高中生物实验教学中核心素养的落实路径探究.docx

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高中生物实验教学中核心素养的落实路径探究摘要：实验教学是培养学生动手能力、动脑能力以及反应能力的第一教学法。在高中生物教学过程中进行实验教学，不仅能帮助学生更为全面地对生物理论知识进行了解，还能巩固学生的记忆，进而提升生物教学的质量，促进学生的全面发展。但由于我国高中生物的实验教学发展历史较晚，因此，无论是学校还是生物教师，在认识和开展实验教学之时，都存在一定程度的问题。这些问题的存在不仅会使生物实验教学出现困难，严重的还会影响教学质量。基于此，文章则从核心素养的概念入手，对高中生物实验教学落实核心素养的意义进行分析；其次，对立足实验教学促进核心素养落实的意义进行论述；再者，阐述当下高中生物实验教学存在的问题；然后再阐述高中生物实验教学的目标；最后，提出在实验教学中培养学生核心素养的措施，阐述实验教学培养核心素养的合理性。关键词：高中生物；实验教学；核心素养；落实路径中图分类号：G633.91文献标识码：A文章编号：1673-8918（2023）27-0124-05一、引言进行实验教学是高中生物新课标的必然要求，也是提高高中生物学教学质量的必由之路。因此，新课程标准中明确提出了“注重实验操作、观察能力、分析能力和解决问题能力的培养”。为了更好地落实这一理念，《普通高中生物学学科教学指導意见》中也强调了要加强学生动手实践和自主学习能力的培养，《课程标准解读》也明确指出了“通过设计有挑战性的实验项目来提升学生的科学素养”等内容。由此可见，重视实验操作与观察能力的培养是高中生物新课标的重要内容之一。二、核心素养的概念核心素质包括文化基础、自主发展、社会参与三个方面。培养高中阶段学生的生物核心素养不仅能提升学生学习知识的核心能力，还能促进学生形成良好的学习习惯、思维品质和健全人格。因此，在课程改革过程中，教师就应注重核心素养的培育，让核心素养成为学生发展的内生动力，最终促进学生的全面发展。三、立足实验教学促进核心素养落实的意义在新高考改革背景下，核心素养的落实成为学校教学的重要任务。对理科等“实践性”较强的科目而言，如何立足实验促进核心素养落地，其意义何在？不仅是生物教师需要思考的问题，更是理科大类教师需要重点探索的方向。（一）能激发学生的学习兴趣 在教学中教师应充分调动学生的积极性、主动性，通过创设问题情境，引导学生进行探索和思考，从而激发学生的学习兴趣，让学生带着好奇心与求知欲进入课堂，积极主动地参与到课堂教学活动中来。同时，要注重发挥实验本身的魅力，使学生在动手操作的过程中，体验科学探究过程、感受科学研究方法、增强创新意识。因此，教师要重视对学生的科学思维和实践能力的培养，在教学中注重增强学生的问题意识，鼓励学生大胆提出自己的见解。（二）能提升学生的实践能力在教学过程中，教师要善于运用多种方式，将知识转化为技能和能力，让学生在实践中掌握知识，学会学习。比如生物学科中的解剖学、生理学等，都是培养学生实践能力的良好途径。同时，教师要重视学生对综合实践能力、创新精神和创造力的培养，在课程实施的过程中，要充分挖掘学科特点，结合实际问题开展研究性的学习，提高学生的综合实践能力和创新能力。此外，还要增强学生理论联系实际的意识，把知识传授与技能训练相结合，通过课堂上的理论讲解，指导学生课下进行操作，让学生真正掌握所学知识，达到学以致用的目的。（三）能培养学生的科学精神“纸上得来终觉浅”，只有让学生亲力亲为，才能使学生真正理解其中的道理。因此，教师应结合具体课本内容设计好相关实验活动，鼓励学生积极参与，并在参与活动的过程中，不断增强对自然和社会的认知，形成正确的世界观和价值观。最后，还要注重培养学生良好的思想品德，使学生在实践中形成正确的世界观、人生观和价值观。树立正确的价值观，帮助学生树立远大理想，并为之努力奋斗。四、当下生物实验教学过程中存在的问题（一）教师对教材的解读存在问题在教学过程中，很多老师认为教材中的知识是死的，学生学习后不能灵活运用，所以，其往往把重点放在知识的讲解上。其实，这种观点是不正确的。