例談基于新課程、新高考背景的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略

陳文靜摘要:實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)的基本形式之一,是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的主要載體;實(shí)驗(yàn)題考查是高考評(píng)價(jià)學(xué)生核心素養(yǎng)的主要形式?；谛抡n程、新高考背景,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,遵循學(xué)生的學(xué)習(xí)認(rèn)知規(guī)律,循序漸進(jìn)地實(shí)施有效的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略,可提高學(xué)生的生物科核心素養(yǎng)及高考生物科成績(jī)。關(guān)鍵詞:核心素養(yǎng);新課程;新高考;實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)包括生面觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任4個(gè)方面,提高學(xué)生生物科核心素養(yǎng)是高中生物新課程的價(jià)值追求。生物學(xué)里很多概念及理論都是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立及發(fā)展起來(lái)的,因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)的基本形式之一,是培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的主要載體。實(shí)驗(yàn)題考查則是高考評(píng)價(jià)學(xué)生核心素養(yǎng)的主要形式?；谛抡n程、新高考背景,實(shí)施有效的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略,可提高學(xué)生的生物科核心素養(yǎng)及高考生物科成績(jī)。一、基于新課程的高考實(shí)驗(yàn)考情研究基于提高學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)宗旨,新課程對(duì)高中生物課程性質(zhì)的論述為:期待學(xué)生主動(dòng)參與學(xué)習(xí)過(guò)程,在親歷提出問(wèn)題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗(yàn)假設(shè)和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過(guò)程中習(xí)得生物學(xué)知識(shí),養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣,形成積極的科學(xué)態(tài)度,發(fā)展終身學(xué)習(xí)的能力[1]。課程性質(zhì)中對(duì)生物學(xué)知識(shí)的獲取過(guò)程里"提出問(wèn)題、獲取信息、尋找證據(jù)、檢驗(yàn)假設(shè)和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過(guò)程"的詳細(xì)實(shí)驗(yàn)手段論述充分體現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)在新課程中的重要地位。新課程在內(nèi)容方面遵循“少而精”原則,有聚焦大概念的特點(diǎn)。新課程是高考命題的重要依據(jù)?；谛抡n程,本人認(rèn)為高考在實(shí)驗(yàn)題命制方面體現(xiàn)生物學(xué)核心素養(yǎng)的考查方式主要集中在以下四個(gè)方面：1、利用實(shí)驗(yàn)考查考生對(duì)核心概念的理解,以核心概念為載體評(píng)價(jià)考生的生命觀念素養(yǎng);2、創(chuàng)設(shè)真實(shí)而有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)問(wèn)題情境,考查考生的科學(xué)思維素養(yǎng);3、嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),考查考生的科學(xué)探究素養(yǎng);4、理論聯(lián)系實(shí)際,創(chuàng)新綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)試題,全面考查考生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。二、基于新課程的高考實(shí)驗(yàn)試題分析由于我省是從2015年開始參加全國(guó)卷考試,所以試題分析從2015年全國(guó)卷開始。縱觀近幾年的全國(guó)高考卷實(shí)驗(yàn)試題可知,實(shí)驗(yàn)試題圍繞核心素養(yǎng)展開命制已成常態(tài)。