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作者:周应章   

摘 要:生物学课程是高中阶段必修的基础课程,生物学实验教学是高中生物学教学的重要组成部分,是达成高中生物学教学目标的基本途径和方法之一。而本市的高中生物学实验教学现状如何?有哪些内外部因素影响新课程高中生物学实验教学目标的达成?笔者对本市高中生物实验教学条件、实验教学人员、实验开出情况等方面进行了调查,以及对部分高中生物教师和学生对生物实验教学的认识进行了调查。并对调查的有关数据、资料进行了归纳,从实验教学设施、实验员配备和管理、生物教师素质和实验教学评价方式等方面对影响实验教学的各种因素进行了分析,提出了提高实验教学的具体措施和建议。

关键词:高中生物   实验教学   影响因素

一、调查研究的意义

生物学课程是高中阶段必修的基础课程,实验教学是生物学教学的重要组成部分。实验教学作为高中生物新课程实施的难点,在实际的实施过程中的情况将会怎样?如何使实验教学尽可能多地发挥其本身应有的作用?笔者带着新课程实施过程中可能碰到的困难、问题,于20076月-10月对本市部分高中学校在新课程实施之前的生物实验教学状况进行了几个不同层面的调查,并结合新老生物学教材中学生分组实验本身内容,对调查结果进行了分析研究。从“过去”的高中生物学实验开出情况,对新课程实施过程中生物学实验教学可能面临的困难和问题提出自己的想法和解决这些问题的措施和建议。

二、调查研究的方法

实验开设情况的调查对象为本市部分高中学校。通过对相关学校的生物教师、部分学校领导、部分学校学生的调查,从实验设备条件、实验开设情况、教师和学生对实验的认识态度等方面,获得了许多直接的资料,并对此进行了归类分析。

1调查法

一是进行问卷调查,包括《高中生物老教材中的学生分组实验开设情况调查问卷》(调查表1:包括实验实际开设情况、未开出的原因分析说明等)、《高中生物新教材(必修)中的学生分组实验可能开设情况调查问卷》(调查表2:由于高中生物新课程在20079月才开始使用,设计调查表时高中生物新课程还没有进行,所以是“可能开设情况”的调查)、《学校现行生物实验设备配置情况调查问卷》(调查表3:主要是通过新老生物教材中的学生分组实验所需设备的比较,了解学校在新课程实施过程中缺乏的设备条件)。通过调查从一个角度了解在高中生物新课程实施之前生物实验开设的实际情况,实验未开设的原因,学校现有的硬件设备条件可能对高中生物新课程实验开出率的影响等。

二是举行教师座谈会,主要是通过同生物教师的直接交谈,了解在高中生物老教材使用过程中影响生物实验开设的主客观原因以及探讨高中生物新课程实施过程中可能碰到的实验开设时的困难和问题,以及解决困难和问题的策略。

三是召开部分学生座谈会,了解学校实验开设的实际情况,听取他们对学校和老师实验教学的要求与建议。

四是与学校个别领导的交谈,从学校领导层面了解对高中生物学实验开设情况的分析说明,了解学校在实施新课程过程中的经验与困难,新课程实施过程中对实验开设的保障机制等。

2文献资料法

一是查阅学校实验开设情况的记录(调查表4:各校有关实验开设情况的记录表各不相同,但本次调查中只要知道实际是否开设即可)。

二是查阅教师的实验教学设计方案(教案),教研组或备课组的活动记录,了解教师对实验教学的状况。

3直接观察法

深入学校,了解课程资源实际和应用情况。

三、调查结果的分析与讨论

经不同层面的调查,获得了许多一手的资料(为使调查对象能如实反映本校的实际情况,在调查时承诺具体结果不直接指向被调查学校,因此在以下的叙述中只对现象作出分析说明,不指明具体的学校或个人,请见谅),通过对其中的部分资料的归纳分析,对高中生物实验教学现状及对已经开始实施的高中生物新课程的实验教学提出几点看法。

1生物教师对实验教学认识的分析

在教师对生物实验教学目标的调查了解中显示,100%的被调查教师认为实验教学十分重要;82%的教师认为能培养学生学习生物学的兴趣,70%的教师认为能培养操作能力,53%的教师认为能培养学生的综合能力,45%的教师认为能学习科学研究方法,30%的教师认为能培养学生创新精神。上述数据反映,大多数生物教师对生物学实验教学目标从理论上讲是明确的,对生物学实验教学的重要性是认同的。

在教师对曾做过的实验教学重要目的认识的调查了解中显示,60%的教师认为实验教学的目的是巩固理论知识,35%的教师认为是为了培养操作技能。可见,传统的“双基”教学思想还是占有重要的位置。

