中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)的現(xiàn)狀
——基于37節(jié)實驗教學(xué)說課的觀察和分析

包春瑩

(人民教育出版社生物室 北京 100081)

1 總體情況介紹

“第六屆全國中小學(xué)實驗教學(xué)說課活動”于2018年11月17～18日在南昌舉行，來自全國22個省、市、自治區(qū)的37位教師展示了37節(jié)生物學(xué)實驗課，包括16節(jié)初中課和21節(jié)高中課。初中課涉及七年級上冊(8節(jié)，以人教版教材的內(nèi)容順序進(jìn)行劃分，下同)、七年級下冊(4節(jié))和八年級下冊(4節(jié))的內(nèi)容。高中課涉及必修1、2、3和選修1、3的分別有10節(jié)、2節(jié)、3節(jié)、3節(jié)和1節(jié)，另外還有2個為課外拓展實驗。不管是初中課還是高中課，涉及光合作用和呼吸作用的都是比例最高的，如初中有6個，占到總比例近40%；高中涉及光合作用的有4個，有4位老師同時做了“酵母菌的呼吸方式”這一課題。雖然這些課不能完全反映我國實驗教學(xué)的實際情況，但能從某些角度反映出基本現(xiàn)狀。

2 優(yōu)點

總體上，每節(jié)課都是一個精心設(shè)計、巧妙構(gòu)思的典型案例，融入了說課教師的智慧，都有供廣大老師學(xué)習(xí)的地方?？偨Y(jié)起來，它們的優(yōu)點如下。

2.1 能基于核心素養(yǎng)的理念來授課 絕大多數(shù)教師都能基于培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的理念來設(shè)計、實施實驗課。也就是說，教師能從育人的目標(biāo)出發(fā)，讓學(xué)生參與從實驗的設(shè)計、準(zhǔn)備、操作到結(jié)果的分析統(tǒng)計等的全過程。這表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1) 教學(xué)目標(biāo)的制訂考慮核心素養(yǎng)的要求。很多教師在制訂教學(xué)目標(biāo)時，從《高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》提出的學(xué)科核心素養(yǎng)的四個方面進(jìn)行設(shè)計，雖說有的過于牽強，但總體上體現(xiàn)了一線教師對素養(yǎng)目標(biāo)的認(rèn)同。

(2) 在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，能夠融入先進(jìn)的教育理念以提升學(xué)生的素養(yǎng)。例如，近1/3的課都基于STEM或STEAM的理念來設(shè)計，并且教學(xué)過程也凸顯了這一理念的基本特征： 讓學(xué)生在解決真實的問題中學(xué)習(xí)，以工程設(shè)計過程為主導(dǎo)，合作、實踐，結(jié)果開放等。

(3) 在教學(xué)過程中注意全面提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。很多教師在注意提升學(xué)生對核心概念的深度理解、探究能力、科學(xué)思維的同時，也注意培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感，例如： 在進(jìn)行有絲分裂實驗時融入過期的藥物應(yīng)該如何處理等內(nèi)容。

(4) 在評價時能夠從核心素養(yǎng)的角度來考慮。在對學(xué)生進(jìn)行評價時，不僅僅就涉及的知識進(jìn)行考核，還關(guān)注學(xué)生的表現(xiàn)，例如： 當(dāng)調(diào)查完校園中的野生植物時，讓學(xué)生通過創(chuàng)作表達(dá)感受，并引導(dǎo)學(xué)生相互欣賞。

2.2 每節(jié)課都有創(chuàng)新 展示的每節(jié)課，與相應(yīng)教材提供的實驗方案相比，都進(jìn)行了不同程度的創(chuàng)新。表現(xiàn)最突出的是實驗儀器和材料的創(chuàng)新。例如，很多教師使用了較為先進(jìn)的實驗儀器，如O2/CO2傳感器、恒溫寶、紅外線測溫槍、便攜式酒精檢測儀等；還有些教師引導(dǎo)學(xué)生參與自制教具，并利用自制的教具進(jìn)行教學(xué)，如自制了氣孔的模型、運動系統(tǒng)模型、眼球模型、呼吸運動的模型、分光光度計等。創(chuàng)新的另一方面，不是利用最先進(jìn)的儀器，而是用有限的條件，因陋就簡，使用廢棄的物品進(jìn)行實驗裝置的拼裝，比較環(huán)保。