因为知识的学习是一个由浅入深、循序渐进的过程，只有当学生真正掌握了基础知识，才能灵活运用。如果只注重知识的传授，而不注意培养学生的学习能力，那么即使学生掌握了很多的知识，也不能很好地应用。例如，在传统的教学中，教师往往把主要精力放在对课本知识的传授上，忽视了实验操作技能的培养。虽然现在许多学校都开展了研究性学习和探究性学习，但大多停留在理论层面，而缺少实践环节。因此，学生动手能力和实践能力便会相对较差。（二）缺乏有效的实验探究活动受传统教育观念的影响，许多老师在上课时，只是按照课本中的内容，照本宣科地讲给学生听，很少组织或指导学生开展实验探究活动。有些教师只重视书本知识的传授，而不注重对学生思维能力的训练，致使学生只会死记硬背，不会分析问题，解决问题。这样，虽然一定程度上有利于巩固“所学知识”，但不利于激发学生的学习兴趣，不利于提高其分析问题、解决问题的能力。（三）生物实验课程与实际生活联系不紧密 受传统观念的影响，不少教师认为生物仅仅是一门“纯科学”，与日常生活无关，因而将一些与生活密切相关的知识，如食物中的营养成分和人体生理活动等作为选学内容，这就会大大降低了学生对生物的学习兴趣，最终导致学生对生物产生厌学情绪。再者，由于部分教师不能很好地运用现代化教学手段将生活中的高新技术应用到课堂，这也会使课堂教学效果大打折扣。（四）课堂中忽视了学生的情感态度与价值观在生物课堂教学过程中，有些教师只是重视对学生进行生物学知识和能力的培养，而没有重视对学生进行思想道德品质的教育，没有将“双减”政策落到实处。例如，有的教师经常要求学生背诵一些知识点，甚至让学生抄写，这不仅加重了学生的负担，而且容易使学生产生厌学情绪。五、高中生物实验教学的目标在高中阶段，学生的知识结构已经基本形成，思维能力有了一定的提高。因此，教师要重视对学生实验操作能力的培养。就高中生物实验教学的目标而言，文章将从以下四个方面进行论述。（一）兴趣方面实验教学应当能激发学生的兴趣，帮助学生树立学习信心。生物学是一门基础性学科。它具有严谨的科学性、系统性和逻辑性，同时，它也是一门充满乐趣的学科。所以，教师要充分运用各种手段，如利用挂图、模型、多媒体等，让学生了解生物学的有关内容，激发学生学习的兴趣和欲望。另外，教师还要注意观察学生，及时发现学生的优点与不足，有针对性地进行教育。这样，才能使学生在学习过程中始终保持浓厚的兴趣和旺盛的精力，从而为学好这门课程奠定良好的基础。（二）能力方面实践教学应当教会学生明确自己的学习目标，做好自身的实际规划。在进行实验操作之时，学生必须根据教材的要求，自我制订出切实可行的实验计划，并按照计划对实验进行落实。在学生对自我的实验计划实施时，老师要注意引导学生，帮助学生掌握正确的学习方法，养成良好的学习习惯，从而提高学生的学习能力。（三）实践方面实践教学应当教会学生注重实践过程，强化个人操作技能。生物学实验不仅能使学生加深對所学知识的理解，而且还能锻炼其动手能力和分析问题解决问题的能力。因此，在实验过程中，应严格要求，认真做好每一步，确保每个步骤都符合规范。此外，还应注意对学生进行必要的安全教育。（四）思想方面实践教学应当教会学生认识到实践和创新的深层次含义，帮助学生树立远大的思想抱负。高中生物实验是高中生物课程的重要组成部分，是培养学生创新精神和实践能力的重要手段，也是促进学生养成伟大抱负思想的有效途径。因此，在教学中，教师应积极引导学生参与实验探究活动，激发学生的学习兴趣，提高学生的动手操作能力和思维能力，从而促进学生树立远大的理想。 六、在实验教学中如何培养学生的核心素养生物课堂教学是生物教学的基本途径和主要环节，也是学生学习生物知识、掌握生物学技能的重要方式之一。通过课堂教学，教师能够引导学生主动参与、积极探索，激发学生的求知欲，提高学生分析问题与解决问题的能力。因此，如何利用好实践教学课堂这个主渠道，在教学中培养学生的核心素养就显得尤为重要。因此，以下则从五个角度提出教师如何在进行实验教学的同时培养学生的核心素养。（一）从实验视频角度来看在高中生物实验教学过程中，教师不仅要带领学生认识各项实验器材、生物药品、仪器装置、实践过程、反应现象以及推演方式等内容，还要教会学生如何提升自身的团队协作能力、如何提升自身的实践效果、如何提升自身的实验满意度等知识。