如下表:分析上表可知,新高考在實(shí)驗(yàn)題命制方面體現(xiàn)生物學(xué)核心素養(yǎng)的考查方式和考情研究預(yù)期相符。因此教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中應(yīng)聚焦大概念、循序漸進(jìn)提升學(xué)生的各種素養(yǎng),應(yīng)對(duì)新高考的評(píng)價(jià)。三、基于新課程、新高考背景的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)策略(一)落實(shí)教材經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的教學(xué)策略新課程中提出"生物科學(xué)與人們的日常生活等方面密切相關(guān),倡導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中深入理解生物學(xué)的核心概念"。相對(duì)初中的生物課程,高中課程中的概念顯得抽象復(fù)雜。基于生活、生產(chǎn)實(shí)際,教材設(shè)計(jì)了大量的數(shù)據(jù)分析、技能訓(xùn)練、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容幫助學(xué)生理解核心概念。在初學(xué)者內(nèi)化能力不足的情況下,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中落實(shí)教材里各種經(jīng)典實(shí)驗(yàn),通過(guò)實(shí)驗(yàn)把抽象復(fù)雜的概念生動(dòng)形象地顯示在學(xué)生面前,可幫助學(xué)生理解概念的本質(zhì)內(nèi)涵。案例1:原生質(zhì)層相當(dāng)于"半透膜"概念的理解。滲透作用的發(fā)生需要滿足兩個(gè)條件:半透膜和膜兩側(cè)溶液具有濃度差。對(duì)于植物細(xì)胞來(lái)說(shuō),學(xué)生會(huì)產(chǎn)生疑惑"為何原生質(zhì)層包含了細(xì)胞質(zhì)部分為何還可以看做半透膜呢?"。通過(guò)實(shí)驗(yàn),學(xué)生觀察到未發(fā)生質(zhì)壁分離的洋蔥鱗片葉外表皮細(xì)胞里紫色部分(液泡)幾乎填滿整個(gè)細(xì)胞,部分液泡膜甚至緊貼著細(xì)胞壁;在質(zhì)壁分離過(guò)程中,紫色部分變小,與外界溶液之間隔著一條黑線(原生質(zhì)層)。做完實(shí)驗(yàn)后,學(xué)生了解到成熟植物細(xì)胞的細(xì)胞液與外界溶液之間隔著的原生質(zhì)層中細(xì)胞質(zhì)的含量并不多,可忽略不計(jì),原生質(zhì)層在滲透裝置里發(fā)揮著半透膜的作用,因此可以看作半透膜。以上例子說(shuō)明,按照課本提供的方案操作實(shí)驗(yàn),初學(xué)者強(qiáng)化了實(shí)驗(yàn)技能的同時(shí),能有效理解相關(guān)概念的本質(zhì)內(nèi)涵。隨著大量實(shí)驗(yàn)的實(shí)施,學(xué)生掌握的概念增多,內(nèi)化能力增強(qiáng),學(xué)科知識(shí)素養(yǎng)得到提升,可有效建立科學(xué)的生命觀。(二)優(yōu)化教材實(shí)驗(yàn)方案策略隨著學(xué)生生命觀的增強(qiáng),教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中從地區(qū)實(shí)際出發(fā),引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)選材、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)結(jié)果等方面優(yōu)化教材實(shí)驗(yàn)方案,并讓學(xué)生將自己的各種想法付諸實(shí)驗(yàn)研究可促使學(xué)生在各種犯錯(cuò)、思錯(cuò)、改錯(cuò)中提高分析問(wèn)題能力、提問(wèn)題能力、理性思維能力等科學(xué)思維能力。案例2:以實(shí)驗(yàn)選材的優(yōu)化為例。實(shí)驗(yàn)材料的選擇應(yīng)遵循效果明顯、易獲取、成本低的原則。由于人教版的教材使用范圍廣,在部分實(shí)驗(yàn)材料的選擇上不一定適合本地區(qū),或者不是最優(yōu)選擇。如實(shí)驗(yàn)"還原糖的鑒定中",教材優(yōu)先選用蘋果或梨勻漿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)材料在廣州地區(qū)是常見(jiàn)的,因此也常用。但同學(xué)們?cè)趯?shí)操時(shí)發(fā)現(xiàn),如果實(shí)驗(yàn)材料由學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)自制需要榨汁機(jī)等器械,耗時(shí)長(zhǎng);提前制備則易氧化褐變,影響觀察。面對(duì)不足,學(xué)生會(huì)思考提問(wèn):哪一種材料更佳呢?