2.3 能夠積極拓展和開發(fā)利用多種課程資源 生物學(xué)課程資源不僅影響教師的教學(xué)過程和教學(xué)方式，也影響學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)方式。很多教師能夠充分利用現(xiàn)代化技術(shù)和信息技術(shù)資源，開發(fā)課件、微課及多媒體課程資源，拓展學(xué)生學(xué)習(xí)的時間和空間，如課前通過掃二維碼獲得學(xué)習(xí)資料，在線數(shù)據(jù)的編輯和提交可供全班學(xué)生共享，利用QQ推送實驗數(shù)據(jù)表格，利用微信群在線保留圖片供隨時交流，利用植物的識別軟件APP等。還有很多教師借助當(dāng)?shù)卮髮Ｔ盒５膬?yōu)勢，運用他們的實驗器材或人力資源來開展實驗，或利用學(xué)生的生活資源(飼養(yǎng)動物、種植植物等經(jīng)歷)等來開展教學(xué)。

2.4 注意融入科學(xué)方法 在實驗教學(xué)過程中，多數(shù)教師注重對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)方法教育。例如，教師引導(dǎo)學(xué)生充分利用圖表展示量化的實驗結(jié)果，巧妙利用一些軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析；多位教師在教學(xué)中融入了模型方法，讓學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)模型；有的教師還凸顯了加法或減法原理的應(yīng)用等。

2.5 能關(guān)注學(xué)生在活動中生成的問題 很多教師能關(guān)注學(xué)生在學(xué)習(xí)中自然生成的問題，從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。例如，由植物不同層次葉片顏色的差異想到來探究它們?nèi)~綠素組成的差異等。自然生成的問題能引發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的愿望，使他們?nèi)硇牡赝度氲交顒又?，培養(yǎng)他們的高階思維。

除此之外，很多教師能夠根據(jù)自己的實際教學(xué)情況，在深入理解課標(biāo)、把握教材的基礎(chǔ)上，創(chuàng)造性地使用教材，將教材中的實驗進(jìn)行不同程度的整合。例如，以百合為實驗材料進(jìn)行有絲分裂和減數(shù)分裂的觀察及矮壯素對生根的影響等實驗，最后還讓學(xué)生進(jìn)行雕刻嘗試，提高了實驗材料的利用率。

3 對一些值得商榷的問題的思考

通過這些課例，筆者也發(fā)現(xiàn)了一些值得商榷的問題。

3.1 關(guān)于教學(xué)目標(biāo)的制訂 有些教師制訂的教學(xué)目標(biāo)過于寬泛，一條目標(biāo)在很多課中都可使用，例如“形成環(huán)境保護(hù)的意識”“形成健康生活的意識”等；有些教師制訂的目標(biāo)過于牽強，是為了涵蓋課程標(biāo)準(zhǔn)中提的四條核心素養(yǎng)而硬湊的，例如，在觀察氣孔的結(jié)構(gòu)時將“形成環(huán)境保護(hù)的意識”作為主要教學(xué)目標(biāo)，活動與目標(biāo)之間有較大距離；有些教師制訂的目標(biāo)太多，有的甚至有七八條，這在一節(jié)課中是很難達(dá)成的。

筆者認(rèn)為，不管是基于三維目標(biāo)制訂的教學(xué)目標(biāo)還是基于核心素養(yǎng)制訂的教學(xué)目標(biāo)，都應(yīng)能夠在一節(jié)課中達(dá)成。要達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，必須有相關(guān)內(nèi)容支撐；如果沒有，則不要多寫。雖然應(yīng)該把握教學(xué)目標(biāo)的全面性，但在每節(jié)課中，并不是要把課標(biāo)中提出的核心素養(yǎng)的四個方面都列全，每節(jié)課應(yīng)有側(cè)重的方面。也就是說，一節(jié)課所能達(dá)成的教學(xué)目標(biāo)是有限的，教學(xué)目標(biāo)的表述應(yīng)具體、明確，切忌寬泛，“不亂丟棄過期藥物”就要比“形成環(huán)境保護(hù)的意識”更具體、更有指向性，也更能達(dá)成。

3.2 關(guān)于創(chuàng)新的立足點 每一位教師在說課的時候都會強調(diào)創(chuàng)新。但是，有些課的創(chuàng)新是為了創(chuàng)新而“創(chuàng)新”。例如，將本來簡單的實驗設(shè)計得很復(fù)雜或者過于注重實驗裝置的改進(jìn)，卻對學(xué)生的思維力度沒有一點提升；有的只是換一種當(dāng)?shù)匾椎玫膶嶒灢牧?，或者把高中階段的內(nèi)容移到初中階段來教授；有的只是換用其他版本教材介紹的方法來上課……

筆者認(rèn)為，實驗教學(xué)的創(chuàng)新應(yīng)該是服務(wù)于教學(xué)、服務(wù)于學(xué)生素養(yǎng)的提升，應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的真實感受，以學(xué)生為主體。如果教師花費很多精力，但學(xué)生在課上沒有深入?yún)⑴c，筆者認(rèn)為這都不是針對課堂的創(chuàng)新。

