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摘要：文章首先分析了生物學學科核心素養與高中生物實驗教學的關系，然后提出了基于生物學學科核心素養的高中生物實驗教學策略，包括適當拓展實驗原理，為深度學習提供能量；善于利用“隱性”信息，培養學生科學思維；合理增設實驗，培養學生科學探究能力；聯系生活實際，加強學生對社會責任的理解。

關鍵詞：生物學學科核心素養；高中生物實驗教學；深度學習

實驗是高中生物課程的重要組成部分，是學生更好地理解生物學知識、形成科學思維、掌握科學探究方法的重要途徑，是培養學生生物學學科核心素養的關鍵途徑。教師要充分發揮生物實驗教學的育人價值，采取恰當的教學策略，全面提升學生的生物學學科核心素養。

一、生物學學科核心素養與高中生物實驗教學的關系

最新修訂的《普通高中生物學課程標準（2017年版）》明確指出了生物學課程目標：使學生樹立正確的生命觀念、形成科學思維的習慣、掌握科學探究的思路和方法、能夠基于生物學知識承擔起相應的社會責任[1]。此外，本課程高度關注學生的實踐過程，重視學生在學習過程中的親身經歷，強調學生的學習應該是主動參與、積極動手動腦的過程。在教學建議中還強調落實生物學學科核心素養的關鍵是組織以探究為特點的主動學習。而實驗作為高中生物課程的重要組成部分，生物實驗教學不僅是對生物學知識簡單的演示和延伸，而且是借助直觀實驗現象將生物學知識以符合學生認知規律的方式顯現出來的方式，在提高學生學習興趣的同時，也進一步激發了學生的好奇心和求知欲，更重要的是在生物實驗教學中，通過嚴謹的實驗設計、合理的實驗結果預測、規范的動手操作等環節可更好地培養學生適應將來生活必備的關鍵能力，如科學思維能力、科學探究能力等。