在调查中了解到,尽管大多数生物教师十分明确实验教学的目的,但实际的实验教学完成情况及教学效果不尽人意。实际教学中仍有30%的教师只是完成少部分的实验;10%的教师只是做演示实验。即使在分组实验中,有80%以上为验证性实验,而探究性的分组实验几乎为零。尽管许多教师对生物实验教学的现状不满意,但很少动脑动手去实施改革。目前,在实验教学方面,生物教师普遍存在着以下问题:①观念落后,总以为实验教学是课堂教学的辅助形式;②多年养成的习惯使他们讲实验而不去做实验;③教师实验能力较差。

因此,要真正促进和改善生物实验教学现状,首选生物教师应不断地加强课改的理论学习,不断提高对实验教学的认识,使教师开展实验教学的动力由外在的逐步转为内在的、自发的动力,积极地去创造条件,因陋就简地完成课标所规定的实验、实习等活动,开出开好生物实验课。其次,生物教师应不断提高自身的实验素质,特别是青年教师尤其需要提高自身的实验素质。教师应努力提高自身的实验能力,对生物实验需要使用的仪器、设备做到规范操作,实验操作方法步骤做到科学严谨。另外,还应多做一些课外实验,并对课本中的实验进行创新改进及有关的实验研究,提高自己的创新精神和科学研究水平。只有自身水平不断提高,才能帮助和引导学生通过科学实验,探索科学方法,提高科学素质。

2不同内容的实验,其开设情况存在着极大的差异

对原《大纲》规定的高二、高三共15个实验、5项实习活动、7项课外科技活动、8项研究性课题的调查了解,总体的完成率很低:实验开出率约为40%、实习活动不到20%、课外科技活动不到10%、研究性课题不到10%,大多数学校的完成率都很低。根据统计结果显示,高二生物教材中的“生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”、“观察植物细胞的有丝分裂”、“比较过氧化氢酶和Fe3+的催化效率”、“叶绿体中色素的提取和分离”、“观察植物细胞的质壁分离与复原等实验在不同类型的学校均显示出较高的开出率;而“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”、“DNA的粗提取与鉴定”等许多实验开出率均显示出较低的倾向,而不少实验的开出率几乎为零,如高三生物教材中的实验开出率各校几乎都为零。高三实验开出率几乎为零的主要原因可能与高三生物内容的教学时间有关,由于这部分内容我市大部分学校都是在假期补课时完成的,假期中的补课好像只是少数补课教师的任务,不成文“规定”只上理论知识而不做实验的,所以高三生物实验教学的现状基本上就是课堂讲述和复习。

在实验没有完成的原因分析中调查结果显示,“课时不够”、“与考试评价相关性不大”、“教师精力和能力有限”、“没有专职实验员”、“实验条件有限”、“实验准备太麻烦”、“实验室不够用”等占很大的比例。总体强调客观原因的较多,少量涉及主观原因。通过实验本身内容的分析以及与教师们的座谈,再到学校实地考察,有许多客观因素确实是影响实验开设的重要原因。如:

1)课时紧教学任务重教学内容难以完成,是影响实验开出的原因之一。根据部颁课程计划和人教版生物教科书的容量,高二年级生物学周课时为3课时,我市的大部分学校生物课每周也是安排3课时,按这样的课时要完成教学内容时间已相当紧了,几乎没有会考复习时间,而大部分学校的每节课又从45分钟改为40分钟,事实上又减少了许多生物学的教学时间。如果要每个实验都做或多数实验都做,可以说是很难完成正常的教学任务的或基本没有会考复习时间了,更何况有些实验所需的时间可能会比教材中设计的更长,如外出调查、探究实验等。

2)探索研究实验大多难以落实,这是实验开出率低的原因之一。一般学校实验场所有限,班级多,班额大,实验课无法安排。绝大多数学校缺乏专职实验员辅助,教师工作量太大,没有充足的时间准备探究活动及生物实验。外出所需的时间、经费、安全问题等难以解决。

3)生物实验室的设施等条件、实验员的缺乏以及实验经费是否充足也都直接影响着生物实验的开出率。实验室条件、实验仪器设备、实验材料、实验经费等是完成好实验教学的必备硬件条件。由于近几年高中生物教材的几次大的变动,实验教学必备的硬件条件有些已落后于现行的教材对实验设备的要求,有些仪器设备老化损坏等影响实验效果。

4)评价方式的改革没有跟上,是影响教师开设实验积极性的重要原因。为什么各校普遍会不太重视生物实验教学,这与评价导向不重视实验的“做”有很大的关系。在座谈调查中,许多老师认为“做实验不如讲实验”,反正高考对实验的考查是“纸上谈兵”;讲实验既节省时间,又便于突出和促进学生把握有关实验知识要点,继而“提高”教学效率。

3对高中生物实验教学的几点建议

1)更新思想观念,提高自觉执行新课程实验的意识。能否将高中生物实验教学摆在应有的位置,建立起与新课程标准相适应的实验教学模式,更新观念是关键。由于多种原因,在传统教育模式下,实验教学在整个教育活动中一直没有给予足够重视,长期被摆在教学辅助地位,致使人、财、物长期投入不足,严重制约着实验教学的发展和作用的发挥,因此,要充分发挥实验教学在素质教育中的功能和作用,首要的是更新观念,正确认识实验教学的功能和作用。

