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摘要:在高中生物学科中,探究技能是一项重要的技能,此技能能够加强学生对知识的掌握,促进其对问题的探究。而在课程改革中,提出了高中生物教师需要培养学生核心素养的根本要求。因此,教学实践中,生物教师应该注重对学生核心素养的培养,在其探究能力的增强中,实现其核心素养的提升。
关键词:高中生物;探究技能;核心素养
中图分类号:G633.91 文献标识码:A文章编号:1992-7711(2021)09-068
在新课程改革中,高中生物教师不仅能需要对学生的探究技能进行培养,还需要注重学生核心素养的发展。生物学科是一门科学探究生命的自然学科,此门学科能够在学生探究思维的发展中,树立学生生命观念和社会责任。因此,高中生物教师就需要以学生探究技能的培养为基础,在教学实践中落实对学生核心素养的培养,以此达到学生的可持续发展[1]。
一、围绕核心概念,树立生命观念
一般核心概念指的是以学科为中心的关键性概念、原理或者方法,其通常都具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值。“生命观念”则是指在观察了生命现象、生命现象之间的特性和相互关系后,所解释出来的抽象道理;是在实证后的想法和观点,是能够对相关事件和现象进行理解并解释的品格和能力。比较两者可以得知,学生只有在良好地理解了生物学的核心概念后,才能够以此为基础,加强对生命观念的形成。因此,在核心素养导向下,教师应该以核心概念为中心,在对生物学知识事实进行讲解后,通过对事实的直观呈现,强化学生对生物学科核心概念的自主探索和建构。从而在帮助学生形成良好的探究技能下,促进对学生核心素养的培养。
比如,教师在教学“有丝分裂”时,其核心概念就是“细胞周期”和各时期的特点。由于这些概念有着较强的抽象性,因而若只是依靠教师的课堂讲解,很难加强学生对知识的掌握。因此,在教学实践中,高中生物教师就可以先让学生以洋葱根尖为依据,展开有丝分裂的实验。先将洋葱根尖装片,其次对其中细胞的典型特征进行观察,接着在拍照后上传图片。在随后的教学中,教师可以让学生以自己的判断为依据,排列好细胞图片的顺序,并对如此排序的原因进行说明。紧接着教师就可以指导学生们展开小组之间的交流,让学生们在梳理细胞有丝分裂的顺序后对每个阶段的特点都做一段总结,并利用电影胶卷的模式,连续起分裂的细胞图像。让学生们在观察图像后,对一次细胞分裂起点和终点展开判断,并继续阐述理由。之后,教师再对动物细胞有丝分裂的各时期图像和植物细胞的有丝分裂情况进行直观呈现,并让学生在比较中对其中的异同点进行思考分析和总结说明。通过这样的方式,不仅能够让学生模拟科学家探索有丝分裂的过程,从而得出细胞周期的概念;还能够在强化学生对细胞周期各时期特点的了解下,更深层次的理解到生物学科的核心概念。既可以让学生在生物多样性和统一性等特性的认识中,直观体验出生命观念;又可以让学生在生命活动规律的探究中,形成科学的自然观和世界观。从而能够在加强对学生探究技能的培养下,提升其实际的问题解决能力和生物素养。
二、注重多维度分析,培养科学思维
科学思维是能够观察比较、分析综合、抽象概括事物或者问题的一种思维,其具有明确的思维方向以及充分的思维依据。高中阶段虽然正是学生将感性认识发展为理性认识的重要阶段,但此阶段的学生一般也还是以感性思维方式为主[2]。因此,作为高中阶段的生物教师,在实际的教学中,就需要对各种感性的生物探究材料进行提供,应该基于不同的探究材料加强对问题串的设计。如此在注重学生对问题的多维度分析时,培养学生科学的探究性思维。
