基于核心素养的高中生物实验优化方法
摘要
关键词
核心素养;高中;生物实验
正文
引言
“科学实验”是一种根据特定目的,运用相关仪器设备等物质手段,控制实验条件,来观察、研究科学现象的实践活动。实验教学即以实验活动为主体的教学活动。高中生物实验教学作为课程建设的重要板块,对于学生生物学科能力的发展起到重要的作用。
1高中生物实验教学的重要作用
注重高中生物实验教学,可以从宏观调控实验与理论课程比例、优化局部课时设计、促进学生核心素养发展等方面入手。二者分别以优化课程结构与提升课程品质的方式提升课堂效率。从高中生物学科整体性课程建设角度来看,注重实验教学,提升实验教学在整体教学中的比重,能有效平衡高中生物课程的结构,使高中生物的整体教学结构更具合理性。从独立课时设计的角度出发,在课堂教学中植入趣味实验活动,在课外时段布置趣味实验任务,能活化课堂氛围,调动学生课堂参与积极性,提升教学设计品质。在高中生物教学中优化生物实验课程设计,能进一步健全生物学科的教学目标体系,促进学生核心素养的发展。常规化高中生物教学以理论为主,实验课程为辅。而生物核心素养中包含的生命观念、科学思维、科学探究、社会责任等目标。其中科学思维、科学探究、科学态度等教学目标在生物实验的课程中能获得更为深刻的体验与训练。重视实验课程建设,能使学生的生物核心素养发展更均衡。
2高中生物实验教学当前面临的问题
2.1实验过程缺乏互动和交流
目前,高中生物实验教学中存在实验过程缺乏互动和交流的问题。在一些实验课堂中,学生只是按照指示进行实验操作,缺乏有效的思考和讨论。在这种情况下,学生的参与度不高,无法积极地发现和解决问题,也不能深入理解相关实验知识、认识相关实验现象,这会影响学生实验设计能力与数据处理能力的提升。
2.2缺乏与生活的联系
高中生物实验课程的内容与生活现象有着紧密的联系。然而当前一些教师在开展高中生物实验教学时却将其限制在了较为狭窄的范围内,只将其看成是生物理论课程内容的补充,没能在教学过程中充分引入现实生活元素。这种背离生活现象的实验教学虽然在一定程度上满足了教材内容的要求,却无法使学生产生自主探索的兴趣,不利于学生科学探究素养的形成。
2.3缺少实验设备材料
工欲善其事必先利其器,只有在硬件设施齐备的基础上才能顺利展开实验教学。由于对高中生物实验教学的意义认识不足,过于关注理论知识的掌握,资金匮乏等原因,一些学校在实验设备器材、材料的供应上无法充分满足教学的需求。这些情况均不同程度地降低了高中生物实验教学的有效性,教师在展开实验教学时往往陷于“无米下锅”的境地,阻碍了培养学生科学探究素养目标的实现。
3基于核心素养的高中生物实验优化策略
3.1明确认真的实验态度
在生物实验探究过程中,学生的态度起着关键作用。学生不但要有认真端正的实验探究态度,科学的精神也要树立起来,尊重事实和证据,以及拥有严谨和务实的求知态度。很多学生比较注重课本知识的学习,而忽视了实验的重要性,也有部分学生在实验课中抱着玩的心态,没有正视实验课程中的知识内容。为此,教师在实验过程中,要多方面地引导学生,让他们树立科学探究精神,激起学习的兴趣,端正他们的态度。没有认真的实验态度,会导致实验不能顺利地进行,或在实验过程中生成可避免的错误,从而达不到培养学生的学科核心素养的要求。例如在有丝分裂的实验中,首先严格要求学生遵守实验规则,明确并讲解此次实验的具体步骤,让每个学生积极参与到有丝分裂实验中的装片,细胞解离的操作,以及压片等操作中来,并要求学生在实验过程中认真的记录实验现象和结果。在实验操作过程中,学生拥有了认真、端正的实验态度,对培养他们的核心素养发挥着积极作用。
3.2注重对学生实验的引导
在新课改背景下高中生物实验教学中,教师应该充分发挥引导者的作用,为学生提供详细的实验操作指导,包括实验步骤、仪器使用方法和安全注意事项等,这有助于学生正确掌握实验技巧,确保实验的顺利进行。同时,教师还可以提供一定的实验设计自由度,鼓励学生在实验中提出自己的想法和假设,增加他们对实验内容的深入理解。在实验过程中,教师应密切关注学生的实验操作,并及时给予指导和反馈,帮助学生纠正错误,提高实验技能,并且在实验中获得更准确的数据和结果。最后,在实验结束后,教师应组织学生进行实验结果的分析和讨论,思考实验结果背后的原因和机制,并总结实验规律和不足之处,从而能够深入理解实验原理和现象。
3.3抓住实验中的异常现象,培养学生思维能力
在展开高中生物实验教学的过程中,由于操作方法、实验条件等因素的影响,往往会产生一些异常现象,这些现象可能会导致实验偏离正常结果。当面临这种情况时,教师不应过分强调实验过程的负面影响,而是要将其作为一种宝贵的资源来看待。一方面,任何实验都有一定失败的概率,这在科学探索的过程中十分常见。另一方面,在生物学发展史中,实验中的异常现象促成科学新发现的案例也屡见不鲜。高中生物实验教学中所涉及的实验成熟度较高,虽然不足以促成科学新发现,但可以发挥激发学生对实验本身进行深入思考的作用。这对培养学生的科学探究素养具有积极意义。例如,做还原糖实验时,有的学生虽然在实验的操作步骤上无可指摘,但一系列操作步骤之后却并没有砖红色的沉淀出现,经教师查验实验细节后发现,原来实验的问题出现在实验材料的选择上。学生误将橙汁用作实验材料,由于橙汁自身呈黄色,导致还原糖与斐林试剂反映出现的砖红色沉淀被掩盖,因此无法观察到本应出现的结果。
3.3加强小组合作
在实验过程中,教师应将学生分成若干小组,每组人数不宜过多,以便每个学生都能参与到实验中来.在小组合作中,教师应鼓励学生在小组内互相交流、讨论,分享经验和想法.学生通过互相交流,了解其他同学的想法和思路,拓宽自己的视野和思路.同时,也可以通过互相讨论,解决实验过程中遇到的问题和困难,提高实验的效率和准确性.此外,教师还应注重培养学生的团队合作能力.学生应学会在小组内分工合作、协调配合,共同完成任务.同时,也应学会尊重他人、接受批评、改进自己,以形成良好的团队氛围和合作关系.
