基于核心素养的高中生物实验拓展式教学分析

彭桂兰　陈嘉慧　唐赟

摘   要：高中生物的核心素养包括培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。基于核心素养开展高中生物实验拓展式教学，能够拓展学生的知识面，提升其探究能力，帮助学生树立正确的价值观念，增强社会责任意识。文章在分析高中生物实验拓展式教学的意义、教学方式和实践要求的基础上，提出高中生物实验拓展式教学的实施策略，以促进高中生物实验教学的改革。

关键词：核心素养;高中生物;实验拓展式教学

作者简介：彭桂兰，陈嘉慧，西华师范大学生命科学学院研究生，研究方向为学科教学生物;唐赟，西华师范大学生命科学学院副教授，研究方向为课程教学。（四川  南充  637009）

中图分类号：G633.91      文献标识码：A      文章编号：1671-0568（2019）17-0047-02

生物学科与物理、化学学科相比，其难度相对较低，并且学生参与生物实验的积极性较高。实验拓展式教学即以课本实验为探索起点，在原有实验的基础上拓展新的实验，如实验方法、实验材料和实验目标等。Johnson SM等通过研究者对高中课堂生物学蛋白质实验进行开发和实施，以加深学生对蛋白质知识的理解和记忆。郝琦蕾等人的研究表明，試验教学能够提高学生的核心素养，如科学探究能力、实践动手能力等。蔡利永对高中生物实验的“五重境界”进行了探讨，拓展实验是实验教学的核心内容，能够提高学生的实验能力与核心素养。基于此，本文以“人教版”高中生物教材为例，对高中生物实验拓展式教学进行了实践探索。

一、高中生物实验拓展式教学的重要意义

实验教学是高中生物教学的核心内容，将实验拓展式教学应用于高中生物教学，其意义主要表现在以下方面：一是顺势拓展，实现知识的延伸，学生可以站在更高的层面对知识进行深入研究，丰富了学生的知识体系;二是转化拓展，高中生物实验教学需要为学生提供更多实践的机会，让学生自己提出问题或者猜想，并设计实验方案、寻找实验材料、观察实验过程和记录实验结果;三是对比拓展，让学生对既有联系又有区别的事物进行对比，经过实验了解不同物质之间的异同点，触类旁通;四是实践拓展，采用课堂实验和课外实验相结合的方式，对牧区、园区和村庄等资源进行充分利用，在实践中拓宽学生的视野，提高实践操作能力，深入了解生物学和社会的关联性。

二、基于核心素养的高中生物实验拓展式教学课前分析

1. 教材分析。在开展实验拓展式教学时，需要以教材为基础，针对教学内容设计相应的拓展实验，教师要做好拓展实验的方案、材料选择和结果预判，引导学生进行自主探究，动手实验。学生在实践过程中了解实验方法和内容，并扩大自己的知识范围，提升探究能力，为日后学习奠定基础。

2. 实验条件分析。高中生物实验教学所需材料较多，且不同实验所用材料、设备或仪器均会有所不同。一些专业的实验设备，如电子显微镜、分光光度计等可由学校实验室准备;常用的实验材料如洋葱、各种昆虫等，可由教师或学生自行准备。

3. 学情分析。教师在进行生物实验拓展式教学前，要对学生的知识结构进行深入了解，对学生的实验能力、药品取用等能力进行全面分析，设置既便于学生理解，又能够激发学生探知欲的拓展实验。在实验过程中教师要关注每一位学生，做好现场指导工作，充分发挥学生的学习主动性，提升学生的课堂参与度，促进学生综合能力的发展。

