基于核心素养下的高中生物学实验教学调查研究

王柳媚　王更强

[摘要]本研究主要采用文献法和问卷调查法，以东莞市高中生物教师为研究对象，对高中生物学实验教学情况进行实证调查。针对调查中发现的问题，提出相关的建议：继续加强实验室的建设和管理力度；助力教师践行核心本位理念。

[关键词]核心素养；高中生物学；实验教学；调查；研究

[中图分类号]G633.91 [文献标识码]A [文章编号]1674-6058（2017）23-0073-04

一、研究背景

自教育部于2014年提出“立德树人”的意见以来，核心素养成为新一轮课程改革的热词。“科学探究”是生物学科四大核心素养之一，要求学生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。2016年7月，教育部颁布了《普通高中生物学课程标准（修订稿）》（以下简称《新课标》）。生物学课程的价值是让学生在形成生物学核心素养的同时，能用科学的观点、知识、思路和方法，面对或解决现实生活中的某些问题。而要实现课程目标，就需要高度关注教学过程中的实践经历。“重实践”强调学生学习的过程是主动参与的过程，教师既要让学生参与动手活动，又要让学生积极地融入动脑的环节；通过探究类学习活动或完成工程学任务，加深学生对生物学概念的理解，提升学生应用知识的能力。探究类学习活动中有很大一部分是实验教学。而本课程标准所说的“实验教学”是指教师组织学生在生物实验室和校园内外开展的教学活动，既可以是动手、观察类的实践活动，也可以是以问题解决为核心的探究活动。学生核心素养的培养离不开实验教学。

二、研究意义

当前，我国关于高中生物学实验教学这一领域的论著和研究文章数量相对较少。笔者整理了232篇关于高中生物学实验教学的文章，发现多数是作者谈论教学经验及感悟，仅66篇文献的作者对高中生物学实验教学做过调查，其中7篇文献的调查针对广东地区，但未见对东莞市高中生物学实验教学情况的调查。

为了更深入地了解东莞市高中生物学实验教学现状，本研究运用文献法和问卷调查法，对东莞市高中生物学实验教学情况进行调查研究，并对数据进行统计分析，对发现的问题提出相关的建议。调查研究有利于我们了解目前全市高中生物实验教学的真实情况，有利于培养学生的科学探究能力和核心素养，有利于采用多样化的、适合的教学方法和手段优化生物学实验教学，打造高效的生物课堂，有利于实现公立与私立教育的平等。

三、研究设计

（一）被试

本研究以东莞市高中生物教师为主要研究群体，以《新课标》为依据，参阅了康彬、赵娟等撰写的与生物学实验教学调研相关的文献后，编制了《东莞市高中生物学实验教学调查问卷》。采取分层整群随机抽样方法，对东莞市114名高中生物教师进行实证调查。（调查对象中，公立学校教师95名，私立学校教师19名）

本调查，发放问卷114份，回收114份，回收率100%；回收有效问卷114份，有效率100%。使用SPSS22.0软件和Excel对数据进行统计分析。

调查内容包括：生物实验室情况，生物教师基本信息及实验教学法，学生主体性的体现情况，《分子与细胞》和《遗传与变异》两个模块学生实验开出情况。

（二）研究工具

本研究采用的问卷，经过以下步骤编制完成：首先，进行文献检索；其次，进行访谈和开放式调查；最后，进行问卷的预试、修改，最终确定调查问卷。

四、研究结果与讨论

（一）生物实验室情况

1.生物实验室基本情况

“工欲善其事，必先利其器。”完备的环境是实验教学顺利开展的有力保障。调查数据显示，除个别学校外，97.37%的学校配有生物专用实验室（有1至2间的占56.14%，3至4间的占32.46%，5间及以上的占8.77%），42.98%的教师明确肯定本校设有生物探究实验室。配备专职生物实验员管理实验室的学校占74.56%，除5.26%的学校没有人员管理外，剩余的实验室均有兼职人员负责实验准备。这表明大部分学校对于生物学实验教学的开展相对重视。

