缩脲试剂与蛋白质中的肽键相互作用的结果。然后教师再进一步向学生提问：“单独的一条多肽链与双缩脲试剂会出现紫色现象吗？”以激发学生思考，促进学生进行深度学习。又如，关于“探究酵母菌细胞呼吸方式”的实验，课本上只说明酒精可以用酸性的重铬酸钾进行检测，但并未说明其中的原理是因为重铬酸钾在酸性条件下呈现出强氧化性，可以将酒精氧化进而出现灰绿色，导致不少学生误以为酸性重铬酸钾与酒精后出现灰绿色是特定的显色反应。通过文献我们可以了解到实际上这里发生的是氧化还原反应，出现灰绿色的原因是反应产生了三价的铬离子，而三价铬离子水溶液呈现灰绿色的缘故[2]。如果将酸性的重铬酸钾与其他具有还原性的物质进行反应，也会出现同样的现象。因此，教师可以在学生进行基础实验后，将检测酒精的酸性重铬酸钾滴入葡萄糖溶液，观察实验现象。以直观的实验现象对此知识点进行拓展，在学生了解的基础上，向学生提问：如果将酸性的重铬酸钾放入其他具有还原性物质溶液中会出现什么现象呢？此时教师适当对实验原理进行拓展，并基于此对学生进行简单的提问，使学生“跳一跳”就能得到问题的答案，符合维果斯基的最近发展区理论，满足了学生的求知欲，也提高了学生学习兴趣。因此在生物实验教学过程中教师需要对一些实验现象原理进行适当拓展，在不增加学生学习负担的前提下为学生进行深度学习提供能量。（二）善于利用“隐性”信息，培养学生科学思维。科学思维是指基于尊重事实和证据、严谨务实的求知态度，运用科学的思维方法认识事物、解决实际问题的思维习惯和能力，这是进行科学探究重要能力之一。对学生进行科学思维的培养，首先要使其养成严谨的态度。教师可以借助课本上一些“隐性”信息，通过不断提2020年6月问创设新的情境，促使学生反复思考，进而在思考中解决问题，在思考中使思维变得更加缜密，从而为学生科学思维的培养奠定基础。学生科学思维的培养重在解决问题的方法是否科学，以及思维是否符合逻辑。在实验教学中，学生清楚理解每一步实验操作是培养学生科学思维的关键。教师可以通过实验中实验材料、实验试剂、实验方法的选择充分挖掘潜在的“隐性”信息，基于学生对潜在“隐性”信息的掌握，使其更好地理解实验操作步骤，从而培养其严谨的态度和科学的方法。例如，在进行“体验制备细胞膜的方法”实验时，课本以哺乳动物成熟红细胞作为实验材料，并阐明了原因，教师可以引导学生思考植物细胞或其他动物细胞作为实验材料的不妥之处，通过实验材料的选择对“隐性”信息进行挖掘，以培养学生思维的严谨性。又如，在进行“探究影响酶活性的条件”实验时，在实验方法上教材建议用淀粉酶探究温度对酶活性的影响，而用过氧化氢酶探究PH对酶活性的影响，并未说明其中的原因。那么，换用过氧化氢探究温度对酶活性的影响可不可以呢？同理可以用淀粉酶探究PH对酶活性的影响吗[3]？再如，在本实验中，选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度时，检测试剂选用的是碘液。如果改为斐林试剂可以吗？教师要善于利用这些“隐性”的重要信息使学生进行深层次的思考。这样，学生的思维会变得越来越周全严谨，为其进一步科学探究奠定思维基础。科学思维的建立同生命观念一样是一个漫长的过程，因此教师在教学过程中要重视教材中的细节，认真仔细研读教材，充分利用教材细节培养学生的思维习惯。（三）合理增设实验，培养学生科学探究能力。对于实验教学来说，如何在有限的时间内完成实验教学是大多数一线教师的目标，但这对于学生要达到的学科核心素养来说还有一定的距离。这就需要教师在选择最佳实验方案的同时，也要适当增设实验，进一步培养学生的科学探究能力。增设实验不是盲目追求实验数量，而是为了使学生更好理解实验。增设的实验可以是对照实验，也可以是拓展实验。例如，在“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的过程中，每组实验均增设空白对照实验，增设后的实验可以使学生更加直观地看出反应后的实验现象，同时也为学生在以后的实验中进行对照实验埋下伏笔。除此之外，该实验也可以通过增设拓展实验进一步拓展学生的思维，如在引导学生进行完课本上的基本实验后，教师可提供未知样液让学生通过检测推测其含有物质。该增设实验使学生体验了问题解决的过程，也培养了学生的一般推理能力，同时对学生的科学探究能力也有一定的促进作用。学生科学探究能力的形成不是一蹴而就的，需要教师在实验教学之余，通过合理巧妙地增设实验，培养其科学探究能力。（四）联系生活实际，加强学生对社会责任的理解。在生物实验教学中教师要善于联系生活实际，以培养学生正确的生活观念，使其运用所掌握的生物学知识承担起相应的社会责任。社会责任是指学生在参与个人与社会事物的讨论时，能基于生物学的认识，做出理性判断，并解决生产生活中问题的能力。教师要想培养学生的社会责任，先要让学生理解实际生活中的现象，进而增强他们对生活中现象的注意。学生只有在理解生活中某些现象的基础上，才能更好地运用所掌握的生物学知识承担起相应的社会责任。在生物实验教学中，教师首先要借助实验引起学生对实际生活问题的注意，可以通过生活实例对学生进行渗透，在培养其树立正确生活观念的同时，使其承担起相应的社会责任。教师可以在实验教学前利用生活实例导入新课、实验教学中利用生活实例加强理解、在实验教学之后利用生活实例进行迁移应用。例如，在学习“探究酵母菌细胞呼吸方式”实验时，教师可以联系生活实际将生活实例贯穿实验始终，并对学生进行提问：在大量剧烈运动后为什么会出现肌肉酸疼现象？结合所学知识试着说明为什么提倡慢跑？如何解释水稻等植物需要定期排水？以生活实例对学生进行提问，不仅可以提高学生学习兴趣和解决实际问题的能力，同时也增强了学生对生活实际问题的关注，拉近了学生与社会生活的距离，使其意识到所学知识与自身生活息息相关，进而培养了其社会责任感。在教学中，教师联系生活实际是培养学生社会责任基础的一步，也是最重要的一步。教师要善于结合生活实例引导学生思考，使学生意识到生活处处皆学问，进而学会运用科学的方法处理解决社会事务。

三、结语

生物实验教学是培养学生生物学学科核心素养的关键途径，学生在实验过程中体验科学探究的一般过程，可使其科学探究能力得到一定的培养；教师在实验过程中不断设疑解惑，学生科学思维能力也能得到一定的锻炼。“学高为师，身正为范”，教师是学生生物学学科核心素养养成的重要引路人，教师要认真研读课程标准，领悟生物学核心素养的真谛，在教学中积极通过各种方式利用身边有效资源，助力学生物学学科核心素养的培养。

参考文献：

[1]赵占良.对生物学学科核心素养的理解(一):生命观念的内涵和意义[J].中学生物教学,2019(11):4-8.

[2]拦生发,马小明.对“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验细节的解析[J].生物学教学,2017,42(8):72-73.

[3]吴琼.谈生物探究性实验教学的有效性[J].新课程研究(基础教育),2006(5):25-26.

作者:盛勤 冯少娴 单位:广西师范大学生命科学学院