论文部分内容阅读
摘 要：中学生物学课程应聚焦学科核心素养，目的是强化学科育人功能。而学科核心素养的提炼，必须基于对学科本质的深入理解。科学探究是生物学科核心素养的重要组成，能够发现现实世界中的生物学问题，针对特定的生物学现象，进行观察、提问、实验设计、方案实施以及结果的交流与讨论。笔者以提升生物学科核心素养为目的构建了生物实验教学模式。
关键词：核心素养；生物实验；教学模式
一、核心素养的含义
所谓“核心素养”，是学生适应信息时代和知识社会的需要，解决复杂问题和适应不可预测情境的能力和道德，它由跨学科核心素养和学科核心素养所构成。中国学生发展核心素养，以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面。综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养（图1）。
核心素养就是通过学科素养的培养而形成的，学科素养是具有学科特色的核心素养，科学探究能力，技术能力，核心素养是跨学科共同的素养。学科素养包括学科的基础知识、基本技能、基本经验、基本品质、基本态度等几个方面。如何通过培养学生的学科素养，最后形成我们所要求的核心素养呢？这需要通过课程目标的确立，教学方法的选择和教学模式的建构，教学质量的保障和评价体系的建构。
图1 学生发展核心素养核心内容
二、基于生物学科核心素养的生物教学模式及活动案例
1.中学生物实验教学模式
生物学是一门和生活联系紧密的实验学科，有着与其他自然科学相同的性质。生物实验教学不仅可以使学生获得知识，培养实验技能，而且可以培养学生良好的科学态度和习惯。掌握科学探究的思路和方法，形成合作精神，善于从实践的层面探讨或尝试解决现实生活中的生物学问题；具有开展生物学实践活动的意愿和社会责任感。
在某一种教学情境下，教师提出问题，学生运用学科背景知识和科学探究学习方式，让学生主动研究和设计问题、解决问题等，并最终获得相应的科学知识，在教学设计上突出知识的内在联系性，使学生能够综合运用所学知识。以此提高学生的设计能力和解决问题能力。笔者根据核心素养与生物学科教学特点，可将生物实验教学分为6个步骤执行，见图2。
图2 基于STEM教育的生物实验教学模式
研究问题：用一两张纸的文章篇幅，概括介绍实验小组在研究课题的相关知识背景。引用查阅的资料。小组的研究文章需要有两张图片。
设计模型：为项目产品的设计、制作策略画一张带有标号的图纸。
实验结果：对小组的测试结果进行记录、分析和解释。
探究结论：概括实验任务，并概述实际上发生的事情。这部分应当包括实验目的、测试过程的简单描述以及对实验结果的解释说明。
活动反思：思考学生小组选取的实验方案和产品的设计，然后完成“反思”欄目中的内容。
评价活动：作为小组的一员，请反思自己的行为和表现，然后完成“核心素养自我评价量表”。
2.基于核心素养提升的实验案例
实验任务：制作蒸腾计测量植物蒸腾作用的速率
背景知识：
为了生存和繁殖，陆地植物必须应对很多自然问题。其中最大的问题是获取水分以及避免干燥（水分流失）。为了解决类似问题，植物体需要消耗能量以及具备相应有效的结构和生理过程。从结构和功能上解决问题（如保持水分平衡）的方式称为适应，适应性变化的学习是生物学中最有趣的部分。
大多植物的叶片具有称为气孔的表皮细孔，它由一对分离的保卫细胞组成，保卫细胞和它们之间的细孔共同组成了气孔，CO2是光合作用的原料，空气中的CO2通过保卫细胞组成的气孔进入到光合细胞中，如果有充足的水分，保卫细胞会吸收水分而胀大，气孔张开，CO2进入细胞，同时散发水蒸气。当缺水时，保卫细胞萎蔫。于是保卫细胞贴合到一起，气孔关闭，因此植物中水含量的多少决定了气孔的开闭从而间接决定了气体的进出。
气孔开闭如图3所示。当保卫细胞中溶质浓度高时，水分子通过渗透作用扩散进入细胞。水的流入导致细胞膨胀，两个保卫细胞成弓形分开，因此形成一个小孔，气孔打开，如图（a）。在蒸腾作用发生时，水通过气孔蒸发散失。当保卫细胞中溶质浓度低时，水往细胞外扩散，保卫细胞变得萎缩，气孔关闭，如图（b）。一系列环境因子可导致气孔开闭。
3.结语
基于其在未来教育发展的重要性，越早在高中教学中进行就能越早提升学生的核心素养，使他们能在未来科技发展中占据一席之地。培养学生的核心素养，应为学生提供充分的科学探究的机会，使他们在实践过程中不仅能够获取科学知识，还能体验科学探究的乐趣，提升实践能力。
中学生物实验教学中体现核心素养培养，值得我们去认真思考与研究。基于核心素养的生物实验教学模式不仅符合我国目前科学教育研究的新思路，也为我国中学生物课堂注入新的活力。提升学生发展核心素养，需要师生每一堂课的积累与努力。积极实践实验创新教育理念和教育方式，建构生物学科课堂教学模式，推进生物学科实验教学，提升学生发展核心素养。
参考文献
[1]赵中建.美国STEM教育政策进展[M].上海：上海科技教育出版社，2015：3-6.
[2]核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊，2016（10）：1-3.
[3]李佳，张飞雄.例析以学生为中心的STEM课堂教学策略[J].中小学教师培训，2017（10）：68-69.
