海南省高中生物学实验教学城乡差异探析

杜修全 姜海燕

生物学问题的研究主要是通过实验来实现的，高中生物学的学习内容也大部分与实验有关。《普通高中生物学课程标准》提出：组织以探究为特点的主动学习是落实生物学科核心素养的关键。教师应该提供更多的机会让学生亲自参与和实践。然而，目前海南省的高中生物学实验教学还比較落后，城乡差异较为明显。本文通过对海南省高中生物实验教学现状进行调查，分析实验教学城乡差异的主要原因，并尝试提出相应的策略与建议，推动新课标下海南省高中生物实验教学的有效开展。

一、调查对象与方法

本研究采用调查问卷与师生访谈相结合的方法，对海南省城乡高中生物学实验教学现状进行调查。问卷发放的对象为海南省部分高中学生和生物教师，访谈的对象包括部分学生、生物老师和学校主管教学的领导。调查问卷主要涉及的问题有：生物实验教学条件、生物实验开出情况、生物实验的教学组织形式，对生物实验教学的重视程度，在生物实验的教学评价以及影响生物实验教学的因素。本次调查使用问卷星发放问卷，并用SPSS24软件进行数据分析。在回收的问卷中，教师问卷311份，有效率为93.5%;学生问卷回收2432份，有效率为92.1%。

二、结果与分析

1.学校生物实验教学条件。海南省高中生物实验教学条件有限，且城区与乡镇学校差异显著。城区学校大多配备2～3间实验室，有专门的准备室、仪器室、标本室等，某些省一级学校如国兴中学等还配有专门的显微互动实验室。城区学校实验室的仪器设备较齐全，除了能够满足常规实验教学需要外，部分学校还配备了数码显微镜和数字化传感器等较先进的实验仪器，便于学生开展定量实验。然而，不少农村普通高中没有专门的生物实验室，超过半数的农村学校实验室中没有多媒体教学设备，仪器和试剂配备更是不齐全且很少更新。

在实验员的配备方面，城区中学基本都配有实验员，其中专职实验员占比62.8%，兼职实验员占比25.5%;而接近半数的乡镇及农村学校没有实验员。在访谈中，我们也了解到，目前海南省各高中学校很少招聘专业实验员。大多数学校的实验员是由课时不满或无班可教的生物教师来担任。这些实验员一般没有经过专业的实验技能培训，他们只负责准备实验器材和试剂，基本不参与实验教学，更不会带领学生开展实验探究活动。

2.对生物实验教学的重视程度。海南省高中学校对生物实验教学的重视程度普遍不高，课时安排少，实验开出率低，其中农村中学表现尤为明显。经调查发现，随着新教材新高考改革的推进，城区中学和乡镇中学均面临着课时不够的问题。为了能顺利完成考试目标，生物教师在有限的时间内，会选择优先完成理论部分的学习，剩下的时间才会考虑开设部分实验课。

从开设的实验课题来看，大多数学校倾向于开设较为简单的观察类实验和验证性实验。例如在人教版高中生物学教材必修一的11个实验中，显微观察类实验的开出率显著高于探究类实验，如“用显微镜观察多种多样的细胞”的开出率为54.3%，而“探究酵母菌的呼吸方式”的开出率仅占7.8%。进一步对数据进行单因素ANOVA分析，发现实验课题的开设具有明显的地区差异性。以“绿叶中色素的提取与分离”为例，琼海市高中的实验开出率为42%，而临高、乐东等教学薄弱地区的高中实验开出率仅为10%左右。

调查中还发现，学校对生物学实验教学的重视程度也不相同。海南省大多数学校对生物实验教学的经费支持都不太充足，特别是农村学校。很多偏远农村学校的实验器材不能及时采购，破旧或损坏的器材也得不到及时更新，导致很多生物实验无法开展。

此外，城乡学生对生物学实验价值的认识存在差异。多数乡镇及农村学生的实验兴趣取决于实验内容;而城区学校的学生除了考虑是否对实验有兴趣外，还会考虑实验在提高自身核心素养方面的价值。在访谈中，我们发现，很多城区学校每年都组织学生参加科技创新大赛、科学论文评比活动等，夯实学生的理论知识，并引导学生将其应用到生产生活实践的平台。某些省一级学校还开设校本课程，对教材的实验内容进行一定程度的拓展延伸，培养学生的实验兴趣，提高学生的综合实验能力。

3.生物实验的教学组织形式。随着信息化时代的到来，教学资源日趋丰富，教学方式悄然改变。丰富的网络视频代替了枯燥的口头讲授，也解决了演示实验的弊端。从调查结果来看，53.3%的教师通过视频让学生了解相关的实验内容，16%的老师口头讲解实验内容，0.4%的老师通过实验演示。通过进一步分析发现，不同地域的学校实验教学组织形式稍有差别。农村学校的教师因设备问题更加倾向于口头讲解实验内容;城区学校的教师更善于利用网络资源，多维度渗透核心素养，如在介绍传统发酵技术的应用中，可选用网上的泡菜视频，让学生在学习制作泡菜的过程中，感受自然生活之美，感悟传统文化源远流长。

