摘要：实验教学不仅是生物学科的重要组成部分，也是提高学生实践能力与科学探究精神的关键途径。文章分析了实验教学的意义，强调通过学生自主设计实验、探究问题等方式，激发他们的主动性和创造性思维。同时，提出了在不同教学阶段（如实验准备、实验讲解、实验设计等）实施的多样化策略，以促进学生拓展性思维的发展。这些策略包括鼓励学生自主选择实验材料、基于实验目的进行深度探究、合理控制实验变量以及提高实验难度。最后，强调了通过多元评价手段，量化学生的拓展思维与实践能力，从而更好地调整教学策略，以适应不同学生的需求，为学生的科学素养提升奠定坚实基础。

关键词：学科核心素养；高中生物；进阶实验教学；拓展性思维

引言

在当今教育改革的背景下，核心素养的培养已成为各学科教学的重要目标。根据《国务院关于深化教育改革全面提高义务教育质量的意见》以及《普通高中课程方案和课程标准（2017年版）》，生物学科不仅要传授知识，更要通过实验教学培养学生的科学思维和创新能力。尤其是在高中阶段，生物实验教学作为培养学生科学素养和实践能力的重要环节，具有极其重要的意义。拓展性思维是指学生在面对复杂问题时，能够灵活运用已有知识，进行多角度思考和创造性解决问题的能力。在生物学科中，通过实验教学，不仅可以增强学生对生物知识的理解，还能激发他们的好奇心和探索欲，从而促进拓展性思维的发展。根据《新课标》中对生物学科的要求，强调了实验教学在培养学生探究能力、创新能力和实践能力方面的重要性。在此背景下，如何有效地在高中生物进阶实验教学中培养学生的拓展性思维成为亟待解决的问题。针对这一问题，教师可以采用多样化的教学策略，如项目式学习、合作探究、问题导向学习等，鼓励学生在实验中提出问题、分析问题和解决问题。这些策略不仅有助于学生掌握生物学科的核心知识，还能提升他们的批判性思维和创造性思维能力，为未来的科学研究和实际应用打下坚实的基础。

一、基于学科核心素养的高中生物进阶实验教学的意义

在生物学教学中，实验教学是必不可少的一环，它是培养学生将理论与实践相结合的一条行之有效的途径。在此基础上，提出了以学生为中心，以核心素养为指导，以学生和教师为中心，对其进行科学的评价。

一是提高学生的学习主体意识。新一轮课改中，《课标》明确提出了“以学生为本”的基本要求。一方面，生物学是一门实践学科，其建设与发展离不开生物学实验，而生物学实验又必须具备很强的探索性与科学性。另一方面，在进行实验教学时，学生能够将生物学的理论知识进一步巩固，突破单纯的理论学习的限制，从而在理论和实际相结合的过程中，激发学生的探索欲望。而且，在实验教学的过程中，还可以让学生们的智力特长、创新思维和科学探究能力得到很大的发展，通过对实验对象进行观察，对实验数据进行分析，并对实验结果进行讨论，有助于学生们提升自己的知识构建和表达自己的看法。

二是提高学生的实践操作能力。实验教学的首要任务是把书本上抽象的理论知识转变成具体、可感的实践活动，使学生在实践中实现对所学的知识的内化与转移。这就需要老师从实验教学的实际属性出发，把重点放在培养学生的实际能力上，让他们在实际操作中发现问题，提出问题，分析问题，解决问题，从而对理论知识的消化与巩固产生一定的影响。当然，在对教材中所学的理论知识进行练习的同时，老师也要注意对生活中存在的生物问题进行指导，积极地开展科学实验与科学研究，在不知不觉中培养学生的动手和实践能力。

三是发展学生的生物学核心素养。在生物学学科中，学生的生命观念、科学思维、科学探究、社会责任是其核心素养的四个维度。理论教学常常可以让学生“知其然”，也就是对生活中的某些生物概念或者生物问题进行了解和掌握，但是，如果学生要“知道其原因”，就必须要通过科学的、探究的实验来进行，这就是所谓的“纸上得来终觉浅”。这就是所谓的纸上谈兵。所以，在设计出科学、合理的实验活动的时候，可以帮助学生建立起严谨的实验思想，培养出一种科学的探索精神，同时将生物学问题与自然环境、社会生活相结合，以此来培养正确的价值观，提高自己的社会责任感。

