基于学科素养的高中生物实验教学探究

对于高中生而言，生命观念需依托直观的体验来慢慢构建，科学思维也需在问题解决中逐步培养，而要想培养科学探究与创新的能力，需要以创新性实验作为核心，在教师引导的过程中自我提升，才能够在实验中将所学的学科知识转化可利用的结果，完成生物学科学习目标，更深层次地链接生活与社会，解决现实问题。因此，笔者将结合生物教学实践的实例，从理论和实践的侧面来尝试整合更具体、更合乎学科素养的高中生物实验教学的目标、内容、方法与评价四方面，探究以素养为核心的、更加完善的高中生物实验教学模式。

一、高中生物实验教学中的问题

（一）教学目标局限，素养培养缺位

过往高中实验教学常止步于将实验目标聚焦于操作技能与知识验证。如在观察DNA 和 RNA 在细胞中的分布实验中，仅关注装片制作与显微镜的使用，没有引导学生思考类似核酸分布与细胞功能的关联或排除染色干扰等延伸性的问题，通过实验思维培养机会没有被抓住，素养目标最终因延伸意识弱而落空。

（二）实验内容单一，探究性不足

当前实验多为验证性，且脱离实际。参考文件指出探究性实验占比低，如绿叶中色素的提取和分离实验，教师直接告知试剂与原理，学生机械操作，无需思考为何选无水乙醇层析液为何不能没及滤液细线，难以体会探究乐趣，也缺少基因工程、生态保护等热点主题。

（三）教学方法传统，学生参与度低

灌输式教学仍为主流，教师先讲解步骤，学生模仿操作。如探究酵母菌呼吸方式实验，教师提前告知有氧呼吸产 CO₂ 更多，学生实验仅为验证结论，而非探索未知。小组合作也流于形式，部分学生旁观，无法实现培养沟通能力的目标，与参考文件小组合作促团队意识的要求不符。

（四）评价体系单一，素养反映不全面

评价多以实验报告质量操作规范性为核心。如探究种群数量变化实验，仅关注数据完整性与结论正确性，忽视学生实验装置设计异常数据分析能力，也未纳入小组合作表现，无法全面反映素养水平，难以激发探究积极性。

二、基于学科素养的高中生物实验教学模式完善策略

（一）重构教学目标，锚定素养方向

以素养为核心，融合知识、能力与素养目标。如探究酵母菌呼吸方式实验：知识目标为理解有氧与无氧呼吸产物差异；能力目标为设计对照实验、检测 CO₂ 和酒精；素养目标为形成‘ 细胞代谢依赖酶催化’ 的生命观念，培养科学思维，认识酵母菌在酿酒、发酵中的应用以增强社会责任，确保教学兼顾知识与素养。

（二）优化实验内容，增强探究性与实践性

通过增加探究性实验比例，将验证孟德尔分离定律改为探究性状分离比的模拟实验，学生自主设计方案，改变棋子数量（模拟基因型比例）、调整抓取方式（模拟随机受精），探究样本数量、抓取频率对结果的影响，深化对遗传规律的理解。结合生活与热点设计实验：参考文件强调实验需符合认知特点、重实践，可设计探究不同洗涤方式对衣物细菌残留的影响探究叶片表面积与蒸腾速率的关系，让学生在解决生活问题中提升探究能力；引入探究 CRISPR 技术对大肠杆菌基因编辑的影响，接触科技前沿，激发创新兴趣。

（三）创新教学方法，激发学生主动性

通过问题导向教学，如探究光合作用场所实验，教师提出光合作用是否只在叶绿体中进行？引导学生结合知识提出对比叶肉细胞与表皮细胞的假设，自主设计实验验证，让学生主动思考，而非被动接受。深化小组合作，明确分工，如探究微生物生长的环境影响实验，成员分别负责培养基配制接种操作数据记录结果分析，确保全员参与。实验后组织汇报，分享探究思路与问题，培养团队沟通能力。用虚拟实验突破局限，如基因工程操作实验，通过虚拟平台模拟目的基因提取—载体构建—导入细胞，避免仪器昂贵、步骤复杂的问题；探究蒸腾作用实验用传感器采集湿度数据，生成曲线，直观分析温度、光照对速率的影响，提升效率与准确性。

（四）完善评价体系，全面反映素养水平

方法是构建过程 + 结果定量 + 定性的多元评价体系。通过课堂观察记录学生实验设计主动性小组合作积极性，通过实验日志了解探究思路参数调整原因，跟踪素养发展。除实验报告外，增加成果展示+口头答辩，如探究植物生长调节剂对生根的影响实验，小组展示方案、数据曲线及创新点，答辩为何选该浓度梯度如何控制误差，教师据此评分。并结合学生自评与互评，学生自评是否主动思考、解决问题，小组互评合作效率、贡献均衡度，通过反思提升自我认知。

三、结束语

基于学科素养的高中生物实验教学模式，通过重构目标、优化内容、创新方法与完善评价，能有效培养四大素养，是落实核心素养教育的重要路径。未来需加强两方面工作：一是开展专题讲座、教研活动，提升教师探究性实验设计与指导能力；二是深化跨学科融合，如生物与化学、物理、信息技术结合，培养综合素养。相信随着实践完善，高中生物实验教学将为培养创新人才发挥更大作用。

参考文献：

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