例如,教师在对“果胶酶在果汁生产中的作用”一课进行讲解时,此部分知识的教学重难点就在于探究“温度和PH对果胶酶活性的影响”和“果胶酶的最适用量”,因而教师完全可以展开“探究温度对果胶酶活性的影响”实验。首先,教师需要对学生进行相应的提问,果胶酶具有哪些特性?其是否特指一种酶?在“探究温度对果胶酶活性的影响”实验中,该如何设置温度梯度?要想混合苹果泥和果胶酶,要先怎么做?为什么要先将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理后才能混合苹果泥和果胶酶?这样做有何作用?此种实验是否需要设置对照等等。同时,教师还可以指导学生们探究PH对果胶酶活性的影响,并让学生通过实验得出在此实验中所应该设置的PH梯度结论。利用这样的问题设置和实验探究,可以让学生加强对问题的思考分析,可以对其思维进行引发,对其学习动力进行激发。可以在促进学生科学思维习惯的形成下,达到学生科学思维和探究能力的双向提升。
三、联系热点话题,培养社会责任
“社会责任”是以学生所认识的生物学为基础,在学生参与了个人或者社会事物的讨论、判断和理性解释后,所尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。事实上,生物学就是一门紧密联系进学生实际生活的学科。因而教师在实际的生物课堂教学中,应该对与学生生活事例相贴近的生物现象进行选择,以此对课程知识进行讲解。如此能够拉近学生和生活中生物知识之间的距离,引发学生的生物情感共鸣。
例如,在《植物的激素调节》章节知识的讲解中,高中生物教师就可以在讲解完基础的知识后,通过各种文献资料或者信息设备等呈现给学生一些植物激素的实际情况,如催熟的草莓,并在呈现之后展示出相关的新闻,并讲解出因为误食这些植物而导致的后果。其次,教师可以让学生以所学知识为基础,通过对资料的查找和小組合作的交流讨论,对“儿童因为食用催熟的草莓而性早熟”的现象进行科学分析和解释,并需要在解释后以此而得出概念结论。又如,教师可以结合现实社会中时常发生的事件,如当地政府所推行的雨污分流的管道工作。许多人民群众认为政府所推行的此项工作不过是劳民伤财,无法发挥实际效果。基于此种理念,高中生物教师就可以让学生利用课外时间,通过小组合作学习模式,探究和理解雨污分流的原理,并以此监测出雨水和生活污水的水质,而后以此监测为前提,对常见藻类的培养实验进行设计,通过分析实验数据获得最终结论。教师还需要指导学生们在重视生活经验的积累后,对相应的实践活动进行积极参与;并需要加强对生物科技方面信息、与生物学相关的社会热点问题的关注;要在关注后让其尝试着应用自己所学过的生物知识对社会热点问题进行分析,对生活中的生物现象进行解释[3]。这样才能加强对学生生物学习能力和实际探究能力的培养,增强学生的实践参与能力,促进其正确情感态度和价值观的形成。 四、结合实验操作,发展实践能力
无论是学生探究能力的培养,还是学生核心素养的形成,都离不开实际的实验操作。实验不仅是对生物现象进行解释的绝佳途径,也是简化生物概念的良好方式,更是帮助学生深刻理解和掌握生物知识、提升探究技能的重要环节。因此,在实际的高中生物教学中,教师应该利用各种方式和设备展开实际的实验教学,让学生们在传统思维的转变中,对生物实验的无穷奥秘进行探寻。
譬如在“还原糖的检测”实验中,教师就可以让学生们对此相关的知识进行回顾和学习,而后再以教学内容为结合点,展开实验。首先教师要对白色或者接近白色并且还原糖含量高的实验材料进行选取,如苹果和白萝卜。其次教师要以斐林试剂为检测溶液,要选择零点一克的NaOH溶液和零点零五克的CuSO4溶液,并现配现用这些溶液。接着教师需要将两毫升的待测组织液加入进试管中,并在试管中加入一毫升的斐林试剂。而后教师要准备烧杯,并在其中注入五十到六十度的温水后将试管放入其中加热,加热时间为两分钟。之后教师就可以让学生对试管中的颜色变化进行观察,通过观察对相应的问题进行思考“为什么要现配现用斐林试剂”“能否用酚酞溶液或者碘液替代斐林试剂”等等。最后再让学生通过实验,通过对问题的思考展开自主的实验探究,以此帮助学生拓展思维,提高对生物知识的掌握能力和对生物现象的探究意识。从而在其思维能力和探究意识的增强中,促进其良好核心素养的发展。
