劉勇環(huán)

摘? 要：自新課程改革實(shí)行以來(lái)，學(xué)生核心素養(yǎng)培養(yǎng)雖然逐漸成為高中生物學(xué)科的核心教學(xué)目標(biāo)，但在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生的核心素養(yǎng)提升卻仍然顯得比較緩慢，而依托教育信息技術(shù)，積極開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)，正是改變這一教學(xué)現(xiàn)狀的有效途徑?；诖?，文章簡(jiǎn)單介紹了中學(xué)階段生物學(xué)科的核心素養(yǎng)，從促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的角度出發(fā)，對(duì)生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)的意義進(jìn)行了總結(jié)分析，最后還結(jié)合高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的相關(guān)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)的有效開(kāi)展提出了一些建議，希望能夠?qū)λ刭|(zhì)教育理念在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的有效貫徹落實(shí)起到一定的促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);高中生物;實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)

在教育現(xiàn)代化、信息化的背景下，中學(xué)生物教師要想實(shí)現(xiàn)新課改所提出的全新教學(xué)要求，幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)學(xué)生核心素養(yǎng)的不斷發(fā)展，不僅需要提高對(duì)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重視，堅(jiān)持理論與實(shí)踐相結(jié)合的教學(xué)策略，也必須要適應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，將教育信息技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中來(lái)，以真正實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)，尤其是在注重實(shí)踐探究的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)于教育信息技術(shù)的應(yīng)用更是顯得極為重要，而面向生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)展開(kāi)相關(guān)研究，自然也是十分具有現(xiàn)實(shí)意義的。

一、生物學(xué)科核心素養(yǎng)概述

（一）生命觀(guān)念

生命觀(guān)念作為生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要構(gòu)成元素，通常是指認(rèn)識(shí)、理解、解釋生命現(xiàn)象或生物學(xué)相關(guān)事件的一種意識(shí)觀(guān)念，或是準(zhǔn)確解釋生命現(xiàn)象特性、探究生命活動(dòng)規(guī)律的一種思想方法，需要學(xué)生在學(xué)習(xí)、理解各種生物學(xué)基本概念的過(guò)程中逐漸形成，具體包括進(jìn)化與適應(yīng)觀(guān)、局部與整體觀(guān)、物質(zhì)與能量觀(guān)等等。面對(duì)自然界中各種各樣的生物，學(xué)生只有具備了良好的生命觀(guān)念核心素養(yǎng)，才能夠?qū)ι锒鄻有?、?fù)雜性、統(tǒng)一性及生物個(gè)體獨(dú)特性形成全面認(rèn)知，進(jìn)而為正確自然觀(guān)、世界觀(guān)的形成良好基礎(chǔ)。

（二）理性思維

理性思維簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是秉承科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、務(wù)實(shí)的求知態(tài)度及科學(xué)思維方法來(lái)認(rèn)識(shí)事物、解決問(wèn)題的能力素養(yǎng)。從中學(xué)生物教學(xué)的角度來(lái)看，學(xué)生通常需要在學(xué)習(xí)生物知識(shí)、解決生物學(xué)科相關(guān)實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中，逐漸形成這一能力素養(yǎng)，并使其得到持續(xù)發(fā)展，還必須要充分尊重客觀(guān)實(shí)際及真實(shí)證據(jù)，將歸納概括、演繹推理等方法應(yīng)用到知識(shí)學(xué)習(xí)與問(wèn)題解決中來(lái)。對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō)，只有具備了理性思維這一生物學(xué)科核心素養(yǎng)，才能夠正確看待各種生命現(xiàn)象，合理解釋生物學(xué)規(guī)律，在面對(duì)生物學(xué)相關(guān)社會(huì)議題時(shí)，對(duì)其做出科學(xué)、合理論證，在生物學(xué)習(xí)及個(gè)人發(fā)展方面都顯得十分重要。

（三）科學(xué)探究

科學(xué)探究作為認(rèn)識(shí)事物、解決問(wèn)題所必備的能力素養(yǎng)，在生物學(xué)核心素養(yǎng)中通常是指觀(guān)察生物學(xué)現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)生物學(xué)問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上順利完成問(wèn)題分析、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)方案制定與事實(shí)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果總結(jié)與討論等一系列工作的能力素養(yǎng)。而要想形成這一生物學(xué)科核心素養(yǎng)，則需要學(xué)生對(duì)自然現(xiàn)象及相關(guān)生物學(xué)知識(shí)具有較強(qiáng)好奇心、求知欲，愿意為了了解自然現(xiàn)象、各種生物來(lái)參與到科學(xué)研究中來(lái)。

