高中生物實驗教學中學生科學探究核心素養的培養路徑探索

摘 要：目前，我國高中生物課程改革正在不斷推進，學生在課堂上所學的知識不再是孤立存在的知識點，而是相互聯系的整體。生物課程學習需要學生具有較強的綜合素質以及科學探究能力，而實驗教學是培養學生科學素養的有效途徑。文章從科學課程改革入手，分析高中生物教師在實驗教學過程中對學生科學探究核心素養進行培養時存在的問題以及相應的解決策略。

關鍵詞：高中生物；實驗教學；核心素養；培養策略

基金項目：甘肅省定西市教育科學“十四五”規劃2022年度課題“高中生物實驗教學中進行科學探究的策略研究——以必修1《分子與細胞》為例”（課題立項號：DX[2022]GHBZ0162）。

作者簡介：杜臨霞（1991—），女，甘肅省定西市臨洮中學。

眾所周知，我國是世界上人口最多的國家，因此，國民綜合素質一直是社會各界關注和討論的熱點話題。在教育領域，我國一直致力于提升學生的核心素養。近年來，我國各所大學開設了生命科學課程，并積極鼓勵學生參與生物科學研究活動。因而在高中生物教學過程中，教師也應積極引導學生開展生物實驗，讓學生學會收集、整理、分析實驗數據和結果等，使高中生物課堂成為學生探究生命世界和自然奧秘、提升核心素養、促進自身全面發展的有效途徑。

一、當前高中生物實驗教學存在的問題

（一）教學模式不符合學生發展需求

在傳統的高中生物教學過程中，往往存在以下幾個問題：首先，教師對生物知識點的講解不夠透徹和全面；其次，課堂氛圍沉悶，缺乏活力，不能激發學生的學習興趣和積極性；最后，教學方法單一，無法滿足專業人才的培養需求。此外，在學習過程中，學生需要不斷重復記憶和理解，效率較低。這樣的教學方式不僅導致師生之間缺乏有效溝通和合作，還會使學生的學習效率下降。在傳統高中生物教學過程中，教師更多地以自己為主體進行講解，而學生則處于被動接受狀態，缺乏主動思考和自主學習的能力，無法對所學知識進行運用和拓展。因此，高中生物教師需要轉變傳統的教學模式，積極培養學生的自主學習能力和實踐操作能力。

目前，高中生物實驗教學中存在著學生對實驗探究缺乏興趣的問題，比如有的學生在不熟悉實驗步驟和操作要點的情況下就盲目進行實驗操作，或者不按照操作規程進行實驗。有些教師會直接指出學生在實驗方法和步驟上的錯誤，導致學生對實驗失去探究興趣和信心。

部分高中生物教師對學生科學探究核心素養培養的重視程度不夠，局限于知識和技能的傳授，使得生物課堂教學氛圍比較沉悶。在新課改背景下，教師應該積極鼓勵和引導學生自主完成各項探究任務，幫助學生培養自主學習和探究的能力。然而，現實中一些教師為了減輕學生壓力，提高課堂教學效果，采取了一些不利于學生發展的措施。例如，只注重學生對知識和技能的理解，忽略了對學生科學素養的培養。

高中生物教師應該合理利用相關資源進行實驗探究活動，并積極提升自身的實驗探究能力，以培養出高素質的生物人才。但是，就實際的高中生物教學情況來看，部分教師還不能準確把握高中生物課堂教學的重點，也沒有注重知識的系統講解，教學目標和要求不夠明確，這樣的教學無法有效提高高中生物課堂的教學質量，激發學生對生物實驗探究的興趣和熱情［1］。

（二）教師對學生實驗操作能力培養不到位或不深入

在高中生物學科教學中，生物實驗作為重要組成部分，其主要目的就是讓學生掌握更多的知識與技能，并能夠將所學到的理論知識應用于實踐當中，從而達到促進學生綜合素質提高以及全面發展的目標。因此，要想切實有效地實現這一目標，就必須重視對學生實驗操作能力的培養，而這也正是當前高中生物學科教學工作開展過程中需要重點關注的內容。然而，在實際教學過程中，一些教師沒有意識到培養學生實驗操作技能的重要性，導致學生缺乏動手能力與實踐經驗，不利于其綜合素質的提高。另外，由于部分教師自身專業知識儲備不足，無法為學生提供更多的理論指導以及實踐機會，使得學生難以將所學知識應用于實踐當中，影響了學生生物學科核心素養的形成。

有些教師認為生物實驗操作技能訓練只是向學生傳遞一些簡單的實驗知識，并不需要細致的生物實驗操作技能訓練。例如，在講授“植物細胞的結構”時，教師通常會向學生解釋植物細胞中含有細胞核、線粒體、葉綠體等，并要求學生通過觀察分析、研究植物細胞的組成。然而，由于受到傳統教育思想觀念的影響，部分教師更傾向于“教”，而很少讓學生自己獨立思考并完成探究過程，只是對課堂上的知識點進行簡單講解或者布置作業，導致對學生實驗操作能力的培養不到位或者不深入。在實際教學中，這部分教師往往只是形式化地按照課標要求開展教學，而沒有將教學拓展為對學生科學探究核心素養的培養，也沒有應用兼顧技術能力培養與素養水平提升的實踐教學模式。