五、指导设计创新,增强创新意识
严格上来说,高中阶段的学生所进行的生物学实验大多数都属于“菜单式实验”或者是“模仿式实验”,也就是说,学生们只需要在教师的演示指导下,应用已经给定的实验材料、仪器工具和步骤等来进行实验,而不需要自己特意设计实验或者设计相应的步骤[4]。这样的实验虽然说可以达到对学生实际动手能力的培养,但毫无疑问,无法对学生的创新能力和实际设计能力进行培养。然而在高中生物教育改革中,提出了“教师应该展开创新教学”的要求。此种创新,不仅是教学方式的创新,也意味着思维的创新,角度的创新;意味着学生们需要在教师创新的指导下,对问题进行创新的探究和解决。总之,创新教学鼓励的是以创新的方式对问题进行创新分析,以创新的手段提出自己创新的见解;在创新实践自己的想法时,杜绝墨守成规和迷信权威。对于高中阶段的学生而言,创新可以是整体的,也可以是局部的。而无论是整体创新,还是局部创新,都离不开学生强烈的科学探究能力和核心素养。针对此,高中生物教师在教学实践中,尤其是在生物学实验教学中,应当以所讲解的生物理论知识为结合点,注重对学生的创新能力培养。教师要在教学中,组织学生练习实验方案的设计,让学生们熟悉实验设计的各项规范要求。利用这样的方式,来对学生创新的实验设计能力进行培养,促进学生自主创新能力的提升。
比如,在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,教师们选用的材料多为菠菜,实验的方式多数是从菠菜上对叶片光合色素进行提取,而在提取后,能够看出实验滤纸上所显示的是四条色素带,分别为“橙黄色”“黄色”“蓝绿色”“黄绿色”等,与这些色素带相对应的色素无疑就是“胡萝卜素”“叶黄素”“叶绿素a”和“叶绿素b”。但事实证明,在自然界中,季节的不同、植物的不同,都会使得植物的叶片形状和颜色产生不同,此时教师就可以对学生提出问题,“不同颜色的叶片中都含有哪些色素”?“色素是否存在理化性质”?让学生们在学习了理论知识后,思考问题,展开实验探究[5]。在接下来的生物课程教学中,教师可以让学生们对不同植物不同颜色的叶片进行选取,在这些叶片上对不同颜色的色素进行分离和提取,此时学生们就会基于自己对菠菜叶片色素提取和分离方法的掌握,集思广益,对实验的思路进行创新设计。
在之后学生的实验中,教师还可以指导其对不同颜色的叶片和花瓣進行收集,并依据菠菜叶片色素的提取分离方式,来分离和提取其他颜色的叶片和花瓣上的色素。在实验中,学生们就能够发现,从苋菜叶片上所提取的滤液中,有紫红色的色素,但此种色素的分离并没有体现在滤纸条上。这时教师可以对学生给予适当的指导,让学生们对相关的文献资料进行查找,并以小组的方式进行交流讨论。高中学生则需要在讨论过后,以清水为层析液,对水溶性紫红色的苋菜红素进行分离,并于分离后对光合色素不溶于清水的特点进行实验验证。这样能够在加强学生对实验方法的局部创新下,增强学生的实验能力、探究技能和创新的意识素养。
总之,核心素养的培养需要教师转变以往课堂关注的知识点,需要注重对学生素养的养成。在高中生物教学中,教师需要对生命观念进行渗透;需要在学生的知识探究中,对学生的思维进行启迪,对其责任意识进行培养;需要通过结合四个维度的素养,落实学生核心素养的养成。
参考文献:
[1]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,2016,41(7):49-50.
[2]寇晓洁.高中生物学探究技能中核心素养的培养[J].课程教育研究:外语学法教法研究,2018(11):79-80.
[3]尹波.高中生物探究技能中核心素养的培养分析[J].文渊(中学版),2019(08):309.
[4]刘霞.高中生物探究技能中核心素养的培养与测评研究[J].新课程·下旬,2019(09):24-25.
[5]孟波.高中生物探究技能中核心素养的培养[J].读写算,2019(03):49.