（四）社會(huì)責(zé)任

社會(huì)責(zé)任同樣屬于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成元素，但與其他學(xué)科核心素養(yǎng)不同的是，社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)主要是面向思想意識(shí)、觀(guān)念層面，是指在對(duì)生物學(xué)擁有正確認(rèn)識(shí)的情況下，能夠利用自身所掌握的生物學(xué)知識(shí)、方法，對(duì)生物學(xué)相關(guān)社會(huì)事務(wù)做出理論評(píng)判、解釋?zhuān)瑸樯a(chǎn)生活問(wèn)題的解決提供支持，以期達(dá)到造福人類(lèi)的最終目標(biāo)。在現(xiàn)實(shí)生活中，如參與環(huán)保實(shí)踐、宣傳關(guān)愛(ài)生命觀(guān)念、參與面向現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題的科學(xué)研究等行為，都屬于具備社會(huì)責(zé)任能力素養(yǎng)的直接體現(xiàn)。

二、核心素養(yǎng)視野下開(kāi)展中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)的重要意義

（一）推動(dòng)教學(xué)內(nèi)容拓展

在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師雖然普遍習(xí)慣于圍繞教材內(nèi)容來(lái)選擇實(shí)驗(yàn)、組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，但由于教材內(nèi)容相對(duì)有限，很難滿(mǎn)足學(xué)生了解、認(rèn)識(shí)自然界的需求，而生物實(shí)驗(yàn)本身又存在著一定理解難度，有些學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)后，仍然會(huì)出現(xiàn)無(wú)法理解實(shí)驗(yàn)背后生物學(xué)規(guī)律的情況，因此要想使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到較好發(fā)展，單純圍繞教材展開(kāi)實(shí)驗(yàn)教學(xué)往往會(huì)顯得比較困難。而開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)，則可以加深互聯(lián)網(wǎng)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)間的聯(lián)系，在教學(xué)內(nèi)容中引入各種合適的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，利用先進(jìn)教學(xué)輔助設(shè)備、設(shè)施，將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源以更加直觀(guān)、形象的形式呈現(xiàn)出來(lái)。這樣既可以豐富生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的課程資源，充分滿(mǎn)足學(xué)生認(rèn)識(shí)、了解自然界的需求，也可以為學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理提供幫助，對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展是非常有利的。

例如在進(jìn)行“觀(guān)察細(xì)胞的有絲分裂”這一生物實(shí)驗(yàn)的相關(guān)教學(xué)時(shí)，如果教師能夠借助視頻、圖片等形式的網(wǎng)絡(luò)課程資源，對(duì)細(xì)胞有絲分裂過(guò)程、動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂差異等方面的知識(shí)進(jìn)行介紹，那么學(xué)生的生物學(xué)知識(shí)儲(chǔ)備就會(huì)變得更為豐富，而在觀(guān)察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí)，對(duì)染色體螺旋纏繞、紡錘絲附著在染色體著絲點(diǎn)上等現(xiàn)象的判斷及相關(guān)原理理解也會(huì)變得更加準(zhǔn)確。

（二）保證學(xué)生探究興趣

學(xué)生的生物學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展，通常都需要在學(xué)習(xí)探究、實(shí)踐的過(guò)程中逐漸實(shí)現(xiàn)，尤其是在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，探究實(shí)踐對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)提升更是尤為重要，而要想讓學(xué)生積極參與學(xué)習(xí)探究、實(shí)踐，則必須要保證其對(duì)實(shí)驗(yàn)具有較強(qiáng)的探究興趣。因此從核心素養(yǎng)培養(yǎng)的角度來(lái)看，開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)的意義，往往還能夠在對(duì)學(xué)生探究興趣的激發(fā)、培養(yǎng)上。例如在進(jìn)行“探究酵母菌細(xì)胞的呼吸方式”這一實(shí)驗(yàn)的相關(guān)教學(xué)時(shí)，學(xué)生面對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程常常會(huì)產(chǎn)生枯燥的感覺(jué)，學(xué)習(xí)興趣并不高。但教師如果能夠積極開(kāi)展實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)，例如播放交警在路上查酒駕時(shí)拿著酒精測(cè)試儀檢測(cè)的視頻，學(xué)生立即提起精神，能夠很好完成課堂教學(xué)導(dǎo)入，那么學(xué)生就會(huì)逐漸沉浸到情境之中，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象背后的實(shí)驗(yàn)原理產(chǎn)生求知欲，想要通過(guò)動(dòng)手實(shí)驗(yàn)來(lái)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)原理，而這也正是其產(chǎn)生探究興趣的直接體現(xiàn)。