二、高中生物實驗教學中學生科學探究核心素養的培養策略

（一）注重教材，深入探究教材內容

高中生物教學應該以深入分析為主，尤其是其中的生物實驗部分，教師應該對其進行深入分析。在教學過程中，教師應該從以下兩個方面著手，以培養學生的科學素養。

其一，深入了解高中生物教材。生物實驗與生活聯系緊密，其設計目的之一是使學生了解知識對日常生活的重要性。教師應該詳細講解實驗中所包含的科學方法、理論知識以及原理等內容，同時設計一些簡單易操作、便于理解的實驗步驟供學生開展實驗，以激發學生的興趣和熱情。

其二，充分發揚新課標理念，積極構建課堂教學模型。在生物學科中，有很多知識點是通過實驗來驗證的，因此，高中生物教師應該對現有高中課程標準進行深入分析，明確教材所涉及的概念、原理等。在此基礎上，將教材中的實驗知識進行適當整合，設計科學的實驗方案，以滿足新課標的要求。這樣既能提高學生對生物實驗和教材內容之間的關聯的理解程度，也可以讓學生通過學習教材知識來提升科學素養。

理論知識學習是一個長期積累的過程。因此，在生物課堂教學中引入理論知識時，教師不能僅僅簡單地將其加入課堂教學環節中。在具體的生物課堂教學中，教師應該在講解相關內容的同時，根據學生對該部分內容的掌握情況選擇合適的方式進行講解。

（二）優化教學模式，激發學生的學習興趣

在高中生物新課程標準下，實驗教學環節應該成為教學的起點。在生物實驗課開始前，學生應該明確實驗目的，并了解相關知識，例如在學習酶的特性時，提前了解什么是酶、酶的結構、酶在食品和醫藥行業中的應用等。在實驗開始前，教師可以組織學生復習已經學過的知識，讓學生在明確實驗目的之后再開展實驗。教師應該引導學生在具體操作過程中學會觀察和記錄等技能。教師可以讓學生調動已學過的知識，思考如何優化實驗材料和實驗流程。教師應該鼓勵學生在實驗過程中大膽提問，從而培養學生自主學習、創新思考和及時總結等良好學習習慣。

教師在進行實驗教學時，可以利用多媒體技術輔助教學，以提高學生的實驗興趣。在探究式學習的過程中，教師可以借助多媒體技術，為學生創設相關的情境，從而增強他們的學習動力。例如，在講授“細胞中的水”這一知識點時，教師可以利用幻燈片播放介紹細胞液成分的資料，讓學生能夠更直觀地了解水與細胞液的關系。另外，在講授“細胞內蛋白質的運輸”這一知識點時，教師可以播放有關基因調控和蛋白質功能的科普視頻，以幫助學生更好地理解和掌握相關知識。利用多媒體技術輔助生物實驗教學，能夠充分激發學生的探究欲，增強他們對生命科學知識及生物學本質的認識，并有效培養他們的生物探究能力。在此過程中，教師應注意結合教材內容及時地歸納總結知識點、拓展延伸知識點、設置相關習題等，以此改進和完善教學模式［2］。

（三）注重培養學生綜合運用知識的能力

實驗教學的最終目的是培養學生的綜合運用能力。在探究實驗教學中，教師應充分利用教材中的知識點，靈活地將知識點遷移運用到生物實驗中，讓學生從生物現象中發現問題、提出問題，并學會分析和解決問題。

例如，在學習“探究細胞液的成分”這一內容時，教師可以引導學生將之前所學過的知識點與新知識進行對比，從而讓學生學會調用自身知識體系來理解新知識。在課堂上，教師還要示范如何將知識點遷移運用，讓學生對相關知識進行歸納總結，培養學生運用所學知識解決實際問題的能力。這樣，學生不僅能掌握生物實驗操作技能，還能夠將所學知識應用于解決實際問題。

在高中生物教學中，教師需要合理安排實驗活動，可以將生物學科知識和其他學科知識結合起來設計實驗教學內容，或將其進行整合與重組。例如，在植物組織培養實驗中，教師可以將該章節拆分為植物根系特征和動物根系特征兩個學習模塊。先讓學生做好實驗材料準備工作，然后引導學生利用顯微鏡對植物的根系和根的形態結構進行觀察，獲取相關數據信息。這些實驗活動有助于學生整合教材知識點。完成實驗后，學生能夠在課堂上自行總結出植物根部特征以及根須特征方面的具體信息，為后續實驗研究做好充分準備。除此之外，教師也可以利用計算機程序對實驗各項參數進行分析整理，然后引導學生在網絡上查找并整理相關資料，使學生的實驗結論和探究結果更具科學性和客觀性［3］。最后，針對整理好的數據信息，開展分組實踐操作活動，讓學生了解植物組織培養的具體操作流程和技術細節，從而提升學生的自主學習能力和創新能力。

結語

總之，實驗教學對于提升學生的生物學科核心素養具有重要意義。在高中階段開展生物實驗教學時，教師要注重發揮學生的主體作用，讓學生積極參與生物實驗過程并通過自身的努力不斷完善知識體系，提高學習能力以及實驗操作能力。教師可以采用多種方式來幫助學生提升實驗技能，例如開展趣味性活動、創設情境等，從而培養學生科學探究的核心素養，通過有效的方式實現核心素養培養目標。

［參考文獻］

閆向華.基于核心素養的高中生物實驗探究性教學的策略研究［J］.考試周刊，2020（82）：131-132.

王冬雷.提高高中生物實驗探究能力的研究［J］.新課程導學，2019（17）：23.

王永林.基于核心素養的高中生物實驗探究性教學策略研究［J］.成才之路，2021（19）：124-125.