生物学教师在实验教学中开展“日常化研究”的2种途径*

2017-04-09龚大洁

生物学通报 2017年6期

王飞陈娇郝雪张莹龚大洁

（1西北师范大学教育学院甘肃兰州 730070 2湖南师范大学教育科学学院湖南长沙 410081 3西北师范大学生命科学学院甘肃兰州 730070）

0 引言

“教师成为研究者”“研究型教师”是课程改革对于教师专业能力的基本要求，同时也是教师专业发展的重要途径。与学者、理论研究者的研究不同，教师进行教学研究应“融于教学实践，与教学紧密相联并相互促进”［1］；教师开展教学研究与教学并不冲突，应提倡“以研促教、以教促研”［2］。但实际上，一些教师仍然认为 “教学与教学研究有冲突”［3］。中学生物学教师对“教学与教学研究”的认识同样存在类似的困惑，原因可归结为：①教师普遍缺乏教学研究的能力和经验，对待教学研究不能像教学那样轻车熟路；②教师缺乏对教学与教学研究之间关系的清晰认识，对“基于学科教学的研究”“基于自身教学实践反思的研究”还未能理解，不能较好地将二者融为一体；③时间、精力等限制了教师进行教学研究，教师在尚未完成“本职工作（教学）”的条件下，根本无法投入更多精力和时间在教学研究上。其实，教师在进行“日常化工作”——教学的同时，也进行着“日常化研究”——教学研究，二者甚至是同步的。“日常化研究”是指，教师日常教学工作中本身就包含了许多值得研究的问题，且这些问题都与教师的日常教学工作常态紧密联系，例如教材内容的组织研究、教学设计的研究、教学方法的优化研究、教学过程的实施研究、教学评价的研究等。因此，教师在进行教学的同时，可以说也在进行着教学研究的工作，教学与教学研究是不冲突的。在理清了教学与教学研究之间关系，以及教师“日常化研究”范畴的基础上，本研究以中学生物学实验教学为例，为生物学教师进行实验教学研究提供2种“日常化研究”的途径：一种是侧重于生物学实验改进和完善的“做实验”的研究；另一种是侧重于生物学实验教学设计与实施的“教实验”的研究。

1 “做实验”的研究途径

“做实验”的研究，即研究如何做生物学实验，是指以中学生物学教材中的相关实验为切入点，以实验本身所涉及的“科学性问题”为研究对象和内容，对中学生物学实验中的实验原理、实验材料、实验器具、实验方法、实验步骤、实验过程等做进一步优化与改进，以使实验操作更加简单，实验取材更加容易，实验仪器的选用更加符合教学实际，实验方法和步骤更加合理等。此类研究的具体开展详见以下案例。

1.1 研究实验材料的改进中学生物学教材中的实验，虽然给出了相应的实验材料建议，但由于生物学实验材料的特殊性，在实施过程中易受季节、环境及获取难易程度的影响，往往会造成实验材料获取不易或选取不当、实验现象不明显等问题出现。此外，个别地区由于存在民族、宗教等因素的限制，也会对实验材料的获取造成一定的影响。例如“DNA的粗提取与鉴定”实验，教材中建议的实验材料为“鸡血”，但由于新鲜的鸡血细胞不易获取，存放时间过长会影响最终的实验结果，故有研究分别对鸡血、猪血、鲤鱼的精巢，菠菜、花椰菜、菜花、香蕉、洋葱鳞片叶等实验材料进行综合性的比较，最终认为香蕉、菜花、洋葱等都能够较好地替代鸡血作为该实验的实验材料［4-7］。

1.2 研究实验器具的改进进行高中生物学实验往往需要专门的实验器具，例如显微镜、培养皿、移液器等。但是一些学校受硬件条件的限制，造成实验器具配置不齐，从而影响实验的开设。为了保证生物学实验的顺利开设，同时为了突出实验的操作性、直观性，教师可对实验器具进行相应的改进和研究。例如在“观察DNA、RNA在细胞中的分布”“观察线粒体和叶绿体”“观察植物细胞的质壁分离和复原”“观察细胞的减数分裂”等实验中，显微镜均是必不可少的实验仪器。但教师在进行演示实验时不能直观地向学生展示所看到的细胞结构，从而影响演示实验的教学效果。为此，有研究利用数码相机、手机照相功能等对其进行了相应的改进［8-11］。又如，采用自制实验器具的方法完善生物学实验。以人教版高中生物学选修1中“果酒的制作”实验为例，采用输液器和饮料瓶取代教材中的发酵瓶，对“如何避免在释放二氧化碳时空气中杂菌的污染”进行了探究［12］。将生活中常见的注射器作为实验药液的冲洗装置，“色素的提取与分析实验”的层析装置，“探究pH对 H2O2酶活性影响”的实验装置［13］等。

