基于生物学核心素养的实验创新设计

基于生物学核心素养的实验创新设计

肖昆

江西省临川第一中学  江西省临川第一中学 抚州 344100

摘要：生物学作为一门实验科学，实验教学是生物学教学的重要支撑，不论是实验的设计还是实验的探究过程都能有效培养学生的科学思维和探究能力。在实验研究的过程中，还能帮更好地理解抽象知识。

关键词：实验教学；核心素养；教学策略

近年来，随着新课程改革的不断深入，学生的核心素养的培养成为高中生物课程改革的重要课题，学生核心素养的培养越来越受到重视。《普通高中生物学课程标准（2017年2020年修订版）》中明确指出高中生物学科核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等维度[1]，每个维度的核心素养都需要通过各类生物教学实践来加以落实。实验是高中生物学的基础，能培养学生组装实验装置、提出科学问题、设计实验、科学探究的能力，不仅是教学目标的要求，更是激发学生建立生命观念、培养科学思维、进行科学探究和承担社会责任的重要途径[2]，是提高学生的生物学学科核心素养的需求。我校的生物创新探究基地是市级创新培育基地，每年面向全市招收50名左右对生物学感兴趣的学生，为他们提供丰富的生物创新课程，提升学生的综合能力。在2021年的十多个小课题研究中，有三位同学的关于纳米塑料对水生生物影响的实验研究给人留下了极为深刻的印象，也给这三位学生带来了意想不到的荣誉收获。本文试图从学生小课题研究入手，寻找小课题研究对学生核心素养培育产生的正面影响。

1研究过程概述

本次小课题研究的选题从学生观察到的一个现象说起，王同学观察到鸡有时会啄食泡沫塑料，他想鸡吃了泡沫塑料会对鸡产生什么不利的影响？他和刘、葛两位同学交流了想法，三个人决定一探究竟，就和指导教师讨论这个课题的可行性。指导教师在分析了实验动物的饲养、测量指标的选择及学校的实验条件等因素后给出了课题缺乏可行性的结论，又给了他们课题的改进意见：泡沫塑料可以用纳米塑料颗粒代替，在实验动物的选择上，水生动物因其施加因子和饲养等方面比鸡更容易控制。老师的这个建议又让他们进一步思考，用什么水生动物？纳米塑料颗粒的浓度设置成多少为好？具体测量什么指标来体现纳米塑料颗粒对水生动物的影响？一系列的问题不断地出现，又被他们不断地改进，课题也变得越来越有价值和可行性，最后，经过反反复复的讨论，确定小课题为《纳米塑料颗粒对4种水生动物的急性毒性效应》。之后，由学生根据所学知识尝试设计实验方案，教师提出修改意见，通过查阅相关资料多次修改，最终确立可行性的实验方案。实验过程中，他们仔细观察，制作了详细的实验日志记录每天的实验过程和实验结果。在完成了所有的实验过程之后，学生们根据实验结果整理了实验数据，又学习并学会了用相关的软件处理数据，制作了标准的实验结果数据图表，以便能更直观地反映实验结果。在论文撰写阶段，学生们先学习了小论文的撰写格式，然后分工合作，完成了论文的初稿，请指导老师进行多次修改，经过学生们的不懈努力，此项小课题研究终于圆满完成。

2研究过程对学生的影响分析

在小课题完成后，笔者对参与小课题研究的这几位学生进行了跟踪调查。通过与王、刘和葛三位同学的交流，了解到小课题研究的经历让他们终身难忘，也对他们产生了多方面的影响，王同学表示，之前他在做理科科目的图形题目时，有些烦恼，但自从在小课题研究中，自己亲自一步步制作图表后，再面对这些图形题目时，他感觉解题轻松多了。刘同学感慨到，在最近的理化生实验考试中他成绩优异，这离不开在小课题研究对他的帮助，在实验设计中他能很清楚每一个环节是设计目的，也知道如何去设计对照组，实验操作也非常熟练。小课题研究每天写研究日志还让他形成了记录每天收获的好习惯，他表示现在学习越来越有兴趣和动力了。葛同学是一位较内向的学生，在经历课题研究答辩后，他非常开心表示，经过小课题研究自己的逻辑更清晰了，在课堂中也越来越愿意表达自己的观点，变得越来越自信。

3核心素养视角下实验课题研究的几点思考

国家近年逐步进行了新课程改革，旨在培养学生的核心素养。生物是以实验为主的自然学科，其实验在生物发展进程中始终起着决定性和关键性作用。生物实验教学不仅是引导学生了解生物世界的重要手段，其也是培养学生核心素养的重要途经。随着新课程改革的不断深入，学生的核心素养的培养成为生物课程改革的重要课题。教师研究生物学知识要在生物实验的前提之下，将理论和实践进行融合。教师要调动学生进行实验的积极性，并通过实验提升学生思考、推理、判断等各项能力。教师通过创新实验教学方式能激发学生进行生物实验的兴趣，提高其探究能力，激活学生的思维，为实现其综合发展奠定了基础。学生的核心素养培养成为生物课程改革的重要课题。如果说“核心素养”是生物课程改革的灵魂，那么生物课题研究就是核心素养落地之基。

核心素养视角下实验课题研究的有点在以下几个方面：1.善于将问题转变为小课题，培养学生科学探究能力；2.完善实验设计，锻炼学生科学思维；3.延伸研究内涵，培育学生社会责任。

4小结与展望

通过小课题研究，不仅锻炼了学生的科学思维和科学探究能力，还培养了学生严谨、求实的科学态度，同时通过此次课题研究，增强了学生对自己、对身边的人、对自然和社会的责任感。因此，生物小课题研究是落生物核心素养良好的载体，广大生物教师应在这方面做积极的实践与探索。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017年2020修订版）[S].北京：人民教育出版社，2020.

[2]刘闪闪.核心素养视角下的高中生物探究性实验教学设计[B].中学生物学,2019（9）：35.

基金项目：江西省教育科学“十四五”规划2021年度普通类一般课题（21PTYB182）；抚州市教育科学课题（2022LCYZ003）

作者简介：肖昆，江西省临川第一中学生物教师。