(作者单位:山东省青岛市城阳区上马街道城阳第三高级中学,山东 青岛266112)
关键词:高中生物;探究技能;核心素养
中图分类号:G633.91 文献标识码:A文章编号:1992-7711(2021)09-068
在新课程改革中,高中生物教师不仅能需要对学生的探究技能进行培养,还需要注重学生核心素养的发展。生物学科是一门科学探究生命的自然学科,此门学科能够在学生探究思维的发展中,树立学生生命观念和社会责任。因此,高中生物教师就需要以学生探究技能的培养为基础,在教学实践中落实对学生核心素养的培养,以此达到学生的可持续发展[1]。
一、围绕核心概念,树立生命观念
一般核心概念指的是以学科为中心的关键性概念、原理或者方法,其通常都具有超越课堂之外的持久价值和迁移价值。“生命观念”则是指在观察了生命现象、生命现象之间的特性和相互关系后,所解释出来的抽象道理;是在实证后的想法和观点,是能够对相关事件和现象进行理解并解释的品格和能力。比较两者可以得知,学生只有在良好地理解了生物学的核心概念后,才能够以此为基础,加强对生命观念的形成。因此,在核心素养导向下,教师应该以核心概念为中心,在对生物学知识事实进行讲解后,通过对事实的直观呈现,强化学生对生物学科核心概念的自主探索和建构。从而在帮助学生形成良好的探究技能下,促进对学生核心素养的培养。
比如,教师在教学“有丝分裂”时,其核心概念就是“细胞周期”和各时期的特点。由于这些概念有着较强的抽象性,因而若只是依靠教师的课堂讲解,很难加强学生对知识的掌握。因此,在教学实践中,高中生物教师就可以先让学生以洋葱根尖为依据,展开有丝分裂的实验。先将洋葱根尖装片,其次对其中细胞的典型特征进行观察,接着在拍照后上传图片。在随后的教学中,教师可以让学生以自己的判断为依据,排列好细胞图片的顺序,并对如此排序的原因进行说明。紧接着教师就可以指导学生们展开小组之间的交流,让学生们在梳理细胞有丝分裂的顺序后对每个阶段的特点都做一段总结,并利用电影胶卷的模式,连续起分裂的细胞图像。让学生们在观察图像后,对一次细胞分裂起点和终点展开判断,并继续阐述理由。之后,教师再对动物细胞有丝分裂的各时期图像和植物细胞的有丝分裂情况进行直观呈现,并让学生在比较中对其中的异同点进行思考分析和总结说明。通过这样的方式,不仅能够让学生模拟科学家探索有丝分裂的过程,从而得出细胞周期的概念;还能够在强化学生对细胞周期各时期特点的了解下,更深层次的理解到生物学科的核心概念。既可以让学生在生物多样性和统一性等特性的认识中,直观体验出生命观念;又可以让学生在生命活动规律的探究中,形成科学的自然观和世界观。从而能够在加强对学生探究技能的培养下,提升其实际的问题解决能力和生物素养。
二、注重多维度分析,培养科学思维
科学思维是能够观察比较、分析综合、抽象概括事物或者问题的一种思维,其具有明确的思维方向以及充分的思维依据。高中阶段虽然正是学生将感性认识发展为理性认识的重要阶段,但此阶段的学生一般也还是以感性思维方式为主[2]。因此,作为高中阶段的生物教师,在实际的教学中,就需要对各种感性的生物探究材料进行提供,应该基于不同的探究材料加强对问题串的设计。如此在注重学生对问题的多维度分析时,培养学生科学的探究性思维。
例如,教师在对“果胶酶在果汁生产中的作用”一课进行讲解时,此部分知识的教学重难点就在于探究“温度和PH对果胶酶活性的影响”和“果胶酶的最适用量”,因而教师完全可以展开“探究温度对果胶酶活性的影响”实验。首先,教师需要对学生进行相应的提问,果胶酶具有哪些特性?其是否特指一种酶?在“探究温度对果胶酶活性的影响”实验中,该如何设置温度梯度?要想混合苹果泥和果胶酶,要先怎么做?为什么要先将苹果泥和果胶酶分装在不同的试管中恒温处理后才能混合苹果泥和果胶酶?这样做有何作用?此种实验是否需要设置对照等等。同时,教师还可以指导学生们探究PH对果胶酶活性的影响,并让学生通过实验得出在此实验中所应该设置的PH梯度结论。利用这样的问题设置和实验探究,可以让学生加强对问题的思考分析,可以对其思维进行引发,对其学习动力进行激发。可以在促进学生科学思维习惯的形成下,达到学生科学思维和探究能力的双向提升。