三、基于核心素养的高中生物实验拓展式教学实践

高中生物实验拓展式教学需要立足学生实际情况，以教材实验为基础，下文以“人教版”高中生物教材为例，对实验拓展式教学进行了分析。

1. 拓展教学内容。“人教版”高中生物教材必修Ⅰ的实验内容拓展主要有：①生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质的检测，实验方法拓展包括蛋白质含量检测采用分光光度法、紫外光吸收法、考马斯亮蓝法;脂肪含量检测采用脂肪检测仪、索氏抽提法;还原糖检测采用高锰酸钾滴定法等。②土壤微生物分解作用实验，既可以采用微波灭菌法，也可以采用高压灭菌法。③酵母菌种群在培养液中的数量变化实验。首先采用分光光度计或比浊计对菌液的光密度进行测定，然后在培养皿中添加入不同的营养液，如蔗糖溶液、葡萄糖溶液等，探究其对酵母菌数量的影响。通过拓展教学内容，激发学生探索生物科学的主动性，在拓展的过程中进行推理、演绎、概括、归纳，培养学生的科学思维和批判性思维。

2. 拓展学科知识。针对不同实验方法的学科知识，教师可作不同拓展：①生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质实验知识拓展。检测不甜食品或者无糖食品的可溶性糖、检测常见食物的脂肪，或者对比不同奶制品中的蛋白质含量、对比馒头和大米的蛋白质含量。②土壤微生物分解作用实验知识拓展。研究各种食品的储存方式，分析土壤中微生物的类型、数量等。③酵母菌种群在培养液中的数量变化实验知识拓展。研究蓝藻暴发的原因、分析面包保质期与储存方式。通过拓展学科知识促使学生探究生物实验设计内容，观察实验结果，并根据实验结果提出疑问。

3. 拓展情感、态度及价值观。教师在拓展实验时应结合各种社会事件进行分析，例如，“大头儿”事件、三鹿奶粉事件，前者是由于蛋白质含量不达标，幼儿出现发育障碍，患营养缺乏症;后者是由于蛋白质中含有三聚氰胺，致使幼儿患肾结石。通过糖类、脂肪和蛋白质拓展实验解释上述社会事件，有利于增进学生的情感体验，提高他们的社会责任感，帮助他们树立正确的价值观念和生命态度。

四、基于核心素养的高中生物实验拓展式教学反思

1. 提高教师的重视程度。高中生物教师要充分认识拓展式教学的重要价值，充分发挥引导者的作用，尊重学生的学习主体地位，在实验拓展过程中让学生自己实践，预留充足的时间让学生自由沟通、相互学习。学生有疑问时，教师要鼓励学生相互讨论、自主探究、适时指导。此外，教师还要做好实验的测评工作，要对学生的理解、归纳和总结能力进行测评，帮助学生深入理解各种拓展知识，提高生物实验拓展式教学实效。

2. 联系学校实际情况。高中生物拓展式实验教学需要各方面的协助，如社会、学校、家庭等，在实施拓展式教学时，教师要立足学校实际，创建开放实验室，为学生拓展实验提供场所、实验材料等。教师要根据教材实验内容设置全新的拓展实验，有的放矢地进行实验拓展，促进学生知识拓展。

在高中生物教学中开展实验拓展式教学，能够促使学生形成正确的科学观念，强化学生的社会责任感，提高他们的知识理解能力，丰富其知识结构，培养自主探究能力和实践操作能力。因此，教师要充分认识到拓展式实验教学的重要性，立足学校实际，根据教材实验开展丰富、多样、创新的拓展实验，以促进学生的全面发展。

参考文献：

[1] 杨桂兰，苏云凤.大数据在高中生物实验教学中的应用[J].实验技术与管理，2017，（8）.

[2] Johnson SM， Javner C， Hackel BJ. Development and Implementation of a Protein–Protein Binding Experiment To Teach Intermolecular Interactions in High School or Undergraduate Classrooms[J]. Journal of Chemical Education，2017，（3）.

[3] 郝琦蕾，李妙娜.高中生物实验教学现状的调查研究[J].教学与管理（理论版），2016，（6）.

[4] 蔡利永.高中生物学实验教学的“五重境界”[J].生物学教学，2016，（6）.

[5] 刘东杰.高中生物学探究技能中核心素养的培养[J].生物学教学，2016，（7）.

[6] 周金成.核心素养导向的高中生物学教学思考[J].生物学教学，2018，（2）.

责任编辑 袁静琴