基于核心素养的初中生物实验教学策略优化探究

郑舒文

摘 要：随着教育教学改革的不断深入，生物实验教学越来越受到重视。生物实验教学作为生物教学的重要组成部分，不仅有助于提高学生的思维能力、实践能力、创新能力，还有助于培养学生的科学精神，提升学生的核心素养，促进学生全面发展。文章从初中生物实验教学概述入手，通过对初中生物实验教学现状的分析，对基于核心素养的初中生物实验教学策略的实施要点、优化进行探究，以期有效提高初中生物实验教学质量，全面提升学生的生物学科核心素养。

关键词：核心素养;初中生物;实验教学策略;优化

中图分类号：G633.91 文献标志码：A 文章编号：1008-3561（2022）07-0086-03

新课改背景下，生物教师在生物课程教学中要注重对学生生物学科核心素养的培养，即在引导学生学习生物知识的同时，培养学生适应终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。生物学是一门研究生命现象的自然科学，实验教学是生物教学的重要组成部分，也是培养学生动手能力和知识运用能力的重要途径。生物教师要想切实提升学生生物学科核心素养，必须提高生物实验教学质量。

一、初中生物实验教学概述

1.生物实验教学的含义

初中生物实验教学是指教师带着一定的教学目标，基于一定的生物知识，利用一定的教育场景，以生物实验为载体的教学行为，旨在培养学生对生物科学的理性认知。初中生物实验教学主要包含四部分内容：经典实验的再演示、同质的替代实验、生活中生物现象的开发和利用，以及理论实验。

2.生物实验教学的意义

生物实验教学能充分激发学生生物学科的学习积极性，对学生掌握生物知识、提高能力、提升素养都有着积极的意义。一方面，部分生物理论知识相对抽象、枯燥，难以理解，而生物实验则可以把这些抽象、枯燥的生物理论知识变得生动、形象、可视化，这有助于激发学生的生物学习兴趣，调动学生的生物学习热情，强化学生对相关生物理论知识的理解。另一方面，学生通过对生物实验的严谨操作，对自然界的生物规律和生命现象的有效探究，可以提高自身的理性思维能力，提升自身的生物学科核心素养，并对事物形成理性认识。

二、初中生物实验教学现状

1.课程时间有限，缺乏具体落实

在传统教学观念中，初中生物课程属于副课，分配给它的教学时间十分有限。因此，部分生物教师为了节约教学时间，追赶教学进度，对于生物实验教学常常采用口头讲解、个人演示、播放视频、书面练习的方式简单带过，缺乏具体落实，致使生物实验教学变成了一种形式化的存在。

2.实验设备不足，教学资源匮乏

一方面，部分学校生物实验室数量有限，生物实验设备陈旧，这导致学生亲自动手实验的机会较少，实验课体验较差，实验教学效果不理想。另一方面，教师可利用的生物实验教学资源较少，这导致教师在开展实验教学时对一些实验材料的开发和利用容易陷入经验主义误区，从而为生物实验教学的创新带来一定阻碍。

3.考学内容不一，重视程度不够

在生物实验考查中，书面考查往往多于实践操作的考查，这导致不论是教师教学，还是学生学习，往往都把重心放在书面内容的过关上，致使生物实验教学很大程度上沦为过场，形式大于内容，并不能真正发挥出其在培养学生生物素养方面的作用。

三、基于核心素养的初中生物实验教学策略的实施要点

1.回顾学科发展，领会实验精神

教师可以先带领学生回顾生物学科的发展历程，以此增强学生对生物实验教学的情感体验，提升学生对生物实验学习的重视程度。在生物学研究的初期，生物学家对很多生物概念的归纳和界定都是运用不完全归纳法，通过对自然界中普遍存在的现象进行整理和汇总，而获得对一类事物的一般性认识。例如器官、节肢动物、裸子植物等概念都是生物学家对生物概念宏观的归纳和界定。随着科技的发展和人们认知的提升，生物学家开始逐渐采用观察、猜想、发现和简单实验归纳的方法获取经验材料。通过运用这样的方法，生物学家总结出了很多生物学理论，如细胞学说、生物进化学说等，有效促进了生物学科的发展。在生物科学蓬勃发展的今天，各领域进入到微观、细化、科学、严谨、理性的研究层面，而生物实验则成为延续生物学科生命力的不竭动力，于是诞生了“提出问题→做出假设→设计实验→完成实验→分析现象→得出结论”的实验探索思路，并迅速被接纳和广泛应用。教师通过带领学生回忆生物史上的经典实验，可以让学生切实感受到生物实验对生物学发展的意义，领会到生物实验中蕴含的科学理性的精神，有效提升学生对生物实验学习的重视程度。