三、联系热点话题,培养社会责任
“社会责任”是以学生所认识的生物学为基础,在学生参与了个人或者社会事物的讨论、判断和理性解释后,所尝试解决生产生活中的生物学问题的担当和能力。事实上,生物学就是一门紧密联系进学生实际生活的学科。因而教师在实际的生物课堂教学中,应该对与学生生活事例相贴近的生物现象进行选择,以此对课程知识进行讲解。如此能够拉近学生和生活中生物知识之间的距离,引发学生的生物情感共鸣。
例如,在《植物的激素调节》章节知识的讲解中,高中生物教师就可以在讲解完基础的知识后,通过各种文献资料或者信息设备等呈现给学生一些植物激素的实际情况,如催熟的草莓,并在呈现之后展示出相关的新闻,并讲解出因为误食这些植物而导致的后果。其次,教师可以让学生以所学知识为基础,通过对资料的查找和小組合作的交流讨论,对“儿童因为食用催熟的草莓而性早熟”的现象进行科学分析和解释,并需要在解释后以此而得出概念结论。又如,教师可以结合现实社会中时常发生的事件,如当地政府所推行的雨污分流的管道工作。许多人民群众认为政府所推行的此项工作不过是劳民伤财,无法发挥实际效果。基于此种理念,高中生物教师就可以让学生利用课外时间,通过小组合作学习模式,探究和理解雨污分流的原理,并以此监测出雨水和生活污水的水质,而后以此监测为前提,对常见藻类的培养实验进行设计,通过分析实验数据获得最终结论。教师还需要指导学生们在重视生活经验的积累后,对相应的实践活动进行积极参与;并需要加强对生物科技方面信息、与生物学相关的社会热点问题的关注;要在关注后让其尝试着应用自己所学过的生物知识对社会热点问题进行分析,对生活中的生物现象进行解释[3]。这样才能加强对学生生物学习能力和实际探究能力的培养,增强学生的实践参与能力,促进其正确情感态度和价值观的形成。 四、结合实验操作,发展实践能力
无论是学生探究能力的培养,还是学生核心素养的形成,都离不开实际的实验操作。实验不仅是对生物现象进行解释的绝佳途径,也是简化生物概念的良好方式,更是帮助学生深刻理解和掌握生物知识、提升探究技能的重要环节。因此,在实际的高中生物教学中,教师应该利用各种方式和设备展开实际的实验教学,让学生们在传统思维的转变中,对生物实验的无穷奥秘进行探寻。
譬如在“还原糖的检测”实验中,教师就可以让学生们对此相关的知识进行回顾和学习,而后再以教学内容为结合点,展开实验。首先教师要对白色或者接近白色并且还原糖含量高的实验材料进行选取,如苹果和白萝卜。其次教师要以斐林试剂为检测溶液,要选择零点一克的NaOH溶液和零点零五克的CuSO4溶液,并现配现用这些溶液。接着教师需要将两毫升的待测组织液加入进试管中,并在试管中加入一毫升的斐林试剂。而后教师要准备烧杯,并在其中注入五十到六十度的温水后将试管放入其中加热,加热时间为两分钟。之后教师就可以让学生对试管中的颜色变化进行观察,通过观察对相应的问题进行思考“为什么要现配现用斐林试剂”“能否用酚酞溶液或者碘液替代斐林试剂”等等。最后再让学生通过实验,通过对问题的思考展开自主的实验探究,以此帮助学生拓展思维,提高对生物知识的掌握能力和对生物现象的探究意识。从而在其思维能力和探究意识的增强中,促进其良好核心素养的发展。
五、指导设计创新,增强创新意识