1.3 研究实验方法、步骤的改进 “时间太紧（或课时紧张）”是影响中学生物学实验未开设的普遍原因。可见，实验方法和步骤的适切性、简便性、可操作性是直接影响高中生物学实验开设的重要因素。就中学生物学教材中的实验来说，虽然教材给出了实验方法、步骤建议，但是从生物学实验的“探究”属性来看，一个实验未必只有一种实验方案，而“哪种实验方案最优”“哪种实验方案最适合教师自身的教学”势必成为实验教学研究领域的关注点。例如分别用改良过的苯酚品红染液、Schiff试剂、醋酸洋红染液、Giemsa染料、0.5%吕氏碱性美蓝染液、0.5%番红染液、结晶紫染液或龙胆紫染液等7种染色剂对植物细胞进行染色，以增强植物细胞有丝分裂的观察效果［14］；利用三棱镜制作观察4种色素吸收可见光谱的观察装置［15］；用“水浴加热法”提取绿叶中的色素［16］等。

2 “教实验”的研究途径

“教实验”的研究，即研究实验如何教，是指以中学生物学实验教学的有效性为出发点，以实验教学的设计、组织、实施等“教学性问题”为研究对象和内容，目的在于对中学生物学实验的教学理念、教学设计、教学方法、教学实施、教学过程等进行详细探索和研究，以使生物学实验在教法上更加符合学生的实际。此类研究的具体开展详见以下案例。

2.1 研究实验教学设计教学设计是课程改革中大力提倡的一种教师备课方式，是在实施教学之前，依据学习论、教学论等相关原理，用系统论观点和方法对教学的各个环节进行统筹规划和安排，从而为学生的学习创设最优化环境的准备过程。教学设计的研究是教师进行教学研究比较容易的切入点。教师以教学设计的相关理论和方法为基础，按照教学设计所包含的基本格式和步骤（例如：教材分析→学情分析→教学目标设计→教学重难点设计→教学方法设计→教学过程设计→教学反思）进行。其中包含了教师对学生情况的把握，对教材内容的分析，对教学理念（例如“倡导探究性学习”）的理解和落实等。对教学设计的研究可以“教学设计案例”的形式呈现。例如“‘血红蛋白的提取与分离’教学设计”［17］“‘探究培养液中酵母菌种群数量的变化’实验课的教学设计”［18］“‘色素的提取和分离’一节的探究性教学”［19］等。

2.2 研究教学理论、教学模式在实验教学中的应用中学生物学作为一门学科课程，其教学的开展和实施离不开教学理论的指导。在实践研究领域中，基于一门学科课程详细探讨某种教学理论、教学模式的研究也较多。此外，随着国际、国内课程改革的不断深化，诸多的教育教学理论被广大研究者和教师所熟悉，随之也产生了多种教学模式，例如“5E”“PBL”“合作—探究式”“问题启发式”等。教师可将诸如以上模式、方法等在中学生物学实验教学中进行应用研究。例如“5E教学模式在‘植物细胞的吸水与失水’实验教学中的应用”［20］“PBL 教学模式在生物实验教学中的应用”［21］“高中生物实验课有效教学模式——‘指导—自主探究式’教学模式”［22］“生物实验合作教学模式的构建与实践”［23］等。

3 结语

其实，教师的教学研究就在教师的日常教学工作中，来源于教学实践，为教学实践服务，二者紧密联系又相互促进。以上2种有关实验教学研究的途径，是中学生物学教师在进行日常实验教学工作中可以兼顾、便于入手、切实可行的研究途径。因此，教师要善于及时发现教学工作中的问题并进行反思，具备进行教学研究的意识，只有这样才能将教学与教学研究较好地融合在一起，才能在面对“教学研究”时从容自如。

主要参考文献

［1］李润洲，张良才.论“教师即研究者”.教育研究，2004（12）：60.

［2］张爱军.教师研究的价值取向及实现路径.中国教育学刊，2010（3）：54.

［3］王慧君.中学物理教师教学研究发展现状的实证分析.课程·教材·教法，2013，33（8）：92.

［4］徐美玉.对“DNA粗提取与鉴定”探究性实验教学的改进.中学生物教学，2014（10）：50.

［5］马建兴，陈旗建.“DNA的粗提取与鉴定”实验教学的优化.中学生物教学，2016（5）：50.

［6］蒋宁.以洋葱为材料对几个高中生物学实验的改进.生物学通报，2015，50（4）：49.

［7］丁思思，袁华，罗小虎，等.植物DNA粗提取与鉴定的简便方法.中学生物教学，2016（10）：43.

［8］蒲艳敏，姚宝骏.利用微视频优化“显微镜的使用”实验教学.生物学教学，2016，41（4）：59.

［9］陈慧谦.数字教学环境下开展光合作用探究实验的尝试.中学生物教学，2016（10）：37.

［10］祁大林.利用手机的拍摄功能玩转显微摄影.中学生物教学，2016（6）：47.

［11］钱洋.浅析数码互动系统在探究植物细胞吸水和失水中的应用.中学生物教学，2016（7）：43.