結(jié)合生活實(shí)際及實(shí)驗(yàn)要求,學(xué)生一開始認(rèn)為優(yōu)選荔枝,因?yàn)槔笾κ菐X南佳果,條件適合,可實(shí)施實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)已經(jīng)買不到荔枝了(實(shí)驗(yàn)按編排在9月份進(jìn)行,荔枝期已過(guò)。)。遇阻則思變,帶著問(wèn)題,學(xué)生們自發(fā)實(shí)地考察,采用多種水果試驗(yàn)比較,分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后則會(huì)優(yōu)選葡萄,理由是:1去皮葡萄汁多且榨取方便;2汁液無(wú)色便于觀察;3還原糖含量高,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)及課本理論知識(shí)優(yōu)選實(shí)驗(yàn)材料的例子說(shuō)明,優(yōu)化教材實(shí)驗(yàn)方案的實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生的信息收集能力,提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力,增加學(xué)生思維的強(qiáng)度,是有利于提高學(xué)生科學(xué)思維素養(yǎng)的。(三)改編教材部分驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)策略新課程提出的“科學(xué)探究"是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界中的生物學(xué)問(wèn)題,針對(duì)特定的的生物學(xué)現(xiàn)象,進(jìn)行觀察、提問(wèn)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、以及進(jìn)行結(jié)果的交流與討論。在學(xué)生已具備一定的學(xué)科知識(shí)素養(yǎng)、科學(xué)思維素養(yǎng)后,教師在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中指導(dǎo)學(xué)生把在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)過(guò)程里發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題獨(dú)立設(shè)置課題展開探究,可培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,有效提高學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。案例3:以改編"綠葉中色素的提取和分離"驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)威為例。學(xué)生通過(guò)課程學(xué)習(xí)和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是知道色素的提取和分離原理、過(guò)程及結(jié)果。但是在真實(shí)操作中,同學(xué)們?cè)谔崛∵^(guò)程中添加物質(zhì)的比例有誤差、或者操作過(guò)程有差異,或者其他原因?qū)е绿崛∫褐猩氐暮坎煌?或者在分離過(guò)程中用濾紙分離色素的時(shí)候畫濾液細(xì)線操作有異,或者層析液中的成分比例改變等原因,出現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果跟理論結(jié)果有偏差的情況。面對(duì)認(rèn)知沖突,學(xué)生求知欲旺盛。此情此景下,教師指導(dǎo)學(xué)生從原理、思路到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面綜合考量后提出合理的探究課題:如探究加入CaCO3對(duì)各種色素含量的影響;探究研磨對(duì)各種色素的影響;探究不同層析液對(duì)于色素分離的影響等[2]。學(xué)生按照已掌握的科學(xué)思路及方法寫出有實(shí)操性價(jià)值的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),并按設(shè)計(jì)完成實(shí)驗(yàn)探究。通過(guò)實(shí)踐證明,在真實(shí)情景下,利用特定的生物學(xué)現(xiàn)象,教師引導(dǎo)學(xué)生改編教材中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn),可促使學(xué)生通過(guò)理性思考及感性體驗(yàn)提高科學(xué)思維能力和科學(xué)探究能力,最終提升了學(xué)生的科學(xué)探究素養(yǎng)。(四)選用高考實(shí)驗(yàn)題評(píng)價(jià)學(xué)生素養(yǎng)后做弱項(xiàng)強(qiáng)化訓(xùn)練策略高考題是集多位專家與有豐富教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)秀教師的智慧結(jié)晶,是評(píng)價(jià)學(xué)生核心素養(yǎng)的有效形式。