二、基于生物學學科核心素養的高中生物實驗教學策略

（一）適當拓展實驗原理，為深度學習提供能量。實驗原理是解釋實驗現象的根本支柱，是指導學生進行實驗的基礎。教師適當對實驗原理進行拓展，不僅可以使學生更好地理解實驗過程，同時也能為學生進行深度學習提供能量。實驗原理是指導學生進行實驗的基礎，也是實驗教學的重要組成部分。教師在進行實驗教學前可以廣泛搜集與本實驗相關的參考資料，如測試試題或參考文獻中其他一線教師關于該實驗的自主再探究等內容，并通過制造認知沖突、引導提問適當拓展實驗原理；也可以設計簡單的實驗，通過觀察直觀的實驗現象適當拓展實驗原理，進而促進學生進行深度學習。例如，在進行“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗時，一些試題考查蛋白質與雙縮脲試劑作用后出現紫色現象的原因，此時就需要教師適當拓展雙縮脲試劑檢測蛋白質的原理，使學生了解出現顯色反應的原因是雙縮脲試劑與蛋白質中的肽鍵相互作用的結果。然后教師再進一步向學生提問：“單獨的一條多肽鏈與雙縮脲試劑會出現紫色現象嗎？”以激發學生思考，促進學生進行深度學習。又如，關于“探究酵母菌細胞呼吸方式”的實驗，課本上只說明酒精可以用酸性的重鉻酸鉀進行檢測，但并未說明其中的原理是因為重鉻酸鉀在酸性條件下呈現出強氧化性，可以將酒精氧化進而出現灰綠色，導致不少學生誤以為酸性重鉻酸鉀與酒精后出現灰綠色是特定的顯色反應。通過文獻我們可以了解到實際上這里發生的是氧化還原反應，出現灰綠色的原因是反應產生了三價的鉻離子，而三價鉻離子水溶液呈現灰綠色的緣故[2]。如果將酸性的重鉻酸鉀與其他具有還原性的物質進行反應，也會出現同樣的現象。因此，教師可以在學生進行基礎實驗后，將檢測酒精的酸性重鉻酸鉀滴入葡萄糖溶液，觀察實驗現象。以直觀的實驗現象對此知識點進行拓展，在學生了解的基礎上，向學生提問：如果將酸性的重鉻酸鉀放入其他具有還原性物質溶液中會出現什么現象呢？此時教師適當對實驗原理進行拓展，并基于此對學生進行簡單的提問，使學生“跳一跳”就能得到問題的答案，符合維果斯基的最近發展區理論，滿足了學生的求知欲，也提高了學生學習興趣。因此在生物實驗教學過程中教師需要對一些實驗現象原理進行適當拓展，在不增加學生學習負擔的前提下為學生進行深度學習提供能量。（二）善于利用“隱性”信息，培養學生科學思維。科學思維是指基于尊重事實和證據、嚴謹務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力，這是進行科學探究重要能力之一。對學生進行科學思維的培養，首先要使其養成嚴謹的態度。教師可以借助課本上一些“隱性”信息，通過不斷提2020年6月問創設新的情境，促使學生反復思考，進而在思考中解決問題，在思考中使思維變得更加縝密，從而為學生科學思維的培養奠定基礎。學生科學思維的培養重在解決問題的方法是否科學，以及思維是否符合邏輯。在實驗教學中，學生清楚理解每一步實驗操作是培養學生科學思維的關鍵。教師可以通過實驗中實驗材料、實驗試劑、實驗方法的選擇充分挖掘潛在的“隱性”信息，基于學生對潛在“隱性”信息的掌握，使其更好地理解實驗操作步驟，從而培養其嚴謹的態度和科學的方法。例如，在進行“體驗制備細胞膜的方法”實驗時，課本以哺乳動物成熟紅細胞作為實驗材料，并闡明了原因，教師可以引導學生思考植物細胞或其他動物細胞作為實驗材料的不妥之處，通過實驗材料的選擇對“隱性”信息進行挖掘，以培養學生思維的嚴謹性。又如，在進行“探究影響酶活性的條件”實驗時，在實驗方法上教材建議用淀粉酶探究溫度對酶活性的影響，而用過氧化氫酶探究PH對酶活性的影響，并未說明其中的原因。那么，換用過氧化氫探究溫度對酶活性的影響可不可以呢？同理可以用淀粉酶探究PH對酶活性的影響嗎[3]？再如，在本實驗中，選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度時，檢測試劑選用的是碘液。如果改為斐林試劑可以嗎？教師要善于利用這些“隱性”的重要信息使學生進行深層次的思考。這樣，學生的思維會變得越來越周全嚴謹，為其進一步科學探究奠定思維基礎。科學思維的建立同生命觀念一樣是一個漫長的過程，因此教師在教學過程中要重視教材中的細節，認真仔細研讀教材，充分利用教材細節培養學生的思維習慣。（三）合理增設實驗，培養學生科學探究能力。對于實驗教學來說，如何在有限的時間內完成實驗教學是大多數一線教師的目標，但這對于學生要達到的學科核心素養來說還有一定的距離。這就需要教師在選擇最佳實驗方案的同時，也要適當增設實驗，進一步培養學生的科學探究能力。增設實驗不是盲目追求實驗數量，而是為了使學生更好理解實驗。增設的實驗可以是對照實驗，也可以是拓展實驗。例如，在“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗的過程中，每組實驗均增設空白對照實驗，增設后的實驗可以使學生更加直觀地看出反應后的實驗現象，同時也為學生在以后的實驗中進行對照實驗埋下伏筆。除此之外，該實驗也可以通過增設拓展實驗進一步拓展學生的思維，如在引導學生進行完課本上的基本實驗后，教師可提供未知樣液讓學生通過檢測推測其含有物質。該增設實驗使學生體驗了問題解決的過程，也培養了學生的一般推理能力，同時對學生的科學探究能力也有一定的促進作用。學生科學探究能力的形成不是一蹴而就的，需要教師在實驗教學之余，通過合理巧妙地增設實驗，培養其科學探究能力。（四）聯系生活實際，加強學生對社會責任的理解。在生物實驗教學中教師要善于聯系生活實際，以培養學生正確的生活觀念，使其運用所掌握的生物學知識承擔起相應的社會責任。社會責任是指學生在參與個人與社會事物的討論時，能基于生物學的認識，做出理性判斷，并解決生產生活中問題的能力。教師要想培養學生的社會責任，先要讓學生理解實際生活中的現象，進而增強他們對生活中現象的注意。學生只有在理解生活中某些現象的基礎上，才能更好地運用所掌握的生物學知識承擔起相應的社會責任。在生物實驗教學中，教師首先要借助實驗引起學生對實際生活問題的注意，可以通過生活實例對學生進行滲透，在培養其樹立正確生活觀念的同時，使其承擔起相應的社會責任。教師可以在實驗教學前利用生活實例導入新課、實驗教學中利用生活實例加強理解、在實驗教學之后利用生活實例進行遷移應用。例如，在學習“探究酵母菌細胞呼吸方式”實驗時，教師可以聯系生活實際將生活實例貫穿實驗始終，并對學生進行提問：在大量劇烈運動后為什么會出現肌肉酸疼現象？結合所學知識試著說明為什么提倡慢跑？如何解釋水稻等植物需要定期排水？以生活實例對學生進行提問，不僅可以提高學生學習興趣和解決實際問題的能力，同時也增強了學生對生活實際問題的關注，拉近了學生與社會生活的距離，使其意識到所學知識與自身生活息息相關，進而培養了其社會責任感。在教學中，教師聯系生活實際是培養學生社會責任基礎的一步，也是最重要的一步。教師要善于結合生活實例引導學生思考，使學生意識到生活處處皆學問，進而學會運用科學的方法處理解決社會事務。

三、結語

生物實驗教學是培養學生生物學學科核心素養的關鍵途徑，學生在實驗過程中體驗科學探究的一般過程，可使其科學探究能力得到一定的培養；教師在實驗過程中不斷設疑解惑，學生科學思維能力也能得到一定的鍛煉。“學高為師，身正為范”，教師是學生生物學學科核心素養養成的重要引路人，教師要認真研讀課程標準，領悟生物學核心素養的真諦，在教學中積極通過各種方式利用身邊有效資源，助力學生物學學科核心素養的培養。

參考文獻：

[1]趙占良.對生物學學科核心素養的理解(一):生命觀念的內涵和意義[J].中學生物教學,2019(11):4-8.

[2]攔生發,馬小明.對“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗細節的解析[J].生物學教學,2017,42(8):72-73.

[3]吳瓊.談生物探究性實驗教學的有效性[J].新課程研究(基礎教育),2006(5):25-26.

作者:盛勤 馮少嫻 單位:廣西師范大學生命科學學院