生物科学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。诺贝尔奖获得者丁肇中教授曾说："实验是自然科学的基础,理论如果没有实验证明,是没有意义的。"《普通高中生物学课程标准》将"从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的核心素养"作为课程设计的宗旨和实施的基本要求,而生物实验课教学是提高学生核心素养的有效途径和重要方法,因此如何通过实验教学发展学生的生物学科核心素养是当前亟待解决的问题。
一、准确定位实验教学的核心素养目标
下面是一堂国家级示范课（"培养液中酵母菌种群数量的变化"）的核心素养目标：生命观念，通过分析酵母菌种群数量变化的因素，建立生物与环境相统一的观点；科学思维，通过数学模型的分析与比较，培养归纳、比较及运用模型分析问题的能力；科学探究，通过本实验掌握实验方案的设计与实施及对实验结果的分析与评价能力；社会责任，通过归纳种群数量的变化在实践中的应用，养成关注生产实践、学以致用的态度。该核心素养目标是依据课程标准以及考纲要求的理解层次制定的。其中建构模型的方法，是高中课程标准对学生提出的高于初中水平的的能力要求。在高中阶段学习中学生陆续接触到物理模型、概念模型和数学模型的建构。在三个必修模块中，数学模型的建构仅此一例，是必修三模块在科学方法上的侧重点，所以在教学中应当充分重视。
具体的核心素养目标准确定位后，教学方向才会有所依据，素质培养才有准确的方向，学生才会有所收获。
二、实验课前教师的准备要细致入微
实验课教学的教师应直接参与实验课的准备过程，这样可以大大提高实验课的教学实效，避免理论与实践相脱节。那么，如何做好课前准备哪？笔者认为可以从以下几方面入手：
1.有科学严谨的态度
生物科学是自然科学，讲求科学、严谨。我们每位生物教师在大学甚至研究生阶段都积累了丰富的科研知识与经验技巧，这些都应当运用到高中教学中，尤其是科学的思维和严谨的态度，只有这样实验课才有可能达到良好的效果。如本实验全过程要求无菌操作，教师应本着科学严谨的态度，在已有的实验条件基础上尽可能做到无菌操作，并将科学严谨的思维渗透到教学的每一个环节。
2.科学制定实验计划
实验教学成功的关键就是制定一个科学的实验计划。实验计划包括安排好实验时间、精心准备实验材料和实验用品、设计记录表、将学生分成小组以利于合作探究等等。
探究实验"培养液中酵母菌种群数量的变化"若按照常规方法进行所需时间较长，大约7天以上，如果仓促进行或者仅单纯性讲授，自然达不到教学目的以及课标要求。为了解决实验时间与课时不足的矛盾，笔者对实验时间进行了巧妙的设计。实验课前7天每天同一时间陆续培养一瓶酵母菌，连续7天，实验课当天同时取出7瓶酵母菌培养液，即分别为培养了1--7天的酵母菌培养液，从而节省了课堂上的时间，利用一节课可同时测出培养1--7天的酵母菌数量，从而构建出种群增长的数学模型。
能否选择好实验材料、配制符合实验要求的药品以及正确使用实验仪器关系着实验的成败。如本探究实验的材料应选择高活性酵母菌菌种 ，以构建出典型的种群增长数学模型。该实验全过程要求无菌操作，涉及到的仪器有恒温培养箱，高压灭菌锅，超净工作台等，以上仪器在很多实验中不常用，这就要求教师课前要熟练掌握这些仪器的使用方法。
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三、教学过程的细节成就有效课堂
1.以学生为主体，教师做适当引导以及实验操作的规范指导
在实验教学中，要坚持以学生为主体，鼓励学生积极大胆地提出问题以及作出符合逻辑的假设，依据教材内容和已有知识设计、进行实验。教师在实验过程中要进行合理的指导，并激发学生积极主动参与的兴趣和激情。
本探究实验各小组学生设计的实验方案及实验步骤的流程图相似，依据学生的不同情况可开阔他们的思路如进一步提示：能否通过一些改进如课前的准备使得实验课当天同时获得培养1-7天的培养液，当堂课就构建出模型呢？学生经过讨论，得出两个改进方案：
方案一：缩短培养时间，将每天计数改成每20分钟计数一次，建构数学模型。
方案二：实验课前七天每天培养一瓶酵母菌，到实验课当天即可同时获得培养不同天数的酵母菌培养液。
让各组学生讨论分析哪个方案可行，并说明原因。各班学生通过讨论都能选出方案二可行，并说清楚原因：方案一不可行。因为酵母菌是真核生物即使在条件非常充裕的情况下，繁殖速度也不会像某些细菌那样快，每20分钟计数，种群数量变化不大，无法构建增长模型。通过以上实验方案的设计和讨论提高学生实验探究的能力，以实现本节课的能力目标。
2.将多媒体与实验教学有效整合
在本实验中，有几个难点和关键点决定模型建构的成败。第一个是血细胞计数板的构造及其使用方法，运用显微成像系统、交互式电子白板和投影机可以非常直观地展示及讲解细微的构造、演示显微镜下的正确操作，降低了难度，达到了良好的教学效果。第二个是关键点是数学模型的建构过程，学生用纸笔描点法作图，教师可以利用计算机软件，通过输入数据直接得出数学模型，对比数学模型，分析相似程度，并讨论作出合理的解释。
3.编写口诀、强化记忆、突破操作难点
先进的多媒体技术使教学更加直观，若配合传统的记忆方法往往会达到更佳的教学效果。如在本实验中笔者针对教学难点编写了如下记忆口诀
（1）血细胞计数板的构造口诀：
计数板，厚玻片，四凹槽，站两边，短凹槽，横中间；
计数室，有两间，九大格，室中间；
中方格，双实线，小方格，在里边；
中五五，小四四，中四四，小五五，
牢记400个小格计数是关键。
（2）血细胞计数板操作口诀
低倍镜下光调暗，检查室内无污染；吸样品前先摇匀，加样品前先盖片；
边缘滴加手要稳，莫让气泡把室占；低倍镜下找中格，五格依次放中间；
转换高倍调细焦，耐心计数是关键；五个中格求平均，按照公式把数算；
先列表格后曲线，大家齐心模型建。
教学过程中由教师按照口诀边讲解边利用多媒体演示，尤其是操作过程中的注意事项，有效地指导学生的操作，保证了实验的成功。
实验在高中生物教学中具有极其重要的地位已经是不争的事实，在高中生物教学中积极探索实验教学的有效性，除了能为高考生物实验复习打好坚实的基础以外，更重要的是激发学生学习的主体意识，更好的培养学生的创新意识及实践能力，全面提高学生的生物学科核心素养。
参考文献
《初中生物实验有效教学研究》 刘红艳 2012年9月第一版 华东理工大学出版社
《普通高中生物学课程标准（2017年版）》 中华人民共和国教育部制定 人民教育出版社
论文作者:尚娅佳
论文发表刊物:《中国教工》2019年第3期
论文发表时间:2019/5/20
标签：酵母菌论文; 培养液论文; 种群论文; 科学论文; 学生论文; 素养论文; 数学模型论文; 《中国教工》2019年第3期论文;