從近幾年的高考實(shí)驗(yàn)試題分析可知,實(shí)驗(yàn)試題圍繞核心素養(yǎng)各方面對(duì)考生進(jìn)行評(píng)價(jià)已成常態(tài),這為教師評(píng)價(jià)學(xué)生素養(yǎng)水平提供了豐富的資料。案例4:在一輪復(fù)習(xí)階段后期,學(xué)生已經(jīng)完成基礎(chǔ)課程的學(xué)習(xí)及復(fù)習(xí)。此時(shí)教師可用類似2017年全國(guó)Ⅰ卷第29題真題(簡(jiǎn)要寫出(1)實(shí)驗(yàn)思路,(2)預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論。要求:實(shí)驗(yàn)包含可相互印證的甲、乙兩個(gè)組)考核學(xué)生。教師根據(jù)學(xué)生的答題情況評(píng)價(jià)學(xué)生的科學(xué)思維及科學(xué)探究素養(yǎng),利用評(píng)價(jià)結(jié)果有針對(duì)性地對(duì)學(xué)生弱項(xiàng)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。教師根據(jù)學(xué)情在資源庫(kù)里選取相應(yīng)的高考題可有效評(píng)價(jià)學(xué)生的素養(yǎng)。真實(shí)可靠的評(píng)估結(jié)果有利于教師適時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,有針對(duì)性的對(duì)學(xué)生弱項(xiàng)進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練,從而達(dá)到全面提升學(xué)生核心素養(yǎng)的目標(biāo)。(五)鼓勵(lì)學(xué)生參加各種創(chuàng)新科技比賽策略在高中各階段,根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律,依據(jù)實(shí)際情況實(shí)施對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)策略可逐步提高學(xué)生的各種素養(yǎng)。在用相關(guān)的高考實(shí)驗(yàn)題評(píng)估過(guò)學(xué)生的綜合素養(yǎng)水平并做對(duì)應(yīng)的弱項(xiàng)強(qiáng)化訓(xùn)練后,教師鼓勵(lì)學(xué)生參加各種創(chuàng)新科技比賽,促使學(xué)生根據(jù)所學(xué)所能創(chuàng)新綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),然后把實(shí)踐過(guò)程、結(jié)果等進(jìn)行演講展示或內(nèi)化為文字等形式向社會(huì)推廣。案例5:廣州市每年都會(huì)舉辦中學(xué)生發(fā)酵技術(shù)創(chuàng)新成果展示交流活動(dòng)。在學(xué)生具備一定的生物科素養(yǎng)后鼓勵(lì)學(xué)生參賽。如2018年部分學(xué)生參加該活動(dòng):(1)從呼吸作用原理出發(fā)討論葡萄酒制作的原理及條件,通過(guò)查閱資料、咨詢老師或?qū)＜曳绞酱_定創(chuàng)新主題為《低溫浸皮對(duì)傳統(tǒng)法釀制葡萄酒的酒香及澀感的改善》后,根據(jù)實(shí)驗(yàn)思路寫出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),把成果向校內(nèi)師生展示,收集評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)后制作說(shuō)明展板;(3)根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)設(shè)計(jì)精美包裝,在交流會(huì)上向參會(huì)的同學(xué)、教師、專家等人員展示說(shuō)明以作推廣。由于作品從包裝到內(nèi)涵都不俗,學(xué)生推廣演說(shuō)到位,因此在現(xiàn)場(chǎng)專家投票和網(wǎng)絡(luò)投票反響好,榮獲了當(dāng)年交流活動(dòng)的二等獎(jiǎng)。分析案例5可知,學(xué)生參加創(chuàng)新科技比賽是展示素養(yǎng)的優(yōu)選平臺(tái)。在參賽過(guò)程中,學(xué)生從創(chuàng)新綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)到實(shí)踐再到把實(shí)踐成果推廣,既可以體會(huì)到再學(xué)習(xí)的樂(lè)趣,更可以領(lǐng)悟到“學(xué)以致用,回饋社會(huì)”的社會(huì)責(zé)任,提升核心素養(yǎng)。四、結(jié)語(yǔ)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng),是一個(gè)宏大的系統(tǒng)工程。生物科作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,實(shí)驗(yàn)教學(xué)是課程教學(xué)的重要內(nèi)容?；谛?/p>