严格上来说,高中阶段的学生所进行的生物学实验大多数都属于“菜单式实验”或者是“模仿式实验”,也就是说,学生们只需要在教师的演示指导下,应用已经给定的实验材料、仪器工具和步骤等来进行实验,而不需要自己特意设计实验或者设计相应的步骤[4]。这样的实验虽然说可以达到对学生实际动手能力的培养,但毫无疑问,无法对学生的创新能力和实际设计能力进行培养。然而在高中生物教育改革中,提出了“教师应该展开创新教学”的要求。此种创新,不仅是教学方式的创新,也意味着思维的创新,角度的创新;意味着学生们需要在教师创新的指导下,对问题进行创新的探究和解决。总之,创新教学鼓励的是以创新的方式对问题进行创新分析,以创新的手段提出自己创新的见解;在创新实践自己的想法时,杜绝墨守成规和迷信权威。对于高中阶段的学生而言,创新可以是整体的,也可以是局部的。而无论是整体创新,还是局部创新,都离不开学生强烈的科学探究能力和核心素养。针对此,高中生物教师在教学实践中,尤其是在生物学实验教学中,应当以所讲解的生物理论知识为结合点,注重对学生的创新能力培养。教师要在教学中,组织学生练习实验方案的设计,让学生们熟悉实验设计的各项规范要求。利用这样的方式,来对学生创新的实验设计能力进行培养,促进学生自主创新能力的提升。
比如,在“绿叶中色素的提取和分离”实验中,教师们选用的材料多为菠菜,实验的方式多数是从菠菜上对叶片光合色素进行提取,而在提取后,能够看出实验滤纸上所显示的是四条色素带,分别为“橙黄色”“黄色”“蓝绿色”“黄绿色”等,与这些色素带相对应的色素无疑就是“胡萝卜素”“叶黄素”“叶绿素a”和“叶绿素b”。但事实证明,在自然界中,季节的不同、植物的不同,都会使得植物的叶片形状和颜色产生不同,此时教师就可以对学生提出问题,“不同颜色的叶片中都含有哪些色素”?“色素是否存在理化性质”?让学生们在学习了理论知识后,思考问题,展开实验探究[5]。在接下来的生物课程教学中,教师可以让学生们对不同植物不同颜色的叶片进行选取,在这些叶片上对不同颜色的色素进行分离和提取,此时学生们就会基于自己对菠菜叶片色素提取和分离方法的掌握,集思广益,对实验的思路进行创新设计。
在之后学生的实验中,教师还可以指导其对不同颜色的叶片和花瓣進行收集,并依据菠菜叶片色素的提取分离方式,来分离和提取其他颜色的叶片和花瓣上的色素。在实验中,学生们就能够发现,从苋菜叶片上所提取的滤液中,有紫红色的色素,但此种色素的分离并没有体现在滤纸条上。这时教师可以对学生给予适当的指导,让学生们对相关的文献资料进行查找,并以小组的方式进行交流讨论。高中学生则需要在讨论过后,以清水为层析液,对水溶性紫红色的苋菜红素进行分离,并于分离后对光合色素不溶于清水的特点进行实验验证。这样能够在加强学生对实验方法的局部创新下,增强学生的实验能力、探究技能和创新的意识素养。
总之,核心素养的培养需要教师转变以往课堂关注的知识点,需要注重对学生素养的养成。在高中生物教学中,教师需要对生命观念进行渗透;需要在学生的知识探究中,对学生的思维进行启迪,对其责任意识进行培养;需要通过结合四个维度的素养,落实学生核心素养的养成。
参考文献:
[1]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,2016,41(7):49-50.
[2]寇晓洁.高中生物学探究技能中核心素养的培养[J].课程教育研究:外语学法教法研究,2018(11):79-80.
[3]尹波.高中生物探究技能中核心素养的培养分析[J].文渊(中学版),2019(08):309.
[4]刘霞.高中生物探究技能中核心素养的培养与测评研究[J].新课程·下旬,2019(09):24-25.
[5]孟波.高中生物探究技能中核心素养的培养[J].读写算,2019(03):49.
(作者单位:山东省青岛市城阳区上马街道城阳第三高级中学,山东 青岛266112)