徐文新

摘 要：在核心素養(yǎng)視閾下審視生物實驗教學(xué)，既是提升生物教師執(zhí)教能力的關(guān)鍵，也是拓展生物實驗教學(xué)的基礎(chǔ)。因此，結(jié)合具體的生物實驗個案，闡述了將生物學(xué)核心素養(yǎng)有效地融入實驗教學(xué)。提出基于“理性思維、科學(xué)探究”創(chuàng)新實驗，其中包括核心素養(yǎng)理念如何融入實驗教學(xué)和在核心素養(yǎng)理念下如何評估生物實驗教學(xué)兩個重要的內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：高中生物；核心素養(yǎng)；實驗教學(xué)；創(chuàng)新實驗

一、核心素養(yǎng)對創(chuàng)新實驗教學(xué)的影響

1.改編實驗體驗“科學(xué)探究”

課標(biāo)提出的科學(xué)探究是指能夠發(fā)現(xiàn)現(xiàn)實世界中的生物學(xué)問題，針對特定的生物學(xué)現(xiàn)象，進行觀察提問、實驗設(shè)計、方案實施，以及進行結(jié)果的交流與討論。探究性實驗是培養(yǎng)學(xué)生探究能力和探究精神的主陣地，將教材中的驗證性實驗改為探究性實驗，既是實驗內(nèi)容上的創(chuàng)新，又是教學(xué)形式上的創(chuàng)新。例如，“綠葉中色素的提取和分離”實驗中，關(guān)于色素的提取，若依照教材上的研磨法，步驟繁瑣，需要較多的綠葉和無水乙醇，用的藥品種類比較多，且研磨操作對學(xué)生來說有一定困難，提取液中色素含量不高，色素分離不明顯。教師可啟發(fā)學(xué)生圍繞“如何改進色素提取的方法”進行探究，對比不同材料的提取效果。還可鼓勵學(xué)生進行拓展探究：探究不同綠色植物色素的種類和含量的差異；探究不同溫度對色素提取液顏色及各種色素含量的影響；探究不同加熱時間對色素含量的影響；探究加入碳酸鈣對各種色素含量的影響；探究研磨對各色素的影響；探究不同層析液對色素分離的影響；探究不同層析介質(zhì)對結(jié)果的影響等。

定量實驗是研究對象的性質(zhì)、組成和影響因素之間的數(shù)量關(guān)系，而定性實驗只能回答“是不是”或“有沒有”的問題。將定性實驗改為定量實驗?zāi)軌蛲ㄟ^數(shù)字、圖表等直觀的數(shù)據(jù)精確反映實驗結(jié)果，進而說明相應(yīng)的生物學(xué)問題，有助于學(xué)生學(xué)會分析數(shù)據(jù)、用數(shù)據(jù)表達(dá)實驗結(jié)果，有利于學(xué)生邏輯思維的培養(yǎng)。目前，傳感器越來越多地進入中學(xué)課堂，成為定量檢測實驗結(jié)果的設(shè)備。常見的傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、pH傳感器、CO2濃度傳感器、O2濃度傳感器等。將定性實驗的結(jié)果檢測方法改為使用傳感器檢測，便可將實驗改為定量實驗?！疤骄拷湍妇暮粑绞健薄疤骄坑绊懨富钚缘臈l件”“環(huán)境因素對光合作用強度的影響”等實驗結(jié)果的檢測，均可通過此方法改進。這些實驗借助傳感器實時獲取數(shù)據(jù)，并由計算機生成曲線，不僅可以提高實驗效率，還能提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確性，取得更佳的教學(xué)效果。

2.生活為背景突顯“社會責(zé)任”

課標(biāo)提出的社會責(zé)任是對學(xué)生個人乃至社會最重要的“核心素養(yǎng)”。學(xué)生在日常生活中會遇到很多與生物學(xué)相關(guān)的問題，涵蓋醫(yī)藥衛(wèi)生、食品安全、環(huán)境保護、社會倫理等各個方面，教師可適時將現(xiàn)實問題作為情境結(jié)合實驗開展STSE教育。能使學(xué)生綜合、正確地看待科學(xué)、技術(shù)、環(huán)境和社會發(fā)展之間的相互影響，能正確看待科學(xué)技術(shù)的社會化問題，合理協(xié)調(diào)科學(xué)技術(shù)與社會、環(huán)境之間的關(guān)系。

例如，生活中污水的排放是否達(dá)標(biāo)？對周圍河道生物種類的影響如何？可以調(diào)查河道中的生物類群與水質(zhì)情況，建立兩者之間的聯(lián)系，將結(jié)果反饋給相關(guān)部門，參與社會環(huán)境的保護。再如，生活垃圾一般是以土地填埋作為最終處置方法，那么，這樣的處理是否會破壞環(huán)境？填埋前做怎樣的處理會更有效？教師可以此問題作為實驗背景，對教材中“微生物的分解作用”實驗進行改進，將實驗中的落葉換成不同種類的生活垃圾，組織學(xué)生通過實驗來探究。

二、基于核心素養(yǎng)的效果評估

基于核心素養(yǎng)的效果評估可以發(fā)現(xiàn)生物實驗教學(xué)中存在的問題。對于生物實驗教學(xué)而言，它的效果可以從兩個層面上進行客觀的評估：一個是對實驗結(jié)果的簡單評估，即實驗是否成功。另一個是基于核心素養(yǎng)理念對生物實驗教學(xué)的整體評析。而且對實驗效果的評估還要與具體的實驗內(nèi)容相聯(lián)系，即核心素養(yǎng)視閾下的實驗評估，不能簡單地以成敗論英雄。例如，“葉綠體中色素的提取和分離”實驗中，學(xué)生最后可能沒有獲得四條色素帶，可能只有下面的三條，如果從最后的結(jié)果來看也許是失敗的，但是如果能夠從結(jié)果中思考問題所在并探究原因，那么這個實驗所帶給學(xué)生的知識和能力提高就會比成功的個體更多。核心素養(yǎng)具有綜合性的特點，它既涉及知識的學(xué)習(xí)，又涉及能力的養(yǎng)成和價值觀的形成。

綜合來看，在核心素養(yǎng)視閾下評估生物實驗應(yīng)該關(guān)注三個層面的問題：首先是實驗設(shè)計的問題。雖然生物教材里實驗安排都是單一性的，在具體的教學(xué)過程中，生物教師應(yīng)該盡可能把這些實驗進行綜合性安排。其次，實驗操作的問題。雖然生物實驗都有一定的操作步驟，但如何操作，還需要根據(jù)實驗的內(nèi)容進行綜合性思考。特別是對于綜合實驗而言，更是如此。最后，實驗結(jié)果的評估。生物實驗與其他學(xué)科的教學(xué)實驗一樣，其最終的目的都是培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。發(fā)現(xiàn)問題也好，解決問題也罷，在另一個層面上，它是培養(yǎng)學(xué)生思維素養(yǎng)的基礎(chǔ)?！昂诵乃仞B(yǎng)”視閾下審視生物實驗教學(xué)，既是提升生物教師執(zhí)教能力的重要途徑，又是解決生物實驗教學(xué)存在的問題的開始。

編輯 謝尾合