3.3 關(guān)于一節(jié)課的容量 一些基于STEM或STEAM的課，為了突出工程設(shè)計的理念，學(xué)生大部分時間都在設(shè)計圖紙、改進(jìn)圖紙；一些并非模型制作的課的重點變成了模型的原理及其制作；關(guān)于胚胎工程的實驗，融入了較多關(guān)于轉(zhuǎn)基因的討論。

以上提到的這些其實涉及一個問題： 一節(jié)實驗課能夠融入多少東西？雖然公開的實驗說課不同于日常的常規(guī)教學(xué)，它的受眾不僅僅只是學(xué)生，還包括廣大聽課的教師，它應(yīng)該讓聽課教師有所借鑒，起到示范、引導(dǎo)的作用[1]，但如果把很多應(yīng)屬于其他范疇較為精彩的內(nèi)容都拉進(jìn)一節(jié)課里，就顯得不妥了。

例如，色素提取的實驗?zāi)康牟皇亲寣W(xué)生來制作分光光度計；可以用模型來說明眼球成像的原理及近視、遠(yuǎn)視的成因，但不該將課的重點變成凸透鏡的成像規(guī)律，因為那是物理學(xué)的內(nèi)容；可以用模型來講解氣孔作用的原理，但重點不是該模型的制作原理。還有些自主研發(fā)軟件的，可以與其他科目結(jié)合或者在校本課堂上進(jìn)行，在生物學(xué)有限的課時里，如果花費很多時間來完成以上內(nèi)容，其他教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成肯定會受到影響。

3.4 關(guān)于實驗課的價值 大多數(shù)教師在說課中都提到了實驗課的價值，如加深學(xué)生對核心概念的理解，提升學(xué)生的實驗技能、思維技能等。但筆者認(rèn)為，在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)該融入科學(xué)本質(zhì)教育?？茖W(xué)本質(zhì)已經(jīng)被科學(xué)教育工作者廣泛地認(rèn)為是科學(xué)素養(yǎng)的重要組成部分。雖然2017年版高中課標(biāo)未將科學(xué)本質(zhì)納入素養(yǎng)體系，但在教學(xué)建議中列出了可以教授的科學(xué)本質(zhì)的內(nèi)容。筆者認(rèn)為，讓學(xué)生在探究活動中體會與活動有關(guān)的科學(xué)本質(zhì)內(nèi)涵的某些方面，教師在教學(xué)過程中明確將這些內(nèi)涵表述出來，不失為加深學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)理解的一種有效途徑。筆者曾以探究南瓜種子為例，對“以科學(xué)探究為載體對學(xué)生進(jìn)行科學(xué)本質(zhì)教育”做過分享[2]。

3.5 關(guān)于交流匯報環(huán)節(jié) 在聽課中發(fā)現(xiàn)，有些課缺乏學(xué)生之間的交流匯報；有些課雖然有學(xué)生在說，但學(xué)生是對著教師一個人或?qū)χR頭在說，沒有師生互動和生生互動。

筆者認(rèn)為，對于實驗課來講，交流匯報環(huán)節(jié)至關(guān)重要，有時甚至比實驗本身更重要。科學(xué)具有精確性，清晰地交流是從事科學(xué)工作的基本條件。這也是科學(xué)術(shù)語的運用過程。準(zhǔn)確表達(dá)觀點或?qū)⒂^點表述出來的過程、呈現(xiàn)資料的過程都可以促進(jìn)學(xué)生反省思考并建構(gòu)新的知識，教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生查閱文獻(xiàn)資料，對實驗中出現(xiàn)的異常問題進(jìn)行討論，甚至爭論，借以促進(jìn)學(xué)生深度學(xué)習(xí)。

除了上面提到的幾條，還有一些問題需要注意。例如：多位教師重視了模型方法，讓學(xué)生建構(gòu)數(shù)學(xué)模型，但僅僅是讓學(xué)生畫出一條曲線，對于為何要建立模型、模型的意義等思考不夠，這樣就不能發(fā)揮模型的預(yù)測功能；涉及選修1的實驗，沒有考慮工程生產(chǎn)時的實際問題。另外，筆者也發(fā)現(xiàn)，如果參賽教師所在省份的教研部門比較重視，有教研員的參與并經(jīng)過選拔，那么課的質(zhì)量就非常好；而如果沒有教研員參與或是指定某些教師來參賽的，課的質(zhì)量就相對差一些。這也說明了教研員在一線教學(xué)中的作用不容忽視。