高中生物学实验教学说课比赛的评析与思考

陈洁　朱淑芳

关键词：高中生物学；实验教学；实验说课；教学创新

文章编号：1003-7586（2024）01-0064-03 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

2019年教育部发布的《教育部关于加强和改进中小学实验教学的意见》提出要创新实验教学方式，提高教师实验教学能力，加强实验教学研究与探索等主要举措。其中，教师实验教学教研水平是发挥实验教学育人功能的关键所在。为此，福建省漳州市近几年多次举办实验专题培训、开展实验教学说课活动。现以2020、2022、2023年漳州市组织开展的3次全市中小学实验教学说课活动中高中生物学实验教学说课作品为例，分析高中生物学实验教学的开展情况及存在问题，并提出一些可行的建议。

1实验说课活动总体情况介绍

3次实验教学说课活动共有来自漳州市11个区县的高中生物学教师参加，说课内容涉及必修和选择性必修模块的生物科学史及探究·实践栏目，其中获奖课例在教材中的分布、数量及占比如表1所示。从表中可以看出区县校能较好地落实必修模块的实验教学，但较少开展选择性必修模块的实验，市直校能较全面地开设实验教学课。

2实验教学课例优点

市、区县参赛教师能够结合各校实验教学条件和学生情况，发挥教学智慧，精心设计各实验教学，这些实验教学课例的主要优点总结如下。

2.1基于新课标的理念设计实验课

大多数教师在“说教材”“说教学目标”“说教学过程”方面的阐述体现教师们重视并认同新课改的理念，对核心素养的理解愈加深入。例如：“说教材”方面，教师除了分析实验在教材中的地位，还能从新课标中提炼出与实验相关的各层级概念；“说教学目标”方面，教师能从原有三维目标转化为生命观念、科学探究、科学思维、社会责任四个方面的素养目标；“说教学过程”方面，教师能结合新课标中学业水平要求及高考评价体系进行设计，如新课标要求学生能通过系列的科学探究实践理解某个大概念，高考评价体系确立四个方面的考查要求，其中应用性、综合性要求学生具有应对生活实践问题情境与探索问题情境的综合素质，由此，教师在教学过程中创设情境、鼓励学生分析及解决实验中遇到的疑难。

2.2跨学科教学

一些教师能够与物理、化学、信息学科教师合作，设计并制作利于实验教学开展的教具、试剂、程序等。例如：①自制光谱观测仪检测不同色素的吸收光谱；②使用不同的无机及有机催化剂比较过氧化氢的分解效率；③运用函数模拟性状分离、利用小程序模拟性状分离及自由组合等内容。

2.3结合校情、学情、实验效果进行优化或创新

获奖课例的教师在实验类型、材料、仪器、试剂、操作上均有不同程度的创新。例如：①将探究植物细胞的吸水和失水升级为探究植物细胞液的浓度、不同实验材料或试剂是否影响植物的吸水失水等，即将验证类实验转化为探究性实验；②选用土豆片等蔬菜水果获取过氧化氢酶更简便易得；③运用数码成像比色法测定蛋白质含量、自制教具探究环境因素对光合作用强度的影响、利用注射器等有刻度的器材将定性实验升级为定量实验等。

3教材中的探究·实践可操作性问题

人教版高中生物学教材每个模块内容的特点不同，实验的数量、难度有所不同，因此在市、区县校的可操作性不同。《必修1.分子与细胞》中实验所需的材料、仪器较为易得，可操作性最强，因此在各区县学校开展较为全面。其中“探究酵母菌细胞呼吸的方式”具有反应主体装置复杂、有氧条件难以控制、耗时长、效果不明显等特点，多数学校未开展。《选择性必修2.生物与环境》中实验需要师生到户外进行或者从户外采样回实验室操作，这些实验对样地和教师知识及能力的要求较高，仅部分学校开展，有些学校以模拟实验代替，如用黄豆代表某动物通过反复地抓取来模拟标记重捕法调查某动物的种群密度。《选择性必修3.生物技术与工程》中实验所需时间较長，实验操作较繁杂，对实验设备要求较高，如无菌操作台、PCR仪、实验试剂盒等，这些设备较为昂贵，因此仅部分市直属学校及各区县重点中学有条件开展，其他学校主要通过观看网络或教师用书配套的实验视频了解实验过程。