而要想在短短的一堂课中将这些内容全部介绍给学生，也是存在一定难度的。因此，为了提升课堂效率，教师就应当采用一定的技术手段，在提升自身教学效率的同时保障教学质量。于是教师就可以通过为学生播放实验视频等信息化手段，发挥高中生物实验教学的作用，助力培养学生的核心素养。以人教版必修一第二章第4节《细胞中的糖类和脂质》中“糖类、脂肪和蛋白质的检测”为例。教师在教授此章节内容时，首先可以让学生对教材中所阐述的实验方法进行自我阅读和了解，并在阅读过程中让学生标出自己无法理解等存在疑惑的地方。当教师对学生的疑惑之处进行掌握和了解时，就可以对知识进行一定的阐述，帮助学生对这些存有疑虑的地方进行初步了解。然后，教师再为学生播放实验视频。学生通过观看实验视频，不仅可以看到本次检测实验的原材料（红薯花生与大豆），还能够看到本次实验过程中所使用到的实验工具以及实验者进行实验的方法。红薯主要是为了检测其中是否含有糖类、花生主要是检测其中是否含有脂肪、用大豆则是进行蛋白质检测。由于视频中存在的知识含量也有限，所以教师则要对该部分内容进行适当点拨。例如，教师可以向学生提问：该次实验中使用的红薯是否可以用紫薯或者其他含有糖类的材料替代？本次所使用的花生是否可以使用核桃或者是松子等坚果替代？本次使用的大豆是否可以用绿豆或者是红豆等其他豆类替代？教师的提问不仅可以丰富学生的知识面，还能够让学生更加细致地对视频中的内容以及实验过程进行观察，进而提升学生的思考质量以及学习效果。（二）从课堂讨论角度来看上述提到，高中阶段的学生在学习过程中已经有了自我思考能力与主观感知能力，因此，教师在进行实验教学时，就可以通过课堂讨论的方式，帮助学生对自身的知识认知以及感知情况进行相互交流。这种方法有些类似于企业决策中常使用到的头脑风暴决策法，使用这种方法不仅能够提升学生的表达能力、思考能力，还能帮助学生在交流过程中对自身的知识认识缺陷部分进行弥补，进而在保证课堂讨论展现其实际效果的同时，提升课堂的质量和效率。因此，从课堂讨论的角度来看，学生对自身的认知进行交流和探讨，也能够提升学生对实验教学的全面认知，进而使学生在实验教学过程中培养自身的核心素养成为可能。 以人教版必修二第三章第2节《酶在工业生产中的应用》的教学中的“酶”为例。“酶”是一种特点较为复杂并且性质容易发生变化的神奇物质。在此次教学过程中，教师可以组织学生探讨“酶的活性与效能”这个话题。以“酶”为对象促使学生交换自我对“酶”的不同认知，不仅能够丰富学生的知识面，还能够提升课堂的质量和效率。当此次探讨开始前，教师可以借助洗衣粉中含有的酶物质为载体，向学生提出一些问题，例如：为什么冬天洗衣服的时候人们要加入一些热水？难道是水温越高，洗衣服的效果才更好吗？这类贴近于生活的生物问题不仅能够有效地激发学生进行探讨的积极性，还能够满足学生的学习需求，让学生的生物学习在实际生活中得到应用，进而满足学生的学习获得感。由于学生在讨论过程中产生的观点和得出的结论通常存在一定的重复与缺漏，所以，当学生在对此话题讨论完毕后，教师应对学生的讨论结果进行总结。将学生探讨的零碎化的结论进行整合，并将学生忽略的知识部分进行补充，如此才能够提升学生的学习效果，进而为学生核心素养的落实打下基础。（三）从推理演算角度来看推理演算是一种十分细化、高要求的学习方式，能够锻炼学生的表达能力以及思维逻辑能力。这种学习方式通常在数学学习中较为常见，也常见于其他理科科目的学习中。上述已经提到教师在带领学生进行实验教学时，不仅要为学生介绍生物实验过程中所使用到的器材、装置以及药品，还要为學生扩充生物实验推演方式。因此，从理论推理演算的角度来说，学生对已有的生物实验结论进行推演，不仅能够锻炼学生的逻辑思维能力，还能够在提升学生学习效果和质量的基础上，帮助学生对已经学习过的生物实验教学内容进行梳理，进而为学生核心素养的提升打下坚实的基础。以人教版必修一第六章第1节《细胞的增殖》为例。该章节有一项十分重要的实验活动即为“观察有丝分裂”。这部分的实验活动知识不仅是此章节学习的主要内容，更是帮助学生厘清章节结构的重要实验载体。