核心素养背景下优化初中生物实验教学的探究

　　何付琴（贵州省金沙县岚头镇初级中学）

　　摘要：在核心素养背景下，优化生物实验教学可以帮助学生加深对生命现象和生命活动规律的理解，掌握更加丰富的生物学知识。在实际教学中，教师可以组织观察性、演示性、探究性、拓展性等多种类型的实验，充分锻炼学生的创造思维和探究意识，发挥生物实验教学的积极作用。文章论述了核心素养背景下优化初中生物实验教学的重要性及具体策略。

　　关键词：核心素养；初中生物；实验教学

　　实验是初中生物教学的重要组成部分，不仅能激发学生的学习兴趣，使他们主动研究生物学知识的深层次内涵，还能在实践中培养其科学思维和探究能力，推动生物学核心素养的形成与发展。基于此，在初中生物教学中，教师要更新教育理念，结合学生的基本学情优化实验教学设计，根据教学重、难点部分组织多元化的实验活动，让学生以动手操作的方式深化知识理解，促进生物学习效率的提高。

　　一、核心素养背景下优化初中生物实验教学的重要性

　　1. 有利于培养学生的创造思维

　　在初中生物课堂中优化实验教学设计，有利于培养学生的创造思维和动手操作能力。通常情况下，教师会在明确课程主题后设计相应的实验环节，有效吸引学生的注意力，使他们全身心投入到学习中，认真阅读教材信息并关注实验注意事项，参与到提出问题、设计方案、实践操作等全过程，通过理论与实践相结合的方式高效完成教学任务。这样一来，学生能享受到实验带来的成就感，增强学习自信心，尝试从不同角度分析实验步骤，提出创新性观点，在反复操作中进行验证，思维意识处于活跃状态，不断激发个人潜能，以此实现创造思维的发展。由此可见，优化生物实验教学设计使该项活动更具吸引力，能有效调动学生的探究热情，使他们对实验方案和实验结论产生独到见解，为培养学生的生物学核心素养奠定良好基础。

　　2. 有利于深化学生的知识理解

　　生物实验的开展可以让原本抽象的理论知识以形象的方式呈现，从而调动学生的多种感官，针对实验中涉及的理论知识进行深入研究，达到掌握其深层次内涵的目的。为了进一步发挥实验的教育价值，教师通常会一边操作一边介绍相应的生物学知识，让学生在动态演示下对所学内容形成深刻记忆，通过理论与实验相结合的方式深化知识理解。除此之外，优化实验设计的教学方式也会使生物课堂更具趣味性。观察性实验为学生创造了广阔的学习空间，要求他们认真观察具体现象，有利于生命观念的渗透；演示性实验则让学生以动手操作的方式验证自己的猜想，对所学内容形成全新认识，有效增强其理解能力和实践能力；探究性和拓展性实验的开展意味着学生要在独立思考或小组合作中分析生物学相关概念的含义，充分锻炼其思维的深刻性和广阔性。

　　3. 有利于提高学生的科学探究精神

　　初中生物学主要研究自然界的各种生命现象及生命活动的规律、特点等，教学目标是要让学生灵活运用课堂上收获的知识解释生活现象，解释生命本质。优化生物实验教学设计，意味着教师的教育理念发生转变，更加重视对学生科学探究能力的培养。教师借助丰富多彩的实验活动吸引学生的注意力，使他们在观察、思考、分析等过程中锻炼逻辑思维，形成探究意识，主动运用所学内容解释生物学现象。在教师的耐心教导下，学生的科学探究精神得到提升。当然，这种思维能力的培养并不是一蹴而就的，需要经过师生双方的共同努力，使生物实验课的价值最大化体现出来。由此说明，完善实验设计是提高学生科学探究能力的有效方式之一，为生物学核心素养的发展创造了有利条件。

　　二、核心素养背景下优化初中生物实验教学的策略

　　1. 开展观察性实验，树立生命观念

　　生命观念是生物学核心素养的重要组成部分，要求学生对生命形成正确认识，学会尊重、珍惜生命，以积极的态度对待未来生活。但生物学课程具有较强的抽象性，学生很难凭借文字叙述掌握知识内涵，而实验是提高教学质量的有效途径之一。在传统的初中生物教学中，部分教师为了用更多时间讲解理论知识而忽视了实验活动的开展，用简短的语言介绍主要流程后便完成了这一环节的教学。为了达成培养学生生物学核心素养的目标，教师要优化实验教学设计，及时转变自身的教育理念，提高对实验教学的重视程度，结合教材内容设计观察性实验，让学生对“生命”形成直观认知。在这一过程中，教师不需要耗费大量的时间讲解理论知识，而是要引导学生用心观察实验现象，将观察到的信息以文字的形式记录下来，结合所学内容分析课程主题，以此树立正确的生命观念。