通过Pearson相关分析，结果显示，教师认为实验室准备的实验器具和材料符合开展学生实验教学的要求与该校配备生物实验室的数量显著相关，相关系数r=-0.242**，p=0.009%0.01（双尾检测）。即在一定范围内，实验室数目越多，教师对实验室准备的满意度越高。

上海市教育科学研究院的王枫认为，实验员越来越被看作是教育改革和发展背景下实验教学的专业支持者。教师对实验室准备满意度与实验员显著相关（r=0.382**，p=0<0.01）。教师对实验室的准备情况表示非常满意和基本满意的分别占14.91%和54.39%。对于有专职实验员准备实验的学校，教师对实验准备情况表示非常满意和基本满意的占16.47%和58.82%。可见，实验室配有实验员，虽然提高了教师对实验室准备的满意度，但提高幅度仍存在很大的上升空间。

调查发现，教师认为实验室的准备情况与该校必修1模块开展的实验数量显著相关（r=0.255**，p=0.006<0.01），也与该校在高三再次开展学生实验的情况显著相關（r=0.288**，p=0.002<0.01）。可见，实验室的实验准备越符合教师的要求，教师越愿意进行更多的学生实验。

2.实验室管理情况

面向学生自由开放实验室，为学生课外探究实验提供场所，可进一步落实学生生物学核心素养的培养。数据显示，生物实验室对学生经常开放的占21.05%，有时开放的占61.40%，从来不开放的占17.54%。实验室低开放度的状况，不利于学生课后生物探究实验的开展。

通过Pearson相关分析，结果显示，生物实验室平时对学生的开放程度与教师对实验室准备的满意度（r=0.218*，p=0.02<0.01）、教师把教材中的演示实验改成探究性实验的情况（r=0.310**，p=0.001<0.01）显著相关。即实验室开放度高的学校，教师对实验室准备相对满意，这部分教师在教学中更愿意把教材的演示实验改编成探究性实验。endprint

据统计，分组实验每组1～2人的占48.25%，3～4人的占41.23%，5人或以上的占10.53%。总体而言，实验小组的人数控制在5人以内，属于小组合作模式，比较合理。

《新课标》提出：在小组合作探究时，教师应兼顾不同发展水平的学生，成员间要分工明确并不时互换角色，使每一成员都有机会担任不同的角色。目前，按照座次和随机分组实验的教师分别占62.28%和28.95%，仅8.77%的教师按照学生的特长进行分组。以座次或随机分组的方式让学生进行实验，在一定程度上束缚了学生特长的发挥，并非实验安排的最优化。

综上可知，东莞市实验室的硬件配备情况相对充足，但实验室的准备情况以及实验室的管理仍存在很大的改善空间。

（二）生物教师基本信息及实验教学法

1.生物教师的基本情况

调查的教师中，教龄处在6～10年的教师最多，占38.60%，其次是教龄在11～15年的教师，占22.81%，教师的教龄结构相对合理。这两个教龄段的教师处在教育教学知识、能力、经验等方面积累的黄金时期，并将逐渐成长为教学骨干。

拥有大学本科和硕士研究生学历的教师分别占82.48%和17.54%，教师的学历水平比较理想。拥有学士和研究生学位的教师分别占71.05%和19.30%。研究生学位和学历的差值表明，部分教师进行在职深造获得了研究生学位。

拥有中高级职称的教师占65.79%，初级教师占28.95%，职称结果比较理想。通过Pearson相关分析，结果显示，教师的职称与教师的学位（r=0.214*，p=0.022<0.05）、教龄（r=0.246**，p=0.008<0.01）显著相关。郝琦蕾等认为教师的学历和职称是反映其理论水平和教学能力的一种标志。

