如何将学科核心素养落实到高中生物实验教学中

引言：学科核心素养理念提出背景下，高中生物实验教学面临深刻变革，从传统知识技能传授向全面素养培养转型，作为生物学科重要组成部分实验教学承载着培养学生科学探究能力、科学思维方式、科学态度与责任等核心素养关键任务。通过分析核心素养融入实验教学现状，提出实验教学设计优化路径与评价体系创新策略，旨在为高中生物教师提供实践指导，促进学生生物学科核心素养全面发展提升实验教学质量与效果。

一、核心素养融入实验教学现状：问题突出，挑战多元

当前高中生物实验教学中核心素养融入面临诸多问题与挑战，实验目标定位模糊核心素养导向不明确，部分教师对学科核心素养内涵理解不够深入，难以将抽象核心素养要求转化为具体实验教学目标。实验教学目标设定往往侧重知识验证与技能训练，如掌握显微镜使用方法、观察细胞结构等，忽视科学探究能力、批判性思维、创新意识等高阶素养培养，目标层次不分明缺乏系统性规划，难以形成螺旋上升培养路径。实验内容陈旧单一创新性不足，教材实验内容更新缓慢，部分实验设计已不适应现代生物学发展需求，实验内容过分强调验证性学生按照既定步骤操作，得出预期结果缺乏探究空间，实验选题与社会生活、前沿科技联系不紧密难以激发学生探究兴趣，实验设计缺乏开放性与创新性学生创造性思维难以充分发挥。

教师实验教学能力参差不齐制约核心素养落实效果，部分教师自身实验操作能力有限实验设计经验不足，难以胜任高水平实验教学任务，对现代生物技术了解不够无法将学科前沿融入实验教学，实验教学创新意识不强习惯按部就班进行教学缺乏改革动力，实验教学评价能力不足难以科学评估学生核心素养发展状况。课程安排不合理时间保障不充分，受升学压力影响部分学校压缩实验课时，优先保障理论教学，实验教学安排零散缺乏系统性难以形成连贯学习体验，单节课时间有限复杂实验难以完整实施影响教学效果，课外实验活动开展不足无法满足学生拓展性学习需求。

二、实验教学设计优化路径：结构重构，过程关注

实验教学设计优化应立足核心素养目标，通过结构重构与过程关注实现教学价值提升，结构重构体现在实验类型转变上，由传统验证性实验向探究性实验转型，让学生从既定结论验证者成为科学问题探索者。实验内容设计应注重层次性，基础层面确保学生掌握必要技能与方法，提高层面引入开放问题激发思维深度，拓展层面鼓励学生自主选题与设计。实验过程安排需突破传统单一流程，构建螺旋上升式探究链，学生通过提出问题、设计方案、得出结论、反思评价等环节形成完整探究体验，教学组织形式上应打破教师示范—学生模仿模式，采用问题驱动、小组协作方式强化学生主体地位。

以人教版必修一“细胞是生命活动的基本单位”实验教学为例，可设计细胞世界探秘探究性实验方案，创设科学问题情境：展示不同生物组织切片照片，提出这些组织为何形态各异却有共同特征？引发学生探究欲望。随后引导学生预设探究方向分组设计观察方案，包括实验材料选择、切片制作方法、观察重点等，突破传统直接给予实验步骤局限。实验准备阶段学生自主收集不同植物材料（洋葱、黄瓜、西红柿等），动物组织可采用多媒体图像代替，既考虑伦理因素又拓展观察范围。实验操作环节采用导师制，由技能较强学生担任小组导师，指导切片制作与显微镜操作，既锻炼学生表达能力又培养责任意识。观察阶段实行接力探究学生轮流观察、描述、绘图，每位学生观察后提出一个新问题交由下一位同学思考，形成问题链激发持续探究兴趣。数据处理环节引入数字技术，学生使用手机显微拍照功能或显微互动系统记录细胞图像，利用测量软件分析不同细胞大小、形态特征实现技术与生物学融合。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率，更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观，为学生的未来发展奠定坚实基础。

三、实验评价体系创新策略：维度拓展，方式多样

实验评价体系创新应突破传统单一结果评价局限，构建多维立体评价框架全面捕捉学生核心素养发展轨迹，维度拓展体现在评价内容全面化，由关注实验结果准确性向关注实验全过程能力培养转变，包括问题意识、设计思路、操作规范、数据处理、结论形成、交流表达等多环节评价。拓展至思维品质评价关注学生科学思维方式养成，如批判性思维、创新思维、逻辑思维等，还应关注科学态度与价值观评价，包括求真态度、严谨精神、团队协作、伦理意识等方面。评价层次应体现梯度性，设置基础层、发展层、创新层多级标准，满足不同起点学生发展需求，方式多样则强调评价工具创新，可运用实验操作评定量表、思维过程观察表、科学素养发展档案等多种评价工具。

以人教版必修二“DNA 是的主要遗传物质”实验教学评价为例，设计科学探究成长档案多维评价方案，构建评价指标体系包含科学探究能力（实验设计、操作技能等）、分子生物学思维（宏观微观转换、结构功能关联等）、科学精神与态度（求真务实、批判质疑等）三大维度，每个维度设定具体表现指标与发展等级。评价实施贯穿教学全程：实验前进行前测学生绘制 DNA 知识概念图，教师据此了解学生起点水平调整教学策略，实验中采用多元评价形式，如教师使用格里菲斯转化实验关键环节观察表记录学生表现，学生完成实验设计思路分析单展示思维过程，小组成员通过合作探究互评表进行组内评价，多角度记录学生探究历程。在设计 DNA 提取实验方案环节，通过创新思维评价表关注创造性表现，实验后评价注重成果与反思，学生提交 DNA 结构模型制作与说明作为终结性成果，同时完成科学探究反思日志，分析实验成败原因与改进方向。整个评价过程突破了传统结果导向评价局限，通过多维指标设计、全程评价实施、多元主体参与，全面捕捉学生在分子生物学探究中核心素养发展轨迹实现了评价育人功能。

结论：通过分析当前核心素养融入实验教学现状，发现存在实验目标定位模糊、实验内容陈旧单一、实验方法传统封闭等问题，针对这些问题提出了实验教学设计优化与评价体系创新两大策略。教学设计优化方面强调重构实验目标体系创新实验内容选择，注重探究全过程体验推行多样化教学模式。这些创新举措将有助于构建以核心素养为导向高中生物实验教学新模式，促进学生科学探究能力、科学思维方式、科学态度与责任等核心素养全面发展，为培养创新型人才奠定坚实基础。

参考文献

[1] 乔娜.核心素养下高中生物实验教学路径探索[J]. 2024.[2] 丁卫东.核心素养下高中生物实验教学思考[C]//2023 年第九届中国陶行知研究座谈会论文集.2023.[3] 王辉.基于学科核心素养的高中生物实验教学探究[J].安徽教育科研， 2024（23）：20-22.