4.生物实验教学的教学评价。评价是日常教学活动中不可或缺的重要环节。有效的实验教学评价既可以激发学生对生物学实验的兴趣，培养学生的实验探究能力，又能使教师及时获得教学反馈，改进实验教学。从调查结果来看，海南省生物实验教学评价主要采用课堂观察+实验报告（约占调查人数的73.9%）;其次是笔试+操作相结合（约占调查人数的57%）。只进行口头评价的比例也较高，约占调查人数的43.3%。进一步分析数据可知：城区与农村学校的生物实验教学评价方式存在着微弱的差异，表现在乡镇及农村中学还存在教师在实验课中不作任何评价的现象，各类评价方式尽管在城乡之间的比例不同，但卡方拟合优度检验的结果显示不具有显著性差异。

通过访谈，我们深入了解到：在海南省高中生物学业水平考试中，大多学校采用笔试+实验操作或笔试+实验报告相结合的方式进行考察实验技能;而在平时的实验课堂上，大多数生物老师只是进行简单的口头评价或实验报告评价。由此可见，海南省高中生物实验教学评价方式较为单一，不利于真实地反映学生的探究能力和思维发展水平，无法发挥评价导向性和激励性的功能。

5.影响生物学实验教学的主要因素。经调查发现，学生对生物实验课不感兴趣的主要原因是学校的实验设备不能满足实验需求。这一影响因素在教育薄弱地区尤为突出，如临高县占比高达59%。其次，實验内容枯燥，操作繁琐，难度大。该项指标在教育发达与薄弱地区、城乡之间存在显著性差异。再次，生物教师自身实验基础差、实验研究的时间有限，也是影响生物实验教学的重要因素。调查结果表明，海南省城区、乡镇中学的生物学教师都缺少实验技能的相关培训，而乡镇及农村中学比城区学校更加缺少合作探究、深入研究教材实验的氛围。

三、对策与建议

1.更新实验教学理念，加大实验教学投入。各区域学校要充分认识实验教学的重要作用，从资金投入、实验器材与多媒体教学设备的配置、实验课的安排等方面给予支持。教师要转变实验教学理念，在实验课上多给学生提供主动探究、交流互动的空间和时间。教育较发达的城区中学可以考虑开放实验室，让学生有机会将探究活动延伸到课外。教育薄弱的农村学校可以尝试自制简易实验设备，改进实验方法，选择本地常见的实验材料来开展实验;还可以引导学生利用废旧材料制作环保模型，降低实验教学成本。

2.合理规划实验课时，优化实验教学活动。生物教师要深入研究教材的“探究与实践”活动，精心设计实验教学方案，合理分配时间，力争将理论课与实验课有机结合，让学生充分体验科学实验的一般过程。针对教材中操作繁杂、耗时长、成功率低的实验，生物老师可以引导学生组建生物兴趣小组优化实验方案。对于一些实验条件达不到、实验现象不明显、实验危险性较高的实验，可尝试借助虚拟实验系统或网络视频来完成。

另外，农村学校还可以结合当地特色，因地制宜地开设一些生活化、本土化的实验活动，让学生在实践中体会解决问题的方法，提高学生的科学探究能力。例如，农村学校可以结合当地的种植业、养殖业等，组织学生学习种植、养殖相关技术;利用生物园组织学生进行作物栽培实验，学习土质改良、人工授粉、果实贮存等，让学生把教材中的理论知识与实践操作相联系，做到学以致用。

3.摒弃单一的教学评价方式，建立实验教学评价体系。新课标提倡采用多元评价方式，评价方式的选择应考虑评价目标、评价内容、评价对象和评价现场等实际情况，可采用学生自评和互评、小组评和教师评相结合的形式。对于探究性实验的评价方式可以尝试从提出问题、作出假设、设计实验、实施实验、得出结论、交流与评价六个方面设置具体的指标，对学生的实验过程和实验结果作出客观的评价。验证性实验则可以从学生对实验原理的掌握情况、药品和器材的使用情况、实验操作的规范性、实验结果和相关的实验分析等方面进行综合考查。在评价过程中还要注意将定性评价与定量评价结合起来，对学生的实验能力进行全面的综合评价。

4.加大实验技能培训力度，加强实验员队伍建设。重视生物教师和实验员的实验技能培训，提升教师的实验教学素养。相关教育培训部门可以利用寒暑假，组织部分高中生物教师和实验员到海南师范大学进行实验教学技能的短期培训;也可以定期组织高中生物实验教学的同课异构活动，为生物教师提供平台，交流和探讨生物实验教学的思路和方法;还可以邀请外省专家对海南的生物实验教学进行针对性指导，或是组织部分教师和实验员到实验教学开展较好的地区考察学习等。通过这些途径提高生物教师和实验员的实验教学水平和实验操作能力，使其尽快适应新改革对生物实验教学的基本要求。

【参考文献】

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准[M].北京：人民教育出版社，2020（5）.

[2]郝琦蕾，李妙娜.高中生物实验教学现状的调查研究[J].教学与管理，2016（4）.

[3]顾勇，付响铃，王卫东.湖北省中学生物实验教学现状调查与分析[J].湖北师范大学学报：自然科学版，2017（37）.

（基金项目：本文系海南省教育科学“十三五”规划课题“海南省高中生物学实验教学现状调查研究”的研究成果，课题编号：QIH201810104）