合作学习在遗传学实验教学中的初探

张大为 简海霞

摘要：生物学实验教学的基本任务是提高学生的实践能力和科学探究素养，因而在本科生教学过程中起着十分重要的作用。在遗传学实验教学中合理使用合作学习相关的教学理论与方法，让学生在实验过程中以小组的形式进行交流，合作解决问题，可以培养学生理论联系实践的能力，加强学生团队精神，提高学生的实验创新精神和科学探究精神。

关键词：遗传学实验;合作学习;科学探究素养;本科教学

随着教育改革进行，提倡教师在关注学科核心素养下开展教学工作。生物学核心素养主要包括生命观念、理性思维、科学探究和社会责任四个方面。通过核心素养的培养可以提高学生处理生活实际问题的能力和品格。本科生遗传学实验占实验教学重要比例，在教学中进行小组合作学习，可提高学生的合作精神及科学探究素养。课前组织学生自主的探究教材内容，设计实验过程;实验教学中进行小组合作学习，鼓励其发现实验的问题，并合作提出相关问题的解决方法;引导学生交流总结，对实验进行验证或改进。从而使学生进一步掌握科学探究的方法，提高自主学习能力，增强合作精神以及创新精神，同时也有利于遗传学教学活动顺利地开展。

一、 合作学习的要求

（一） 明确教学目标

传统意义上的教学比较侧重知识的掌握与理解，从而忽视了教学中学生实践能力的培养以及情感态度的渗透。在合作学习中教学目标注重学生全面的发展，学生通过交流取长补短，共同学习提高学习的效率。在这过程中，教师根据学生实际情况，按组内异质，组间同质的原则进行分组，并对组内成员进行具体任务分配。让每个学生在学习中发表自己的观点，同时在与小组成员内进行探讨和总结相应的结论，分享至全班让其他小组进行补充，讨论。教师指导学生在实验操作前，需对实验设计的合理性和可行性进行预实验。在实验具体实施中，教师注意观察每组学生的实验操作情况，确保每组同学都参与尝试实验。

（二） 师生进行互动

在合作学习教学中，教师要营造各种情境，使学生的观点相互交融。在教师的教学和学生的学习中，双方是平等交流和探讨，有利于师生在课堂中主动地进行探索，进而提高实验教学的效率，实现教学目标。在实验前，保证每一位学生有思考的环境，教师安排任务下学生提前预习实验内容，通过查找资料，写出实验原理，方法步骤。每一个小组成员完成自己任务后，经过成员之间的讨论，对查找的资料进行整理和總结。教师的指导是以小组为单位，在课堂中展示其讨论的结果，并积极鼓励其他小组成员对其结果进行有效补充和适当修改，创设竞争性环境。教师教学组织形式多样化的表现为观察和发现问题，引导学生进行思考，发散学生思维，鼓励学生发言。师生之间的互动，有助于教师及时发现学生的新颖观点，在实验过程中进行尝试，丰富课堂内容，有利于学生的生物科学探究素养的养成。

（三） 注重能力培养

合作学习与传统教学主要区别在于，合作学习更注重学生的综合能力的发展。在合作学习中，以学生为主体进行课堂内容组织和学习，教师只是引导者，协调者。在教学中师生互动，重视学生学习知识，掌握知识，应用知识能力的培养。合作学习使学生不断提升自我，同时增强与他人的交流沟通能力，思维表达能力。教师结合学生个人参与小组的实验设计能力，实验过程中表现团队精神和集体意识对学生进行综合评价。

