核心素养导向的中学生物学实验教学策略探究

生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学,其本质是一门以实验为基础的学科。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》和《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》均明确指出，生物学教学应“注重培养学生的生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等核心素养”，实验教学作为生物学教学的核心环节，不仅是学生理解抽象概念、掌握科学方法的重要途径，更是落实核心素养培养目标的关键载体，当前中学生物学实验教学仍存在“重结果轻过程、重操作轻探究、重知识轻素养”等问题，难以满足新时代人才培养需求，基于此，本文结合教学实践，探讨核心素养导向的中学生物学实验教学策略，以期为一线教学提供参考。

中学生物学实验教学的现状与问题

（一）实验教学地位边缘化，课时与资源保障不足

部分学校受应试教育影响,将生物学实验视为“辅助教学”环节，存在“讲实验、画实验、背实验”的现象，学生动手操作机会被大幅压缩，据调查，约30%的初中学校未按课程标准开足实验课，高中选修实验模块的开课率不足50%，农村及偏远地区学校实验经费短缺，仪器设备老化、实验材料（如活体生物、试剂）供应不足，导致实验教学“纸上谈兵”。

（二）实验教学模式固化，学生探究能力培养不足

传统实验教学多采用“教师示范—学生模仿—得出结论”的“灌输式”流程，学生按部就班完成操作，缺乏对实验原理的深度思考和方案设计的自主性。“观察植物细胞有丝分裂”实验中，学生往往仅关注“找到分裂期细胞”这一结果，却很少思考“为何选择根尖分生区？为何用盐酸解离？”等问题，科学思维与探究能力难以得到有效锻炼。

（三）评价方式单一，核心素养导向缺失

实验评价多侧重实验报告的规范性或操作步骤的准确性,忽视对学生科学探究过程（如问题提出、方案设计、数据分析、反思改进）和社会责任（如实验安全、环保意识）的考查，这种“结果导向”的评价方式，导致学生为“完成任务”而实验，难以形成对生物学本质的理解和科学态度的养成。

核心素养导向的实验教学策略

（一）创设真实情境，驱动生命观念建构

生命观念是核心素养的“基石”，需通过真实情境中的实验探究帮助学生形成系统化、结构化的认知，在“探究环境因素对光合作用强度的影响”实验中，可结合“碳中和”背景，创设“如何提高农田作物光合效率以固碳减排”的真实问题，引导学生设计光照强度、CO₂浓度、温度等变量的实验方案，学生在分析实验数据时，不仅理解“光合作用的过程”，更能形成“生物与环境相统一”的生命观念，体会生物学在解决现实问题中的价值。

（二）开展探究式实验，培养科学思维与探究能力

科学思维与科学探究是核心素养的“核心”，需通过“半开放”“全开放”实验设计，引导学生从“被动接受”转向“主动建构”。“探究酵母菌的呼吸方式”实验中，可改变传统“直接给出结论”的教学模式，提出问题：“酵母菌在有氧和无氧条件下分别产生什么气体？如何设计实验验证？”让学生自主选择实验材料（如澄清石灰水、溴麝香草酚蓝溶液）、设计对照实验（有氧组与无氧组的设置）、预测实验现象并分析结果，在此过程中，学生需运用“控制变量法”“对比分析法”等科学方法，培养批判性思维和创新意识。

（三）融合跨学科内容，强化社会责任

社会责任是核心素养的“归宿”，需通过实验教学的跨学科融合，引导学生关注生物学与科技、社会、环境的联系。“调查当地某区域的生态环境”实验中，可结合化学（水质检测）、地理（植被分布）、数学（数据统计）等学科知识，让学生通过采集水样测定pH值、记录植物种类与数量、分析生物多样性指数，撰写“生态环境调查报告”，学生不仅能掌握“调查与统计”的生物学方法，更能认识到人类活动对环境的影响，形成“保护生物多样性、践行绿色生活”的社会责任。

（四）优化评价体系，促进素养全面发展

建立“过程性评价+终结性评价”“多元主体评价”相结合的体系，全面反映学生的素养发展水平，在“制作并观察人的口腔上皮细胞临时装片”实验中，评价可包括：①操作过程（取材、染色、制片等步骤的规范性，占40%）；②实验报告（对细胞结构的观察记录、问题反思，占30%）；③小组互评（合作能力、实验安全意识，占20%）；④创新点（如尝试用不同染色方法观察细胞结构，占10%），通过多维度评价，引导学生关注实验过程中的每一个环节，而非仅追求“正确结果”。

实践案例：“探究影响酶活性的因素”实验教学设计

（一）教学目标

生命观念：理解“酶的作用特性及影响因素”，形成“结构与功能相适应”的观念。
科学探究：通过自主设计实验方案，掌握“控制变量法”在实验中的应用，提升数据分析与结论推导能力。
科学思维：通过分析实验异常结果（如高温导致酶失活），培养批判性思维和逻辑推理能力。
社会责任：联系“酶在食品加工、医药领域的应用”，体会生物学技术的实际价值。

（二）教学过程

情境导入：播放“加酶洗衣粉去污”视频，提问：“为何加酶洗衣粉在低温下去污效果差？高温下反而失效？”引发学生对“酶活性影响因素”的思考。
问题提出：引导学生提出可探究的问题，如“温度对淀粉酶活性有何影响？”“pH对淀粉酶活性有何影响？”
方案设计：学生分组设计实验方案，教师提供材料（淀粉酶溶液、淀粉溶液、斐林试剂、恒温水浴锅、pH缓冲液等），强调“单一变量原则”（如探究温度时，pH、底物浓度需保持一致）。
实验实施：学生按方案进行操作，记录实验现象（如用斐林试剂检测还原糖生成量，观察颜色变化）。
结果分析与反思：各小组展示实验数据，讨论“为何高温组淀粉酶活性降低？”“若实验结果与预期不符，可能的原因是什么？”教师引导学生从“酶的结构”角度解释（如高温破坏酶的空间结构）。
拓展延伸：布置任务“查找酶在医药领域的应用（如溶栓药物）”，撰写“酶与生活”小论文，强化社会责任。