3.4坚持开放原则,丰富实验操作
以学生为主体的高中生物实验教学必须有一定的开放性。因为从实验的本质特征出发,它就是一个探索的过程。可以科学推测实验结果,但不可能保证实验一定能够得到预期的结论。而且在实验过程中,很可能因为理论上的新发现或者意识到了流程中的某个错误而对实验进行调整。学生的实验也是如此,学生在实验中可能有各种自主生成,对实验提出自己的见解或者想尝试通过实验进行更大范围的探索。教师应该根据实验当前所具备的条件,给予学生相应的机会,在开放的实验中丰富学生的实验操作,促进学生的自发成长。仍以“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”相关实验为例。除了上述做法外,教师还可以尝试提前把视频发给学生,请学生在观看视频后进行联想,自己对视频没有提到的食物是否也具有营养含量上的疑问,可以收集起来作为实验材料。在实验过程中,如果实验结果与预期不符,教师要鼓励学生回顾整个实验流程是否存在失误。如果没有失误,再思考实验对象本身是否被污染了,是否有其他物质影响了实验。总之,要启发学生的自主生成,允许各种情况的出现及学生相应的探究活动,鼓励学生展开自主的操作探究。
3.5在实验中引入生活元素,营造学以致用氛围
高中生物课程涉及的知识与生活中的事物联系非常紧密,在进行生物实验教学时,若能将实验内容与丰富多彩的生活现象联系起来,必然会提升实验教学对学生的吸引力,帮助学生通过生活现象深入了解生物知识。例如,在进行“细胞的物质输入和输出”一章的实验教学时,可以引导学生就地取材,选择生活中常见的鸡蛋膜、肠衣膜等作为生物膜,探究此类生物膜的半透性效果,从而加深对相关知识内容的认识。这样不但提升了实验的趣味性,也可以促使学生举一反三地去探索生活中其他常见生物膜的性质,从而起到培养科学探究素养的效果。
3.6合理评价学生的实验表现
在高中生物实验教学中,虽然引导学生完成实验固然重要,但教师应该注重教学评价工作,以便更好地发现和改进教学中的不足之处,而且评价过程应该全面而客观,帮助学生更好地掌握实验知识和技能,最后应该鼓励学生积极探索,在实验中主动思考和学习,让他们真正了解生物这门学科背后的魅力。评价方式具体如下:第一,教师要将观察重心放在学生的实验操作上,对其所做出的行为和表现进行全方位评估。这可以帮助教师了解学生对实验步骤和操作方法的理解程度,以及他们在实验中的动手能力和实验技巧。同时,教师还可以观察学生的实验记录和笔记,评估他们对实验内容的理解和记忆能力。第二,教师要通过一对一等交流方法,去了解学生对实验原理的掌握和实验结果的理解情况,并及时纠正他们的错误理解或思维偏差。第三,教师可以通过布置实验报告或其他形式的作业,评估学生对实验内容的综合理解和应用能力。
结语
总而言之,在核心素养的引导下,高中教学目标和方案发生了相应的改变,生物实验受到了更高的重视。教师应积极改变教学理念,明确生物实验教学优化对学生发展的意义,并在实际教学过程中设计多元化的教学策略,提升学生在实验中的参与度,进而真正满足生物实验的不同需求,设计出更具有趣味性和教育意义的生物实验。
参考文献
[1]褚为玥.高中生物实验教学现状及对策研究[J].华夏教师,2022(32):94-96.
[2]张萍.生物学核心素养在高中生物实验教学中的渗透策略[J].淮阴师范学院学报(自然科学版),2022(3):266-268.
[3]刘芳芳.新课标下高中生物实验教学的有效策略[J].亚太教育,2022(13):175-177.
...