2.立足经典实验，塑造实验品质

经典实验是科学家们精心思考、巧妙设计、反复实践，经后人重复证明是正确的一些最具代表性的实验。从普里斯特利发现植物可以更新空气，到萨克斯成功证明绿色叶片产生淀粉，到恩格尔曼证明氧气由叶绿体释放出来及叶绿体是光合作用的场所，再到鲁宾和卡门用同位素标记法证明光合作用释放的氧气全部来自水……一个个经典实验奠定了生物学科的基础，也见证了生物学科发展的历史。在带领学生复制这些实验时，一方面，教师要引导学生充分体会科学家们在进行科学实验时坚韧不拔的精神，感悟他们卓越的智慧，学习他们科学严谨的态度，另一方面，教师要带领学生通过对这些实验的剖析，打破原有思维定式，逐步形成敢于创新、敢于探索、科学严谨、坚韧不拔的实验品质。

3.加强方法指导，重视自主体验

在实际教学中，教师要在明确学生主体地位的基础上，充分发挥引导者的作用。在进行教师演示实验教学时，教师要充分备课，做好各种预设情境，设置好问题引导，以此有效吸引学生的注意力，激发学生的参与热情。在进行学生自主探究式实验教学时，教师要加強自身组织管理能力，采用启发式的指导方式帮助学生快速进入实验状态，促使学生有方向、有效率地进行实验。但要谨记，探究式实验强调的是学生的自主操作，教师切忌越俎代庖。

四、基于核心素养的初中生物实验教学策略的优化

1.改进实验材料，增强实验效果

以人教版七年级生物实验“观察植物细胞”为例，这是一个分组实验，教材中提到的实验材料包括苦草、黑藻、黄瓜、洋葱。如果教师不进行实验材料的优化，学生自主实验的难度很大。因此，在引导学生进行实验时，教师要充分发挥自身的引导作用。在实验课程开始之前，教师可以根据自身的教学经验或者借鉴他人的成功教学案例，打破教材束缚，确定最适合的实验材料——番茄果肉，并提前准备好。在实验课程开始之后，教师要先带领学生逐个分析课本上提到的实验材料的可操作性，以此帮助学生学会良好的科学实验方法，养成严谨的科学实验态度。（1）黑藻与苦草不易获得，不宜采用。（2）黄瓜需要用到刀片进行切片，存在安全隐患，不宜采用。（3）洋葱虽较易获得，但是撕取下来的洋葱内表皮在清水中极易卷曲、较难展平，易导致细胞重叠，影响实验效果，不宜采用。教师带领学生分析完课本上提供的实验材料后，学生会发现这些材料都不适合自己动手操作，有点不知所措。这时，教师可适时地提出教材没有提及的实验材料——番茄果肉，并拿出自己事前准备好的番茄果肉让学生亲自动手实验，来验证番茄果肉是否适合“观察植物细胞”的实验。学生经过动手实际操作后，会发现番茄果肉既易于取材，又易于制片，确实是这个实验较为理想的实验材料。教师通过带领学生分析实验材料，对实验材料进行大胆改良，不但有助于提升实验的可操作性，提升实验效果，更有助于学生学会分析问题、解决问题的方法，有效完成实验教学。