二、基于学科核心素养的高中生物进阶实验教学过程

（一）高中生物进阶实验教学流程

高中生物高级实验的教学流程包括：准备实验，讲解实验，设计实验，分组实验，资料整理与分析，实验报告的填写和评估。在实验前，老师要做好实验所需的材料、仪器、试剂等，并对实验场地的安全与适应性进行验证；在实验讲解阶段，老师要对实验的目标、原则、方法及注意事项进行说明，以保证学生对实验的要求及操作过程有清晰的认识；在实验设计中，要让学生在老师的指导下，自己制定一个实验计划，这个计划要包含期望的结果，并且要遵守科学试验的原理；分组实验阶段，学生按要求分组，完成实验操作，并对所做的实验结果进行分析；在资料的整理与分析阶段，要求同学们对实验资料进行整理，并对其进行初步的分析；在完成实验报告时，要求同学们按照自己的实验步骤，完成具体的实验报告；在总结反思阶段，在老师的引导下，学生要对自己的实验经历进行总结，对自身的缺点进行反思，老师要给学生们一些反馈，引导他们不断地完善自己，从而让他们的实验技巧和科学素养得到提升。

（二）进阶实验各阶段培养拓展性思维的策略

1.实验准备阶段，利用材料进阶

在高中生物进阶实验中，实验材料是进行探究活动的依据，但在传统的教学方法中，有关的实验材料往往由老师按照课本上的内容来制作，这就严重制约了学生的拓展思维。因此，老师们可以降低对实验材料的要求，只要能够满足容易获得、容易观察、容易操作、经济合理等条件就行了，让学生能够按照自己的需求来进行自己的试验，从而提高他们对实验的兴趣，并发展他们的拓展思维。

比如，在高中生物学必修一《观察植物细胞壁的分离及复原》的实验中，按照课本上的要求，选择了洋葱鳞片的叶表皮细胞作为实验对象，因为洋葱鳞片的叶片上有一层紫色的气泡，这样更方便学生进行观察和探索。选用此种材料，主要是因为其叶片外表皮上有较大的紫色液泡，方便了学生的观察与探索。在教学过程中，教师不应只局限在课本上，而应加入黑藻叶、红花花瓣等。同学们发现，红瓣、葱鳞叶的外层表皮上都有颜色各异的液泡，这同样为实验研究提供了便利。在此基础上，老师可以引导学生改变思维，这个实验本质上就是对植物细胞质粒的分离过程进行观测，尽管黑藻叶中不存在大的彩色液泡状结构，但是它的叶绿体却呈现出不同的色彩，这为进一步的实验研究提供了依据。然后，通过实验，让学生了解植物细胞质壁的分裂与还原过程。在讨论时，将上述现象联系起来，很容易让同学们联想到对无色植株进行染色，从而使其易于观察。通过使用教科书来进行高中阶段的实验，可以让学生们摆脱书本上的束缚，加深对有关知识的认识，并培养他们的思维。

2.实验讲解阶段，利用实验目的进阶

在实验讲解阶段，老师要对学生进行说明，使他们能从试验目标出发，对试验过程中的各种因素进行思考，并对试验方案进行设计。在教科书基础实验的基础上，实验目标能够帮助学生开拓思维，打破教科书实验的束缚，让学生有更广泛的创新空间，从而使他们的知识转移和实践运用能力得到提高。比如，在“观察植物细胞质壁的分裂与恢复”实验中，通过对细胞内水分流失过程的观察，使学生能够更深入地认识到细胞壁与细胞壁的分离过程，加深对质壁分离机理的认识。针对这一目标，教师可以转换思维方式，从多个方面对质壁分离现象和机理进行研究。比如，老师可以通过“判定一个成熟的植物细胞有没有生物学活性”这个例子，把学生们已经掌握的有关植物细胞的知识结合在一起，把植物细胞浸泡在一定浓度的蔗糖溶液中，当出现质壁脱落的时候，就表示细胞是有活力的。若无改变，则表示该细胞不活跃。

当学生们已经有了这样的结论之后，老师又问：“如何测定成熟植物细胞的细胞液浓度范围？”以此为出发点，让同学们进行分组讨论，探索实验的全过程，将不同浓度的蔗糖溶液浸泡在植物细胞中，并与之进行比较和分析，从而完成更高层次的实验探索。在学生进行了较高层次的实验探索之后，老师对实验的目标进行了进一步的深入研究，并提出了“比较不同成熟植物细胞的细胞液浓度”这一问题。通过小组讨论，确定了最后的试验方案。将不同的植物细胞分别用同样浓度的蔗糖进行浸泡，结果发现，质壁分离时间越长，细胞液浓度越大，反之，则细胞液浓度越小。在老师指导学生扩展实验目标的同时，让学生从多个方面去探索生物学实验的规律，有利于扩展性思维的培养。