　　例如，北师大版《义务教育教科书·生物学》（以下统称“教材”） 七年级上册“生物学研究的基本方法”这节课主要介绍了实验法的基本步骤。为了让学生知道响尾蛇是如何追寻它放走的猎物的，教师先行展示不同种响尾蛇的图片和有关响尾蛇的文字介绍，加深学生对它的了解，开阔学生的眼界。随后，教师播放响尾蛇捕捉老鼠的视频，并详细解释视频内容，以趣味性素材调动学生的学习积极性，为观察性实验的顺利开展作铺垫。在针对“响尾蛇是根据什么标记追寻它放走的猎物的”这一问题进行讨论时，教师鼓励学生根据教材内容和拓展素材作出假设。有的学生说：“响尾蛇是根据其注入的毒液追寻猎物的。”提出假设后，以小组合作的方式根据假设制订实验方案。同时，教师利用多媒体设备播放相应的实验视频，要求学生认真观看并分析具体现象，得出结论。在这个过程中，学生掌握了实验法研究的一般步骤，并知道在探究实验现象时必须遵循自然规律，彰显观察性实验对培养学生生命观念的重要影响。

　　2. 开展演示性实验，培养科学思维

　　科学思维是学生深化生物学知识理解的关键。生物学不同于其他学科，它对学生的思维品质有着较高要求，强调学生尽量避免死记硬背的学习方式，而是以理解为主，经过科学性探究建立完整的知识框架，以此锻炼思维的逻辑性和深刻性。要想收到这一效果，教师应该优化实验教学设计，利用演示性实验培养学生的批判性思维，指引他们从不同角度分析生物学知识，并将实验中的收获以思维导图的形式呈现出来。演示性实验的开展有多种方式，可以由教师制作一个模拟课件，也可以由教师亲自示范具体流程，无论哪一种途径都需要学生认真观察，结合本节课所学的生物学知识进行自主操作，以此完成从抽象到具体、从宏观到微观的认知转变。这样既能加强学生的知识运用能力，又在潜移默化中实现科学思维的培养，助力学生生物学核心素养的发展。

　　例如，教材八年级上册“动物行为的研究”这节课的教学目标是学会研究一种常见的小动物的行为。蚂蚁是生活中常见的昆虫，在探究蚂蚁的取食行为时，教师可以用多媒体设备播放具体的实验流程，不仅起到一定的示范作用，还为学生提供了开展演示性实验的具体思路。接着，师生针对“蚂蚁喜欢吃什么样的食物？”这一问题进行探究。学生提出假设，并以小组合作的方式设计实验方案，在教师的点拨下总结出如下过程。将一个没有上半部分的饮料瓶放到干湿适宜的土壤里，再取一些土壤覆盖到饮料瓶之上，捉10只蚂蚁放进瓶子中。将以上装备放到暗处，让土壤保持合适的湿度。当蚂蚁处在饥饿状态1 ~ 2 天后，学生可以向饮料瓶中投放糖、盐、米饭、菜叶等食物，每隔30分钟观察一次蚂蚁的动态。连续观察10次以上，比较哪种食物剩的最少。明确这一实验流程后，学生可以去操场上进行实践，严格按照实验要求做好前期准备工作，在验收成果时，将观察到的现象记录下来，从而对动物行为形成更加深刻的理解。演示性实验使学生在假设、推理、实践中得出正确结论，有效锻炼其科学思维，体现出优化生物实验教学设计的必要性。

　　3. 开展探究性实验，提高探究实践能力

　　探究实践能力是每名初中生都应具备的基本素养，既是提高生物学习效率的必要保障，又是促进学生全面发展的有力支撑。基于此，教师优化生物实验教学设计的主要目标便是培养学生的探究实践能力，让他们利用探究性实验对教材内容进行拓展与延伸，促使学生深化重点知识理解，有利于对探究意识和科学思维的培养。在探究性实验过程中，教师要尊重学生的主体地位，尽量减少不必要的干预，让他们根据自己的想法进行操作，在广阔的空间内对未知知识展开深入研究，以此取得良好的实验教学效果。除此之外，教师还要在实验之前提醒学生检查可能会用到的实验器材，熟练掌握器材的使用方法，并提醒他们自主预习新课内容，便于在课上更加熟练地展开操作，顺利解决实验中遇到的突发情况，全面提高学生的探究实践能力。