2.合理引导学生，优化实验方案

在生物实验教学过程中，要想充分调动学生的实验学习积极性，有效提升实验教学效果，教师要重视学生的情感体验，充分发挥学生的主体作用，多设置探究性、自主性实验，引导学生亲自动手操作，亲身经历科学探究的过程（阅读、观察、比较、思考、设计、试验和完善），并对学生的创造性行为给予足够的重视和肯定。以人教版七年级生物实验“观察洋葱鳞片叶表皮细胞”为例，教材要求的实验操作步骤为：擦→滴→取→展→盖→染，由于整个实验染色时间较长，需要多次染色，于是在实验过程中，有的学生创造性地将盖玻片和染色两步顺序进行了调换。笔者发现这样调换操作后，染色效果更好，在显微镜下观察到的细胞更为清晰，因此积极给予这位学生以鼓励，极大地提升他的实验热情。在学生进行自主探究实验过程中，教师要引导学生提出不同的假设，采用不同的数据处理方法，设计出不同的实验方案，以此使学生的思维广度得以提升，思维严谨性得到完善。以人教版八年级生物实验“发酵实验”为例，教材给出的实验方案为：在一个透明玻璃瓶内加一些温开水、一勺糖和一小包酵母，然后将气球挤瘪后套在瓶口，观察气球是否膨大。对于这个实验，教师可以先带领学生找出这个实验方案存在的不足之处。（1）没有设置对照实验，难以证明气体是酵母菌发酵产生的，还是糖类直接分解获得的。（2）可以通过气味判断产物之一是酒精，但是二氧化碳无色无味，没有设置验证实验，难以辨别。针对这两点不足，教师可引导学生对实验进行改良，并设计出如下改良方案：设置对照实验（A、B组），即A、B两组先分别在透明矿泉水瓶中加一勺糖、一小包酵母、温开水（量约水瓶2/3处），然后A组取下气球后将气体通往澄清的石灰水，通过观察石灰水的变化可以有效验证发酵产生的气体是否为二氧化碳。教师通过对学生进行合理引导，让学生在亲自动手实验的过程中不断提升情感体验，主动优化实验方案，有效提升实验学习效果。

3.善用生活素材，重视实践应用

生物教师要重视生活情境的价值，充分挖掘生活中的素材，引导学生把生物学科知识与日常生活紧密联系起来，如教师可以指导学生通过自制教具进行模拟实验等。以人教版八年级生物实验“骨、关节和肌肉的协调配合”的教学为例，这是一个演示实验，教师可以带领学生自制教具进行模拟实验。首先，教师可以引导学生用绳子模拟肌肉，纸片模拟骨，纸片折叠处代表关节，以此自制模拟实验教具。然后，教师让学生尝试牵拉绳子，在牵拉绳子的同时还要注意观察纸片的变化，以便可以观察到肌肉牵拉骨绕着关节运动，从而帮助学生理解三者是如何配合完成运动的。最后，教师对实验进行总结，并鼓励学生课下利用其他材料继续尝试实验。教师通过带领学生自制实验教具，从生活取材，让学生动手设计，亲自体验，从而有效把生物学科与日常生活紧密联系起来。

五、结语

综上所述，初中生物实验教学是初中生物课程的重要组成部分，是培养学生生物学科核心素养的重要途径，教师必须重视生物实验部分的教学。在生物实验教学过程中，教师可以从改进实验材料、增强实验效果，合理引导学生、优化实验方案，善用生活素材、重视实践应用等方面入手对初中生物实验教学策略进行优化，以此提升生物实验教学效果，为学生学好生物课程、提升生物学科核心素养奠定坚实的基础。

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Research on the Optimization of Biology Experiment Teaching Strategy in Junior Middle School

Based on Core Competence

Zheng Shuwen

（Huli Middle School， Xiamen City， Fujian Province， Xiamen 361006， China）

Abstract：  With the deepening of education and teaching reform， biological experiment teaching has attracted more and more attention. As an important part of biology teaching， biological experiment teaching not only helps to improve students' thinking ability， practical ability and innovation ability， but also helps to cultivate students' scientific spirit， improve students' core competence and promote students' all-round development. Starting with the overview of biological experiment teaching in junior middle school， through the analysis of the current situation of biological experiment teaching in junior middle school， this paper explores the implementation points and optimization of biological experiment teaching strategy in junior middle school based on core competence， in order to effectively improve the quality of biological experiment teaching in junior middle school and comprehensively improve students' core competence of biological discipline.

Key words： core competence; junior middle school biology; experimental teaching strategy; optimization