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基于学科核心素养的高中生物学实验进阶教学的实践研究

摘要：本文针对当前高中生物学实验教学普遍存在的难以开足、开好、开齐的现实问题，通过转变教师的教学理念，探索并构建高中生物学实验教学进阶体系、生物学实验进阶教学课堂范式和实验教学教师共同体，以期提高生物学实验教学质量，达成发展学生生物学学科核心素养的目标。

关键词：核心素养；高中生物学实验；进阶教学

文章编号：1003-7586（2024）12-0043-03中图分类号：G633.91文献标识码：B

第十四期江苏省中小学教学研究课题重点自筹课题“基于学科核心素养的高中生物实验进阶教学的实践研究”（2021JY14-ZB41）。

1当前实验课程开展的问题

《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》明确指出，实验教学作为国家课程方案和学科课程标准规定的重要教学内容，是培养创新型人才的重要途径。［1］笔者通过问卷调查发现，高中生物学实验教学难以开足、开齐、开好的主要原因是大部分教师课时紧张而采用的“讲实验”教学模式。［2］因此，当前的高中生物学实验教学难以有效支撑学生生物学学科核心素养的发展。针对以上问题，笔者构建了高中生物学实验教学进阶体系，以期解决实验课时不足导致的生物学实验开展困难和时间分配问题。

2实验课堂开设问题的解决

2.1改变教学理念，提升生物学实验教学质量的重要性

教师应从学情出发，深化学生对生物学实验的认识和理解，逐渐提升实验教学在生物学教学中的地位，保证生物学实验教学的有效实施，进而促进学生生物学学科核心素养的发展。

2.1.1实验教学能够培养学生的科学思维能力

在生物学实验教学活动中，学生需要经历提出问题、做出假设、设计方案、进行操作、收集并分析数据及得出结论等实验过程。这些实验内容能够充分锻炼学生观察、思考及动手操作的能力，引导学生模仿科学家的思考方式和探究行为，逐步构建知识体系，进而充分培养自身的科学思维能力。

2.1.2实验教学能够提升学生的高阶思维

生物学实验教学并非机械地重复教材中的实验步骤。在实验过程中，学生可能会遇到各种问题与挑战，需要突破常规思维，尝试通过新的方法与途径解决问题［3］，如改进生物学实验装置、优化实验步骤等。这种创新思维的培养能够帮助学生在复杂多变的社会环境或科研工作中提出独特的见解、创造出新的价值。

2.1.3实验教学能够培养学生的创新实践能力

教材中的理论知识往往较为抽象，而实验教学可以将知识具象化。通过动手操作，学生能够更加深入地理解和掌握知识并学会运用所学知识解决实际问题。例如，在“验证酶的特性”实验中，学生能够利用所学知识探究植物生长素类似物的最适浓度。这种创新实践能力的锻炼有助于学生更好地适应不断发展的社会，进而培养其社会责任意识。

2.1.4实验教学能够培养学生的团队协作精神

部分生物学实验需要学生以小组合作的方式完成，小组成员需要分工协作并进行交流讨论及评价。在实验过程中，学生需要倾听他人意见、发挥自身优势、合作完成实验并达成目标，进而发展自身的团队协作精神。

2.2重组实验体系，构建高中生物学实验教学四级进阶体系

笔者根据《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）中提出的“学科核心素养水平划分”标准，将“科学探究”素养分为四个水平，并据此将高中生物学实验教学划分为四个层级。

第一级为基础性实验阶段，主要适用于高一年级全体学生，旨在引导学生掌握一定的生物学基础实验技能。第二级为提升性实验阶段，主要适用于高二年级选修生物学的学生，要求学生根据《课程标准》的要求完成相应的选修实验，包括验证性实验和探究性实验。第三级为拓展性实验阶段，学生在教师的指导下合作完成教材中的探究性实验和实践性实验。第四级为研究性实验阶段，学生在教师指导下利用生物学及其他学科知识创设、开展并合作完成实验课题。

教师通过构建高中生物学实验教学进阶体系将高中生物学实验分为四类，进而根据学生的培养层次进行分级教学。

在基础性实验教学中，教师培养学生基本的实验操作技能，带领学生对教材知识进行验证，从而帮助学生巩固所学知识、拓展思维。提升性实验以选择性必修教材中的实验为主，学生需查阅资料并独立完成实验，教师在教学过程中以指导和评价为主。拓展性实验则需要教师通过课外学习和社会实践途径，结合学校资源、地方特色和学生学情，设计并开展具有实践意义的实验，教师在教学过程中需要积极鼓励学生针对科研问题自主设计实验和探究活动。研究性实验中，教师根据学生的科研兴趣确定研究方向，引导学生完成课题研究。教师在课题研究过程中需要充分激发学生的探究兴趣，提高学生应用所学知识解决实际问题的能力，进而发展学生的生物学学科核心素养。

2.3改革课堂模式，构建高中生物学实验进阶课堂教学范式

教师可以根据不同实验层级的具体要求组