　　例如，教材七年级下册“食物的消化和营养物质的吸收”这节课的教学重、难点是描述人体消化系统的组成，探究唾液对淀粉的消化作用。在分析“进入消化管的食物是如何被分解的？”这一问题时，学生将课前预习的收获、教材内容、现有知识积累、教师提供的拓展资料等素材整合起来，自行设计实验方案，以小组合作的方式进行讨论，确保方案的科学性和合理性。经过热烈讨论得出最终方案。步骤1：用线绳扎紧透析袋的一端，注入可溶性淀粉溶液，直至顶端的3 ~ 5厘米处停止注射，再用线绳将透析袋顶端扎紧，用水将外壁清洗干净后放在盛有水的烧杯内，加入适量碘液，直至溶液变成淡黄色。步骤2：用线绳扎紧另一个透析袋一端后，注入葡萄糖溶液直至顶端3 ~ 5厘米处停止，扎紧透析袋另一端后清洗外壁，放在盛有水的烧杯内，将尿糖试纸A放在水中蘸一下，保留该试纸与实验结果进行比较。步骤3：20 分钟后，观察步骤1中透析袋和烧杯中溶液颜色的变化，再拿一张尿糖试纸B放到步骤2中的烧杯溶液中蘸一下，对比试纸A，B的颜色变化。在探究性实验中，学生通过动手操作意识到：淀粉分子较大，无法透过透析袋；葡萄糖分子较小，可以穿过透析袋流入烧杯内的水中。由此可见，探究性实验能够提高学生的探究实践能力。

　　4. 开展拓展性实验，增强社会责任感

　　生物学与社会的发展和进步有着密切联系，也与人类健康有较强的关联性。如果学生没有对该门课程形成正确认知，不仅无法保障他们的学习效率，还会对今后的长远发展产生不良影响。因此，教师在初中生物教学的核心目标便是培养学生的社会责任感，借助实验活动拓宽他们的视野，有利于学生形成正确的世界观、人生观和价值观。传统的实验教学模式已经不能满足学生的发展需求，教师要根据基本学情对教学模式进行创新，引领学生在拓展性实验中领悟生物学知识的深层含义，逐渐转变其学习态度，以动手操作的方式提高他们的社会责任感，在社会观念的驱动下有效发展学生的生物学核心素养。

　　例如，在教学教材八年级下册“发酵技术”这节课时，教师利用多媒体设备展示面包、酸奶、醋等发酵食品的图片，引导学生思考生活中还有哪些常见的发酵产品，在交流与讨论中引出本节课的主题。随后，教师播放酿米酒的视频，指导学生归纳具体的步骤，带着问题进行拓展性实验。（1） 酒药里有哪些微生物？对酿米酒起什么作用？（2） 酒药为什么要与米饭混合均匀？（3） 如果酿米酒的时间拖长，味道会发生什么变化？（4） 酿米酒过程中有哪些注意事项？在实际操作中，学生对发酵有了更加直观的认知：知道酒药中含有曲霉、毛霉、酵母菌等多种微生物，可以用米饭作为原料进行酒精发酵；两者混合均匀的目的是加快发酵的速度；如果酿米酒的时间拖长，可能有更多的糖被酵母菌发酵产生酒精，导致米酒甜度降低，酒的味道变得更加浓郁。此次实验操作中需要注意以下事项：注意酒药的质量，与米饭要混合均匀且温度不能太高，米饭必须煮熟等。在拓展性实验中，学生了解了发酵技术产品在现实中的应用，体会到了生物学给生活带来的改变，并根据教师介绍的课外资料知道沼气发酵装置的使用对科学技术的发展具有重要影响，以此增强学生的社会责任感。

　　综上所述，为了优化初中生物实验教学，教师通过创新授课手段的方式设计观察性、演示性、探究性和拓展性实验，可以为学生营造良好的学习环境，利用多样性的实践活动激发他们的学习动机，主动将课堂上收获的知识与技能应用于实验操作中，实现科学思维和探究能力的同步提升。在多种实验活动的辅助下，使学生意识到生物实验的重要性，从而以更加认真的态度对待后续学习，实现生物学核心素养的进一步发展。

　　参考文献：

　　［1］ 高焕娟. 核心素养培养视角下的初中生物实验教学策略研究［J］. 天天爱科学（教学研究），2022（5）：45-46.

　　［2］ 张龙龙. 基于核心素养视角下初中生物实验教学探析［J］. 知识文库，2022（9）：190-192.

　　［3］ 吴秀华. 基于核心素养的初中生物实验教学策略探究［J］. 试题与研究，2022（13）：87-88.

　　［4］ 郑舒文. 基于核心素养的初中生物实验教学策略优化探究［J］. 成才之路，2022（7）：86-88.

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