（三）提高課堂教學(xué)效率

中學(xué)階段的生物實(shí)驗(yàn)雖然大多都比較簡(jiǎn)單，但對(duì)于參與實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)較少、動(dòng)手實(shí)踐能力比較薄弱的中學(xué)生來(lái)說(shuō)，仍然會(huì)具有一定的難度，教師為了讓學(xué)生真正參與到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中來(lái)，實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的提升，通常都會(huì)在課前對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本步驟、操作要點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單講解，如果學(xué)生剛剛接觸生物實(shí)驗(yàn)，甚至還需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)用具操作方法的現(xiàn)場(chǎng)示范。在整個(gè)實(shí)驗(yàn)前講解過(guò)程耗時(shí)較長(zhǎng)的情況下，即便教師能夠在學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行適時(shí)的指導(dǎo)，實(shí)驗(yàn)課的課堂教學(xué)效率也同樣會(huì)顯得比較低。而開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)，則可以突破傳統(tǒng)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的限制，利用各種多媒體課件或虛擬仿真軟件，將實(shí)驗(yàn)操作要點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)步驟等方面教學(xué)內(nèi)容以更加真實(shí)的方式呈現(xiàn)出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生借助這些軟件、課件進(jìn)行課前預(yù)習(xí)，初步了解即將進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)。

例如在進(jìn)行“葉綠體色素的提取和分離”這一實(shí)驗(yàn)的相關(guān)教學(xué)時(shí)，教師就可以提前錄制微課視頻，對(duì)實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)的操作進(jìn)行演示、簡(jiǎn)單講解，并將微課視頻提前下發(fā)給學(xué)生，要求其進(jìn)行預(yù)習(xí)。這樣一來(lái)，由于學(xué)生在上課前已經(jīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)擁有了一定的了解，因此教師可以直接組織學(xué)生開(kāi)展實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，而課堂教學(xué)效率也會(huì)在不影響教學(xué)質(zhì)量的情況下，得到顯著提升。

三、核心素養(yǎng)視野下開(kāi)展中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)的具體實(shí)踐

（一）生動(dòng)解析基本概念

對(duì)于生物教師來(lái)說(shuō)，要想有效開(kāi)展中學(xué)生生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)，首先就需要打破以語(yǔ)言講解為主的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)固有思路，將各種信息化的教學(xué)技術(shù)手段，創(chuàng)新應(yīng)用到與生物實(shí)驗(yàn)相關(guān)的基本生物學(xué)概念教學(xué)中來(lái)，以幫助學(xué)生樹(shù)立正確的生物觀(guān)念。

例如在進(jìn)行“使用顯微鏡觀(guān)察多種多樣的細(xì)胞”這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師就可以先帶領(lǐng)學(xué)生利用顯微鏡來(lái)觀(guān)察多種細(xì)胞，之后再借助多媒體教學(xué)設(shè)備，將各種細(xì)胞在顯微鏡中呈現(xiàn)出的影像照片集中展示出來(lái)，鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)及剛剛在實(shí)驗(yàn)中觀(guān)察到的現(xiàn)象，對(duì)不同圖片中展示的細(xì)胞進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別，說(shuō)出各種細(xì)胞的共同點(diǎn)與差異。這樣一來(lái)，學(xué)生能夠發(fā)現(xiàn)所有細(xì)胞都有細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核三大共同結(jié)構(gòu)，而教師只需適時(shí)的引出生物統(tǒng)一性觀(guān)點(diǎn)，就能夠?qū)W(xué)生的生命觀(guān)念核心素養(yǎng)發(fā)展起到促進(jìn)作用。

（二）引導(dǎo)學(xué)生科學(xué)探究

在開(kāi)展生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)的過(guò)程中，教師同樣還可以借助各種教育信息技術(shù)，對(duì)學(xué)生探究引導(dǎo)的具體方式加以創(chuàng)新，使其能夠更好地參與到以實(shí)驗(yàn)為核心的科學(xué)探究活動(dòng)中來(lái)。