[4]赵广英.高中生物实验教学中容易产生的几个认识误区[J].实验教学与仪器，2017，34（5）：19.
关键词：核心素养；生物实验；教学模式
一、核心素养的含义
所谓“核心素养”，是学生适应信息时代和知识社会的需要，解决复杂问题和适应不可预测情境的能力和道德，它由跨学科核心素养和学科核心素养所构成。中国学生发展核心素养，以科学性、时代性和民族性为基本原则，以培养“全面发展的人”为核心，分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面。综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新六大素养（图1）。
核心素养就是通过学科素养的培养而形成的，学科素养是具有学科特色的核心素养，科学探究能力，技术能力，核心素养是跨学科共同的素养。学科素养包括学科的基础知识、基本技能、基本经验、基本品质、基本态度等几个方面。如何通过培养学生的学科素养，最后形成我们所要求的核心素养呢？这需要通过课程目标的确立，教学方法的选择和教学模式的建构，教学质量的保障和评价体系的建构。
图1 学生发展核心素养核心内容
二、基于生物学科核心素养的生物教学模式及活动案例
1.中学生物实验教学模式
生物学是一门和生活联系紧密的实验学科，有着与其他自然科学相同的性质。生物实验教学不仅可以使学生获得知识，培养实验技能，而且可以培养学生良好的科学态度和习惯。掌握科学探究的思路和方法，形成合作精神，善于从实践的层面探讨或尝试解决现实生活中的生物学问题；具有开展生物学实践活动的意愿和社会责任感。
在某一种教学情境下，教师提出问题，学生运用学科背景知识和科学探究学习方式，让学生主动研究和设计问题、解决问题等，并最终获得相应的科学知识，在教学设计上突出知识的内在联系性，使学生能够综合运用所学知识。以此提高学生的设计能力和解决问题能力。笔者根据核心素养与生物学科教学特点，可将生物实验教学分为6个步骤执行，见图2。
图2 基于STEM教育的生物实验教学模式
研究问题：用一两张纸的文章篇幅，概括介绍实验小组在研究课题的相关知识背景。引用查阅的资料。小组的研究文章需要有两张图片。
设计模型：为项目产品的设计、制作策略画一张带有标号的图纸。
实验结果：对小组的测试结果进行记录、分析和解释。
探究结论：概括实验任务，并概述实际上发生的事情。这部分应当包括实验目的、测试过程的简单描述以及对实验结果的解释说明。
活动反思：思考学生小组选取的实验方案和产品的设计，然后完成“反思”欄目中的内容。
评价活动：作为小组的一员，请反思自己的行为和表现，然后完成“核心素养自我评价量表”。
2.基于核心素养提升的实验案例
实验任务：制作蒸腾计测量植物蒸腾作用的速率
背景知识：
为了生存和繁殖，陆地植物必须应对很多自然问题。其中最大的问题是获取水分以及避免干燥（水分流失）。为了解决类似问题，植物体需要消耗能量以及具备相应有效的结构和生理过程。从结构和功能上解决问题（如保持水分平衡）的方式称为适应，适应性变化的学习是生物学中最有趣的部分。
大多植物的叶片具有称为气孔的表皮细孔，它由一对分离的保卫细胞组成，保卫细胞和它们之间的细孔共同组成了气孔，CO2是光合作用的原料，空气中的CO2通过保卫细胞组成的气孔进入到光合细胞中，如果有充足的水分，保卫细胞会吸收水分而胀大，气孔张开，CO2进入细胞，同时散发水蒸气。当缺水时，保卫细胞萎蔫。于是保卫细胞贴合到一起，气孔关闭，因此植物中水含量的多少决定了气孔的开闭从而间接决定了气体的进出。
气孔开闭如图3所示。当保卫细胞中溶质浓度高时，水分子通过渗透作用扩散进入细胞。水的流入导致细胞膨胀，两个保卫细胞成弓形分开，因此形成一个小孔，气孔打开，如图（a）。在蒸腾作用发生时，水通过气孔蒸发散失。当保卫细胞中溶质浓度低时，水往细胞外扩散，保卫细胞变得萎缩，气孔关闭，如图（b）。一系列环境因子可导致气孔开闭。
3.结语
基于其在未来教育发展的重要性，越早在高中教学中进行就能越早提升学生的核心素养，使他们能在未来科技发展中占据一席之地。培养学生的核心素养，应为学生提供充分的科学探究的机会，使他们在实践过程中不仅能够获取科学知识，还能体验科学探究的乐趣，提升实践能力。
中学生物实验教学中体现核心素养培养，值得我们去认真思考与研究。基于核心素养的生物实验教学模式不仅符合我国目前科学教育研究的新思路，也为我国中学生物课堂注入新的活力。提升学生发展核心素养，需要师生每一堂课的积累与努力。积极实践实验创新教育理念和教育方式，建构生物学科课堂教学模式，推进生物学科实验教学，提升学生发展核心素养。
参考文献
[1]赵中建.美国STEM教育政策进展[M].上海：上海科技教育出版社，2015：3-6.
[2]核心素养研究课题组.中国学生发展核心素养[J].中国教育学刊，2016（10）：1-3.
[3]李佳，张飞雄.例析以学生为中心的STEM课堂教学策略[J].中小学教师培训，2017（10）：68-69.
[4]赵广英.高中生物实验教学中容易产生的几个认识误区[J].实验教学与仪器，2017，34（5）：19.