2)不断提高生物教师的实验素质。作为合格的生物教师必须要有较强的实验动手操作技能和一定的实验教学管理水平,要有较强的实验意识,爱岗敬业,肯吃苦、肯钻研。高中生物实验,虽然不像高等院校的实验那样技术含量高、难度大,但很难想象,一个连实验基本仪器都不能很好使用、简单的维护都不懂的人,能够独立完成好高中生物实验教学的工作。生物学实验的取材非常关键,材料合适会使实验成功率大大提高,生物教师要帮助实验员(尤其是非生物专业毕业的实验员)准备合适的实验材料。比如观察细胞质流动的实验,许多地区都采不到书上提到的黑藻,用一般材料观察,常看不到现象,是不是就给学生交代一下应该有什么现象就算了?如果实验经常得不到正确的结果,或所观察到的现象常与教材上的结论不一致,学生就会觉得生物学实验不像是科学实验,生物教师不实事求是,因此生物教师要不怕辛苦通过寻找合适的替代材料就显得相当重要(如万寿菊管状花的花瓣表皮毛、小麦的根毛替代黑藻效果都比较好)。

3)加强实验员配备和管理。具有责任心强,有一定专业理论水平和实验教学经验,能独立完成生物学科的所有实验,并指导学生实验操作的专职生物实验员是保证开展好生物实验教学的必要条件。从总体来说,本市各校中具有专职生物实验员的不多,而具有生物专业水平的实验员更少。大部分学校生物实验人员配备不足,缺乏专职、专业生物实验员势必会影响到实验教学的开展。生物实验员不只是单纯地准备好实验材料和仪器,应辅助生物教师指导学生进行实验活动,还应积极参与生物实验教改工作,提高实验教学效果。随着新课程的实施,生物实验内容又有大量增加(虽然在实施的最初阶段有些实验暂不作考试要求),又由于生物的多样性、分布的局限性以及生命活动的复杂性等致使生物学实验材料难以得到,实验过程不易控制,实验难以精确,有些实验材料需事先采集、培养,花费精力,这就要求生物实验员具有更强的责任心和敬业精神,以及良好的专业素养,与生物教师相互配合,充分创造条件,使实验得到落实。

4)完善实验教学设施。随着生物教学目标和教学内容的不断改革,造成现有实验条件不能满足实验教学的状况(尤其是选修课的实验,如选修模块中分子水平上的PCR技术、细胞水平上的植物组织培养等实验技术课在目前的实验室根本无法开设),致使影响实验的开出。因此,一方面应争取教育主管部门和学校领导的重视、理解和支持,在管好、用好现有实验设备的基础上,能投入一定的经费购买必要的设备、仪器、药品等。另一方面,广大生物教师也应克服困难,尽量利用和改造原有设备,或者对实验方法、实验过程等进行合理的改进,充分发挥自己的聪明才智和现有设备的作用,在困难情况下能基本完成好课标(或《教学指导意见》)所规定的实验内容。

5)改进实验教学评价方法。实验教学评价在实验教学中是重要的反馈手段,它可以支配教师采用何种教学模式,制约着学生的实验动机、实验态度和实验策略,因此实验教学评价成为影响实验教学效果的重要因素。调查表明:笔试是教师的主要实验教学评价方式,这种书面形式的考核方式被多数教师认可,它简单省时,其内容上主要是实验原理、实验步骤、实验结果等理论知识,但是,这种笔试考核实验的方法有很大的局限性,它不能全面反映学生的能力水平和实验态度等,造成学生做与不做实验成绩差不多,形成“老师讲实验,学生背实验”的现象,不利于学生科学素质的培养。从这几年的理科综合测试看,实验试题不再是课本中的实验,而是一个全新的情境,考查的是设计和完成实验的能力。这种能力要求学生能灵活应用所学的自然科学理论、实验方法和仪器,设计简单的实验方案并处理相关的实验问题。随着高考的改革,实验设计能力的培养在生物实验教学中逐渐摆在了重要位置上,平时扎扎实实搞好生物实验教学,多开展探索性实验,激发学生创造性思维,培养科学研究的方法。

新课程标准崭新的实验教学内容和较高的要求迫切需要高中生物实验室软硬件的提升,迫切需要为高中学生提供从思想、制度到手段都非常先进的广泛的生物学实验平台,让学生不仅参与基础的生物学观察和验证性实验,还要自己动手进行开放式探究,接触新课程中新增的与现代科学技术有关的设备,使学生在亲自设计、操作、探索等过程中有所体验和发现,从而真正达到预期的实验目标。因此,对高中生物实验教学的研究应该更加深入地进行开展。

            200818

 

                            调研人员:周应章(执笔)、王波、刘敏敏

 

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