例如在進(jìn)行“觀(guān)察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”這一實(shí)驗(yàn)的相關(guān)教學(xué)時(shí)，教師就可以改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)導(dǎo)入方式，將情境教學(xué)法應(yīng)用實(shí)驗(yàn)教學(xué)中上來(lái)，先為學(xué)生播放與細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)相關(guān)的動(dòng)畫(huà)視頻（網(wǎng)上搜集整理或自主制作均可），并借此創(chuàng)設(shè)出“探索細(xì)胞王國(guó)”的相關(guān)教學(xué)情境。待學(xué)生沉浸到情境中后，再提出“DNA和RNA分別位于細(xì)胞王國(guó)的哪個(gè)位置？”“細(xì)胞中的DNA與RNA的結(jié)構(gòu)有什么不同？”“DNA與RNA的組成成分有哪些不同？”等類(lèi)似問(wèn)題，以及有關(guān)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單構(gòu)想與思路，使學(xué)生產(chǎn)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的強(qiáng)烈意愿，并迅速進(jìn)入到思考探究的狀態(tài)中來(lái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的完善、實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的落實(shí)完成展開(kāi)深入探究。而在參與實(shí)驗(yàn)活動(dòng)、展開(kāi)實(shí)踐探究的過(guò)程中，由于學(xué)生必須要保證每一個(gè)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)科學(xué)性與執(zhí)行規(guī)范性，還需要獨(dú)立或是與同學(xué)合作逐步完成實(shí)驗(yàn)，因此其理性思維與科學(xué)探究核心素養(yǎng)都能夠得到很好地鍛煉。

（三）重視現(xiàn)實(shí)問(wèn)題分析

在開(kāi)展中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)的過(guò)程中，很多學(xué)生雖然能夠在教師指導(dǎo)下，按步驟順利完成實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，但對(duì)于實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解與認(rèn)識(shí)卻仍然比較淺顯，往往并不理解進(jìn)行每一步實(shí)驗(yàn)操作的原因，一旦將實(shí)驗(yàn)帶入到類(lèi)似的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題中來(lái)，那么學(xué)生很容易陷入迷茫的狀態(tài)，不知該如何解決。針對(duì)這一情況，教師還需充分發(fā)揮生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)在教學(xué)內(nèi)容拓展方面的優(yōu)勢(shì)，借助多媒體課件、微課視頻、虛擬仿真軟件等教學(xué)輔助工具、資源，將實(shí)驗(yàn)相關(guān)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題呈現(xiàn)出來(lái)，之后再鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)來(lái)思考現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的解決思路。

例如在進(jìn)行“探究水族箱（或魚(yú)缸）中群落的演替”這一實(shí)驗(yàn)的相關(guān)教學(xué)時(shí)，由于課上觀(guān)察水族箱中變化并不現(xiàn)實(shí)，很難展現(xiàn)出“群落演替”的相關(guān)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，更無(wú)法與現(xiàn)實(shí)問(wèn)題緊密聯(lián)系起來(lái)，因此教師完全可以對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)思路加以創(chuàng)新，在網(wǎng)絡(luò)上搜集實(shí)驗(yàn)的相關(guān)視頻資源，并將其制作成微課或其他形式的多媒體課程資源，將整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程展現(xiàn)出來(lái)，并帶領(lǐng)學(xué)生觀(guān)察長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象（群落變化情況）。如條件允許，還可以提前將水族箱放在班級(jí)中，并利用智能手機(jī)等設(shè)備，與學(xué)生共同記錄水族箱中每天的變化。等到生物群落演替現(xiàn)象發(fā)生后，再將視頻資源制作成微課，在課上組織學(xué)生觀(guān)看，把實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與聯(lián)系生物入侵問(wèn)題聯(lián)系在一起，鼓勵(lì)學(xué)生思考生物入侵可能造成的危害及解決生物入侵問(wèn)題的有效策略。這樣一來(lái)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都能夠在時(shí)長(zhǎng)較短的視頻中清晰呈現(xiàn)出來(lái)，教師只需引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合視頻中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)生物入侵等現(xiàn)實(shí)問(wèn)題展開(kāi)思考，就可以幫助學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到生物知識(shí)、生物實(shí)驗(yàn)在現(xiàn)實(shí)生活中的重要意義，產(chǎn)生運(yùn)用所學(xué)生物知識(shí)來(lái)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的意愿，而其社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)也會(huì)隨之得到良好發(fā)展。

四、結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著新課程改革的不斷深入，中學(xué)生物學(xué)科的核心素養(yǎng)已經(jīng)十分明確，但對(duì)于教師來(lái)說(shuō)，要想有效開(kāi)展中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)，并借此來(lái)促進(jìn)學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展，仍然需要充分認(rèn)識(shí)到生物實(shí)驗(yàn)信息化教學(xué)在學(xué)生探究興趣激發(fā)、教學(xué)效率提升、拓展教學(xué)拓展等方面的重要作用，在生物學(xué)基本概念解析、學(xué)生科學(xué)探究引導(dǎo)、現(xiàn)實(shí)問(wèn)題分析等方面采取合適的教學(xué)策略。

（責(zé)任編輯：汪旦旦）

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