二、 合作学习教学的现状

（一） 教学手段和教学设施相对落后

以遗传学实验教学为例，教师为了让学生可以快速地进行实验，传统的直接讲说的教学形式，将书本的实验原理和方法提前写在黑板上，要求学生把实验流程记在本子上。在基础的实验中，教师演练，学生模仿，在这过程中学生对自己实验出现的失误如果得不到结果，教师直接告诉学生存在的问题及原因，导致学生只是被动接受知识，并不能理解实验本质，甚至短时间内忘记实验内容。另外在实验室中，开展实验过程讲解没有其他辅助的教学设施，从而使学生听完讲授后不理解抽象生物学概念。例如，在学习“细胞的减数分裂”实验课程时，教师只是简单地给学生罗列实验步骤，学生接受抽象内容，容易思考疲劳，导致无法理解实验内容，进而对课堂失去兴趣。而如果利用CCD显微镜在多媒体上现场展示一些不同细胞分裂时期的图片，让学生能够直观地看到每个时期的染色体的形态及结构特征，并结合理论课已学知识讲解细胞的减数分裂的内容。这样不仅可以调动学生学习的积极性，还可加深对实验有关理论知识的理解，由被动接受的概念转化为内在理解的知识。

（二） 教学合作学习形式化

在实验教学中，部分的实验需要两人或多人才能完成的，教师安排任务一般按照学号或者学生自发组队;部分学生实验前没有预习与思考实验内容，只是按照步骤做实验，缺乏自主性和创新思维，导致小组合作效率降低;有些学生没有进行实验操作，直接抄写同组成员的实验结果，教学效果无法保障，使合作学习教学形式化。

三、 合作学习在本科遗传学实验中的应用

在本科实验课中如何开展合作学习，下面我将以遗传学中果蝇实验为例进行阐述。果蝇是经典遗传学实验中研究基因分离、伴性遗传、连锁交换等规律的重要材料。果蝇从亲本选择到F2代结果分析需持续近5周，实验安排紧密，需要人人动手，小组合作解决实验的问题。

（一） 分组

在以果蝇为实验材料的遗传学实验中，如何分组是确保学生能在合作学习中完成实验操作的首要条件。在教学中采用组内异质，组间同质的原则进行分组。每小组有两位成员，包括一位实验操作能力较强的同学和一位相对较弱同学。两名成员之间相互帮助，相互配合，共同完成实验任务。

（二） 分工

果蝇实验包括基因分离、伴性遗传、连锁交换三个子实验，正、反交两个处理（3个子实验×2个处理）。为了让每位同学充分理解遗传学规律，我们对实验进行如下分工，并提出要求：①每位学生必须完成3个子实验，如果其中一名学生选择正交，则另一学生需完成反交的3个子实验，保证每

位同学都参与实验。②如实记录实验注意事项、实验数据、实验过程中成功原因及失败教训等，以便与其他组之间共享。

（三） 进行实验

组内同伴互助完成实验，教师实时观察学生的动态，做好引导、组织、协调等工作。在学生提出自己的实验观点、问题、困难时，及时与学生平等交流和探讨实验相关内容，并对各小组内部的实验讨论活动进行指导帮助。另外，利用多媒体教学设施或者适当示范操作向学生答疑解惑，让学生积极思考，对实验产生兴趣。

（四） 实验结果分析

引导组内同学对实验结果进行比较讨论。例如：如何理解常染色体单因子杂交实验子代个体性状相同，而伴性遗传正、反交所得子代性状有一定的变化这一现象。学生需结合理论课学习知识，分析造成实验结果异同的原因，从而达到对遗传学基本规律的深刻理解。

（五） 实验总结

展示小组讨论的结果，选取最具代表性的三组学生上台讲述实验经历以供其他学生参考。在总结环节，教师鼓励各小组发言进行互相补充或修改，总结各组实验成功与不成功原因。汇总各小组建议，并对实验步骤进行优化。

四、 教學启示

遗传学实验是一门注重学生实践的课程，在实验过程中强调培养学生的科学探究能力，动手操作能力，独立设计实验能力以及创新思维能力等。合作学习将不同层次的学生以几人为一组，将具体的任务分配于各个小组，从而使学生自主学习实验原理，在实验中实施讨论方案，最后进行总结与反思。通过合作学习，在探究实验过程中理解和应用遗传学规律，可以提高学生理论联系实践能力，加强学生团队精神，培养学生的生物学科核心素养。

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作者简介：

张大为，简海霞，湖南省湘潭市，湖南科技大学生命科学学院。