综上所述，东莞市的高中生物教师整体素质较高。

2.生物教师的实验教学观

针对目前使用的2004版生物教材中的学生实验数量，教师认为“有点多”的占16.67%，认为“适中”的占63.16%，认为“有点少”的占20.18%。通过Pearson相关分析，结果显示，目前使用的生物教材中安排的学生实验数量与教师的教龄显著相关，相关系数为r=-0.214*，p=0.023<0.05。即教龄越长的教师认为教材安排的实验数量过多。陈冬梅认为在注重知识和考试的年代，老教师适应和习惯了“灌输式”教学，并在这种教学中不断加深和强化这种观念，教学年限越长，受到的影响越深。

调查中，75.44%的教师认为学生最喜欢的实验是探究性实验，当问及在即将实行的新课程教材中，增加了更多的学生探究性实验的作用是什么时，61.40%的教师认为可以培养学生的各种能力，19.30%的教师认为是增加趣味性，少数教师认为只是教学手段或巩固基础知识的方式。这表明教师对探究性实验在生物教学中的作用比较认可。但在教学过程中，仅7.02%的教师经常把演示实验改成探究性实验，68.42%的教师偶尔进行改编。而且仅8.77%的教师会在不具备开设部分探究性实验的条件时会积极创设条件开展实验，81.58%的教师偶尔尝试创设条件开展实验。可见，教师积极创设探究性实验条件的行动较少。

教师把教材中的演示实验改编成探究性实验的概率与他们在高一高二的学生实验教学中讲解与实验有关的高考题的频率显著相关（r=0.382**，p=0<0.01）。即经常或偶尔把演示实验改编成探究性实验的教师，更愿意在平时的实验教学中渗透高考的知识，为高三生物总复习铺垫。

教师把教材中的演示实验改编成探究性实验的情况与当不具备开设探究性实验的某些条件时能积极创设的程度（r=0.376**，p=0<0.01）、制作和搜集一些与实验有关的辅助材料程度的（r=0.256**，p=0.006<0.01）显著相关。在一定程度上，教师对实验教学作用的认可度越高，他们越能积极地创造条件开设实验。因此，在教学活动中要充分发挥教师的意识能动性。

综上可知，东莞市的高中生物教师普遍对《新课标》加强實验教学的必要性和探究性实验的作用持认可态度，但在具体行动中，并未能真正落实。

3.生物教师实验教学的方法

方法决定效果，合适的实验教学是培养学生生物学核心素养的有效途径。调查结果表明，69.30%的教师要求学生进行实验时，必须严格按照教材的步骤进行。即大部分教师比较关注实验的步骤以及实验的过程，同时希望实验能够成功，而成功的标准是实验结果要与教材所描述的一致。因此为了保证实验成功，在学生开始做实验前，61.40%的教师都会进行实验操作演示，40.35%的教师经常采用操作模仿式的教学方法进行实验教学，83.33%的教师认为学生实验成功的前提是抓好纪律。

通过Pearson相关分析，结果显示，教师经常采用模仿操作等模仿式教学法与他们要求学生严格按照教材上的步骤进行实验显著相关（r=0.273**，p=0.003<0.01），与他们在学生开始做实验前进行实验演示显著相关（r=0.189*，p=0.045<0.05），与他们在实验教学中对学生实验结果的关注度显著相关（r=0.273**，p=0.003<0.01）。可见，大部分教师希望学生通过完成教材所呈现实验以达到掌握实验内容的目的，明显受到应试教育的影响，没能真正理解实验教学的本质。

《新课标》明确指出：组织以探究为特点的主动学习是落实学生核心素养培养的关键。这就意味着教师必须为探究性学习创设情境，鼓励学生自己观察、思考、提问，并在提出假设的基础上进行探究活动方案的设计和实施。调查中，教师在实验前大部分能做到提前讲解和演示实验步骤，并要求学生提前预习（96.49%的教师要求学生预习实验），同时要花费相当多的精力和时间用于纪律管理，以便学生在实验室里能更专心地“操作”。实验教学过程基本保留传统模式，至于探究性实验教学，虽然多数教师持认可态度，但真正落实尚需时日。endprint