但是由于该实验通常难以完成，所以教师便可以从网络上下载相应的实验资料，带领学生对实验开启理论推演。首先，学生在推演开始前，需要对本次实验过程所需准备的信息进行全面收集。其次，学生在推演的过程中，需要教师的引导和带领。最后，当学生看完实验资料时，应当结合自身的思考以及自身准备的信息材料，对实验活动进行理论推演。例如，学生应当掌握解离、漂洗以及染色等三个环节的推演内容。解离过程中应当使用浓度为15%的盐酸对实验对象进行浸泡，这是为了使组织内的细胞进行分离。漂洗过程中需要用清水对其进行为期9分钟左右时间的浸泡，如此才能对附着在组织表面的药液进行清洗和冲刷，进而强化后续染色效果。需要用龙胆紫溶液对组织进行染色，染色时间应当控制在3分钟左右，如此才能使染色体着色均匀。这种理论推演方式不仅能锻炼学生的逻辑思维能力和想象能力，还能提升学生的表达能力，进而为学生后期的发展打下坚实的基础。（四）从实验操作角度来看 上述已经提到过观看实验视频、课堂讨论以及推理演算等方式进行生物实验教学，但是上述方法都存在一定的封闭性和缺陷，并且这些方法从本质上来看，都是属于理论层面的实验教学。为了丰富学生的实验知识、提升学生的实验操作技能，教师还是应当结合教学的实际情况，带领学生到实验室展开生物实验教学活动。学生亲自动手、亲自操作，不仅能够提升学生的学习兴趣，还能够提升学生的团队合作能力，促进学生的全面发展。以人教版必修一第四章第1节《物质跨膜运输的实例》为例。“细胞的吸水与脱水”这部分实验难度较低，学生在进行操作过程中的成功率较高，因此教师就可以将此次实验作为本次实验教学的中心内容，带领学生具象地开展生物实验学习。首先，教师应准备完整的实验材料，为学生阐述本次实验的目的和内容。其次，学生需要以书本为基本的切入点，结合教师的教学要求以及自身的实际状况，撰写相应的实验计划。最后才能展开相应的实验活动。学生在进行实验之前，可以将生菜叶或者是白菜叶作为本次的实验原材料，在实验过程中，将干湿差异较大的几片叶子进行处理，做成“切片”，在显微镜下观察菜叶细胞的外形以及细胞的大小等。然后学生再将少许盐放在切片上，观察盐是如何在菜叶上融化的？在盐融化的过程中，细胞产生了怎样的变化？细胞产生变化之后，又呈现了怎样的形态？这种让学生亲自进行操作的实验教学方式，不仅能提升学生的动手能力，还能提升学生的专心度以及与同学的交流能力等。俗话说，“听别人说千百次，不如自己动一次。”这种真真切切的实验操作教学方法，不仅能锻炼学生的综合能力，更能将培养学生的核心素养难度降低，进而使教师在教学过程中达到理想的教学效果。（五）从实验报告角度来看学生在进行完实验之后，需要撰写相应的实验报告。实验报告不仅能够帮助学生对本次的实验情况进行梳理，还能够为学生在后续进行实验时积累相应的经验。除此之外，对实验报告进行撰写还能提升学生的书面表达能力和整理能力。因此，教师在对学生进行生物实验教学的过程中，也要注重培养学生的实验报告撰写能力，如此才能使实验教学达到最终的育人目的，进而促进学生的全面发展。以人教版必修三第三章第1节《植物生长素的发现》为例，该章节涉及关于天竺葵生长的实验活动。为了保证学生撰写的实验报告的标准得到统一，教师应当从整体视角开展教学。教师可以在所教班级里放两盆相同的天竺葵，并使两盆天竺葵的生长环境一致，将一盆天竺葵加水，一盆天竺葵加生长素，并提醒学生观察两盆天竺葵的生长情况，观察完生长情况之后，要对天竺葵的具体生长情况进行记录。学生对天竺葵的具体生长情况进行记录，不仅可以锻炼学生的恒心，还能提升学生的细心，最终为学生后续的发展和综合素养的培育打下坚实的基础。七、结论高中生物课程标准中提出，教师在进行生物教学之时，应重视学生对“生命活动”的认识和体验，即通过生物实验发展学生的思维能力、创新能力和实践能力，进而促进学生的全面发展。因此，在生物课堂教学的过程中要注重对学生进行生命教育，提高学生的科学素养。教师不仅要在教学过程中创设问题情境，激发探究兴趣，进而培养学生主动思考、积极探究的学习习惯；还要开展小组合作，引导学生自主学习，充分调动每一个学生的积极性。只有从“教方”以及“学方”对教学进行“双重作用”，学生学习核心素养的培育才能得到落实。