4高中生物学实验教学现状

这些实验课例不能完全代表各区域的实验教学开展情况，因此研究后续通过访谈了解市、区县高中实验课的开展情况，访谈内容包括本校开展教材5个模块实验的情况、优化后的实验是否在本校或区县进行推广、通过系列探究实验学生的科学探究及科学思维能力是否得到提高、采用什么方法进行评价等。目前高中生物学实验教学开展情况总结如下。

4.1探究实验“验证化”

现行人教版高中生物学教材中包括16个验证性实验、23个探究性实验。验证性实验是学生已知实验结果，仅根据教材的相关提示进行重复性实验活动。探究性实验是实验者在不知道实验结果的前提下，自己通过实验进行探索、分析、研究得出结论以发现新事物、新规律从而形成科学概念的一种认知活动。若探究性实验仅根据教材中的范例开展便与重复性实验无异，且难以引导学生理解科学的本质，更无法帮助学生形成提出、解决问题的科学探究素养。

4.2无意义创新

实验教学说课课例中均有创新，但有些创新并不是为教学及学生服务，即无意义创新，有些改进甚至导致实验成本更高、实验步骤更繁杂。例如：观察根尖有丝分裂实验中，有些教师表示洋葱根尖分生区的分裂旺盛期是上午10时至下午2时，导致多数学生难以在上课期间观察到分裂期的细胞。为优化实验效果，教师从线上购买分裂旺盛期为早上7时至下午6时的韭兰根尖，并以此作为创新点。针对这个问题，教师可利用固定液将分裂旺盛的根尖提前固定、放置低温保存即可，无须额外购买特定的根尖材料。

4.3实验评价的单一化

多数展示课例对学生进行评价时出现评价单一或缺少评价的情况。例如：教师仅对学生的实验结果进行“成败”评价，或根据几道练习题进行考核，未对实验过程、结果进行分析、讨论、交流。这些做法促使学生对实验过程和理论结果死记硬背，无益培养学生的学科素养。

5反思与建议

区县各校高中生物学实验教学的开展受到各种条件的制约，出现开不齐、开不好、效果差的现象，笔者认为可从以下几个方面进行提升。

5.1创设情境激发学生探究科学的兴趣

探究不等同于实验，科学探究素养包括认知、能力、情意三个要素。教师要帮助学生理解、实践、感悟探究过程，尤其在能力方面，教师应当鼓励学生提出问题，并在面对真实探究情境中的问题时利用归纳、演绎、推理等科学方法或借助网络资源解决问题。教师要尽可能地联系实际生活、生产实践等创设真实情境从而激发学生的探究欲望，例如：展示学校阴阳两处同种植物的长势或不同季节同种植物的长势等引导学生对实际情境进行分析，得出光照强度、温度、光照周期等环境因素会影响植物的光合作用的结论。

5.2立足于教学实践的优化与创新

实验教学的创新应该服务于教学、服务于学生素养的提升，应该关注学生的真实感受，以学生为主体。部分区县校的实验设备不够先进，教师可就地取材，因陋就简。若采用教材的相关材料用具、方法步骤实验成功率不高，则建议学生先进行预实验找出失败原因，摸索实验条件，这也是科学探究非常重要的一环。验证实验“探究化”、定性实验“定量化”都是可以优化和创新的方向。

欲培养、提高学生的科学探究能力及创新能力，教师应先提升自身的实验教学教研水平。因此，教师应积极参加各种形式的实验教学培训，阅读实验优化文献，为开展实验教学、提高学生科学探究能力汲取养分。

5.3借助PTA量表法進行科学评价

科学探究要有情境、论证、反思，学生在科学探究活动中缺少反馈、反思便无法得知自身能力水平，教师仅从几道实验题去巩固或判断学生的探究能力未免牵强。教师可利用评价科学探究能力的基本要素分析（Primary Trait Analysis，简称PTA）量表法，对学生课前及课后探究能力做出量化评价。PTA量表在课前设计方案上以“陈述自变量和因变量的关系、具有控制变量的意识、描述观察或测量变量的方法、列出重要的步骤和材料用具、设计表格记录实验数据、资料收集”6个要素进行量化评价，在实施方案能力上以“执行探究方案中规定的步骤、记录实验现象和数据、重复收集实验数据、处理实验数据”4个要素做出评价。清晰而具体的量化评价可帮助教师了解学生的科学探究能力进而因材施教，同时促进学生反省与思考以提高学生的科学探究能力。