以核心素养为导向的中学生物学创新实验探究

摘要：以核心素养为导向的中学生物学创新，是新时代教育背景下的一次深刻变革，它旨在通过革新教学方法与手段，培养学生的科学素养、创新思维和实践能力，以适应未来社会的需求与挑战。随着科技的飞速发展和社会的不断进步，生物学作为自然科学的重要分支，其重要性日益凸显。中学生物学教育，作为培养学生科学素养的关键阶段，承担着传授生物知识、培养科学思维、激发创新潜能的重任。

关键词：核心素养；中学生物；创新实验

引言：

核心素养是指个体在学习、工作和生活中所需的基本素养，它涵盖了知识、技能、情感态度和价值观等多个方面。在中学生物学教育中，核心素养的培养不仅要求学生掌握扎实的生物基础知识，更要求学生具备科学思维、实验探究、信息获取与处理、科学沟通等多方面的能力。这些能力的形成，需要教师在教学过程中注重引导学生的自主学习、合作学习和探究学习，通过设计生动有趣的教学内容和实践活动，激发学生的学习兴趣和创新潜能。

一、以核心素养为导向的中学生物学创新实验的重要性

（一）培养学生科学素养的核心途径

生物学是一门以实验为基础的学科，实验是生物学教学的重要组成部分。通过创新实验，学生能够亲身体验科学探究的过程，从观察现象、提出问题、设计实验、收集数据到分析结论，每一个环节都能锻炼学生的科学思维能力。这种基于实证的探究方式有助于培养学生的科学素养，使他们学会用科学的方法去认识世界、解决问题。

（二）激发学生创新思维的关键环节

创新实验鼓励学生不拘泥于教材上的传统实验方法，而是根据自己的理解和兴趣，设计并实施新的实验方案。这种过程能够激发学生的创新思维，培养他们的想象力和创造力。在实验中，学生可能会遇到各种预料之外的情况，这要求他们灵活应变，寻找解决问题的新方法，从而进一步锻炼他们的创新能力。

（三）提升学生实践能力的有效手段

创新实验要求学生动手操作，这不仅能让他们熟练掌握实验技能，还能提升他们的实践能力。在实验过程中，学生需要学会使用各种实验器材，掌握实验操作的步骤和技巧，同时还需要学会观察实验现象、记录实验数据、分析实验结果。这些实践经验的积累，对于学生未来的学习和工作都具有重要意义。

二、以核心素养为导向的中学生物学创新实验策略

（一）优化实验教学内容，提升生命观念和科学思维

教师应基于学生的认知能力和生物学学科的独特性，精心策划实验教学内容，旨在通过实验这一直观且富有探索性的学习方式，深化学生对生物学核心概念与原理的领悟。以“光合作用”这一经典实验为例，教师可以巧妙地设计一系列逻辑严密、层层递进的提问策略，如首先引导学生思考光合作用发生的具体植物部位，进而探讨光合作用不可或缺的外部条件，最终聚焦于光合作用所生成的物质。这一系列问题不仅激发了学生的好奇心与求知欲，还促使他们通过实验操作的亲身实践，细致观察实验现象，严谨分析实验数据，从而全面而深刻地理解光合作用的复杂机制及其在整个生态系统中的关键作用。这一过程不仅增强了学生的生命观念，即认识到生命现象的复杂性和相互依存性，还有效锻炼了他们的科学思维，学会了如何运用科学方法去探究自然现象的本质。

（二）注重实验探究过程，培养探究能力

教师应积极倡导学生参与实验探究的主动性，通过鼓励他们自主设计实验方案、亲自执行实验操作以及深入分析实验数据，来有效培养他们的探究精神和问题解决技巧。以“探究种子萌发的条件”这一实验为例，教师可以放手让学生成为实验的主导者，让他们自由挑选不同类型的种子，并自主设定一系列的环境变量，比如温度的高低、湿度的干湿以及光照的有无等。学生需细心观察并记录种子在不同条件下的萌发状况，随后通过对比和解析这些多样化的实验结果，他们能够独立推导出种子萌发的最佳环境条件。这一整个过程不仅使学生亲身体验了科学探究的完整流程，而且极大地锻炼了他们分析问题、提出假设、验证假设并最终得出结论的能力，为他们将来面对更复杂的问题时提供了宝贵的解决策略和实践经验。

（三）运用信息技术手段，创新实验教学形式

教师可以充分利用虚拟实验软件、在线课程平台等现代信息技术手段，为实验教学注入新的活力，让实验教学不再局限于传统的实验室环境，而是变得更加丰富多样、趣味横生且互动性强。借助虚拟实验室软件，学生能够沉浸在一个高度仿真的实验环境中，仿佛亲自置身于实验室中，进行诸如“观察草履虫的结构和运动”、“探究动物行为学”等一系列生动有趣的生物学实验。这些虚拟实验不仅为学生提供了接近真实的实验体验，使他们能够细致入微地观察实验现象，反复练习实验操作，从而更加深刻地理解实验原理和操作步骤；同时，虚拟实验的互动性还鼓励学生主动探索、积极交流，促进了他们之间的思维碰撞和合作学习，进一步提升了实验教学的效果和质量。

（四）融入跨学科知识，促进学科交叉融合

教师可以通过巧妙地融合生物、物理、化学等多学科知识来设计实验案例，以此考察并提升学生的跨学科知识整合与应用能力，为他们的综合素养发展奠定坚实基础。以“探究DNA的复制过程”这一实验为例，教师不仅可以从生物学的角度深入剖析DNA复制的生物化学机制，还可以巧妙地融入化学知识，如DNA的分子结构、碱基配对原则以及化学键类型等，帮助学生理解DNA复制的分子基础。同时，结合物理知识，如DNA双螺旋结构的稳定性原理、电镜观察技术及其背后的物理原理，能够使学生更加直观地认识到DNA复制的精确性和复杂性。这种跨学科知识的融合，不仅拓宽了学生的知识视野，还促使他们学会从多个角度综合分析问题，从而更全面、深入地理解DNA复制这一生命现象的奥秘，有效提升了他们的综合素养。

结语：

以核心素养为导向的中学生物学创新，不仅是对传统教学模式的一次深刻变革，更是对学生全面发展需求的一次积极响应。通过精心设计的实验案例、跨学科知识的融合、信息技术手段的引入以及学生主动探究能力的培养，我们不仅为学生搭建了一个充满探索与发现的生物学学习平台，更为他们未来的学术成长和职业道路铺设了坚实的基石。因此，以核心素养为导向的中学生物学创新，不仅是对当前教育改革的积极实践，更是对未来社会发展的深远布局。

[1]阿聘华.基于多媒体技术下的中学生物教学创新研究[J].时代教育前沿，2024，6（2）：

[2]王会强，崔月.教育信息化背景下信息技术与中学生物学教学融合策略研究[J].科教导刊，2023，（36）：112-114.