3.实验设计阶段，利用实验变量进阶

进阶实验教学的目的是探究生物学原理，为确保实验研究结果的准确，需要对实验中的自变量和自变量进行控制，并在试验中保持自变量的唯一性，并通过材料、设备、环境等因素来控制被变量，从而降低因变量对实验结果的影响。所以，在高级阶段实验中，如何有效地控制各变量，对提高学生的学习能力具有重要的意义。在教学过程中，教师采用“变量递增”法，能促进学生对试验中各变量间的联系进行了解，并将其延伸到实践中去，对变量进行适当的控制，有助于学生增强思考的逻辑性，为以后的学习与生活奠定良好的基础。

在人教版“酶的专一性”实验探究中，老师给学生提供一些实验素材，如斐林试剂，碘溶液，蔗糖溶液，蔗糖酶溶液，淀粉溶液，淀粉酶溶液等，然后让学生分组进行选择，并制定出相应的实验计划。大多数的学生都是基于教科书的实验，选择碘溶液、淀粉溶液、淀粉酶溶液等为主体进行实验的设计与探索，还有一些同学选择了费林试剂，蔗糖溶液，蔗糖酶溶液，淀粉酶溶液等。在这个过程中，老师要适时地对学生进行引导：自变量是否只能以酶的种类为主？底物的种类是否可以作为自变量？在老师的引导下，学生能够组合不同的酶与底物，并思考除了酶的类型之外，其他的底物对酶的催化效能也有一定的影响。进阶实验结束后，老师会让同学们互相交流，互相交流。在讨论中，同学们会发现一些新的问题和新的思路，并以此来提高自己的实验研究水平。在高级试验中，老师指导学生以高级试验变数进行不同的试验设计组合，藉此让学生透过试验研究理清思维，加深对“酶的专一性”的认识。

三、利用多元评价，强化拓展思维

要想达到对学生扩展思维的定量评估，老师要采取多种评估方式，评估学生在进阶实验中的成绩、思维发展、实验结果，以便对学生的学习进展和思维发展状况有一个更清晰的认识，从而在随后的教学活动中，有针对性地调整教学策略。具体而言，可以从如下方向进行：第一，观察和记录。在实验教学中，要注重对学生的操作技能、态度和团队精神的培养。同时，要对学生进行实验的成绩进行记录，并进行及时的反馈与总结。通过对实验过程的观察与分析，可以发现学生在实验中的缺点，从而有针对性地进行指导。第二，分组讨论和汇报。通过分组讨论，同学们可以交换自己的实验成果，互相学习，互相启发。在报告阶段，同学们要对自己的实验过程、结果进行整理，并与其他同学交换意见，这对提高学生的语言表达、逻辑推理能力有很大的帮助。第三，是对问题的思考和归纳。通过对实验的总结，对实验的发现、发现的问题进行了分析，并对所学的知识进行了总结。在教学过程中，要指导学生将实验原理和实践相结合，拓宽学生的思维。

四、结语

在当今教育改革的大背景下，核心素养的培养已成为教学的重要目标，特别是在生物学科中，实验教学不仅传授知识，还为学生提供了实践和探究的机会。通过灵活调整实验教学的各个环节，如材料选择、实验目的设定、变量控制和实验难度调整，教师能够激发学生的学习兴趣和创新意识，进而提升他们的科学思维能力。在实验教学的不同阶段，通过自主探索、合作讨论和多元评价，学生不仅能够巩固生物学理论知识，还能提高自身的实践操作能力和问题解决能力。教师的引导与反馈在这一过程中至关重要，能够帮助学生不断反思与改进自己的实验方案，推动他们的思维拓展。最终，这些策略将有效促进学生科学素养的全面发展，为他们未来的学习与研究打下坚实的基础。因此，教师在设计生物进阶实验教学时，需深刻理解学科核心素养的内涵，灵活运用不同策略，以培养学生的拓展性思维，助力其全面发展。这不仅符合课程改革的方向，也为生物教育的创新实践提供了新的思路和路径。

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作者简介：朱丽娜 1991.8.28 女 山西省吕梁市 汉 研究生 中教一级 北京第一〇一中学怀柔分校 研究方向：生物教学