基于核心素養下的高中生物學實驗教學調查研究

王柳媚　王更強

[摘要]本研究主要采用文獻法和問卷調查法，以東莞市高中生物教師為研究對象，對高中生物學實驗教學情況進行實證調查。針對調查中發現的問題，提出相關的建議：繼續加強實驗室的建設和管理力度；助力教師踐行核心本位理念。

[關鍵詞]核心素養；高中生物學；實驗教學；調查；研究

[中圖分類號]G633.91 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2017）23-0073-04

一、研究背景

自教育部于2014年提出“立德樹人”的意見以來，核心素養成為新一輪課程改革的熱詞。“科學探究”是生物學科四大核心素養之一，要求學生能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論。2016年7月，教育部頒布了《普通高中生物學課程標準（修訂稿）》（以下簡稱《新課標》）。生物學課程的價值是讓學生在形成生物學核心素養的同時，能用科學的觀點、知識、思路和方法，面對或解決現實生活中的某些問題。而要實現課程目標，就需要高度關注教學過程中的實踐經歷。“重實踐”強調學生學習的過程是主動參與的過程，教師既要讓學生參與動手活動，又要讓學生積極地融入動腦的環節；通過探究類學習活動或完成工程學任務，加深學生對生物學概念的理解，提升學生應用知識的能力。探究類學習活動中有很大一部分是實驗教學。而本課程標準所說的“實驗教學”是指教師組織學生在生物實驗室和校園內外開展的教學活動，既可以是動手、觀察類的實踐活動，也可以是以問題解決為核心的探究活動。學生核心素養的培養離不開實驗教學。

二、研究意義

當前，我國關于高中生物學實驗教學這一領域的論著和研究文章數量相對較少。筆者整理了232篇關于高中生物學實驗教學的文章，發現多數是作者談論教學經驗及感悟，僅66篇文獻的作者對高中生物學實驗教學做過調查，其中7篇文獻的調查針對廣東地區，但未見對東莞市高中生物學實驗教學情況的調查。

為了更深入地了解東莞市高中生物學實驗教學現狀，本研究運用文獻法和問卷調查法，對東莞市高中生物學實驗教學情況進行調查研究，并對數據進行統計分析，對發現的問題提出相關的建議。調查研究有利于我們了解目前全市高中生物實驗教學的真實情況，有利于培養學生的科學探究能力和核心素養，有利于采用多樣化的、適合的教學方法和手段優化生物學實驗教學，打造高效的生物課堂，有利于實現公立與私立教育的平等。

三、研究設計

（一）被試

本研究以東莞市高中生物教師為主要研究群體，以《新課標》為依據，參閱了康彬、趙娟等撰寫的與生物學實驗教學調研相關的文獻后，編制了《東莞市高中生物學實驗教學調查問卷》。采取分層整群隨機抽樣方法，對東莞市114名高中生物教師進行實證調查。（調查對象中，公立學校教師95名，私立學校教師19名）

本調查，發放問卷114份，回收114份，回收率100%；回收有效問卷114份，有效率100%。使用SPSS22.0軟件和Excel對數據進行統計分析。

調查內容包括：生物實驗室情況，生物教師基本信息及實驗教學法，學生主體性的體現情況，《分子與細胞》和《遺傳與變異》兩個模塊學生實驗開出情況。

（二）研究工具

本研究采用的問卷，經過以下步驟編制完成：首先，進行文獻檢索；其次，進行訪談和開放式調查；最后，進行問卷的預試、修改，最終確定調查問卷。

四、研究結果與討論

（一）生物實驗室情況

1.生物實驗室基本情況

“工欲善其事，必先利其器。”完備的環境是實驗教學順利開展的有力保障。調查數據顯示，除個別學校外，97.37%的學校配有生物專用實驗室（有1至2間的占56.14%，3至4間的占32.46%，5間及以上的占8.77%），42.98%的教師明確肯定本校設有生物探究實驗室。配備專職生物實驗員管理實驗室的學校占74.56%，除5.26%的學校沒有人員管理外，剩余的實驗室均有兼職人員負責實驗準備。這表明大部分學校對于生物學實驗教學的開展相對重視。

通過Pearson相關分析，結果顯示，教師認為實驗室準備的實驗器具和材料符合開展學生實驗教學的要求與該校配備生物實驗室的數量顯著相關，相關系數r=-0.242**，p=0.009%0.01（雙尾檢測）。即在一定范圍內，實驗室數目越多，教師對實驗室準備的滿意度越高。

上海市教育科學研究院的王楓認為，實驗員越來越被看作是教育改革和發展背景下實驗教學的專業支持者。教師對實驗室準備滿意度與實驗員顯著相關（r=0.382**，p=0<0.01）。教師對實驗室的準備情況表示非常滿意和基本滿意的分別占14.91%和54.39%。對于有專職實驗員準備實驗的學校，教師對實驗準備情況表示非常滿意和基本滿意的占16.47%和58.82%。可見，實驗室配有實驗員，雖然提高了教師對實驗室準備的滿意度，但提高幅度仍存在很大的上升空間。

調查發現，教師認為實驗室的準備情況與該校必修1模塊開展的實驗數量顯著相關（r=0.255**，p=0.006<0.01），也與該校在高三再次開展學生實驗的情況顯著相關（r=0.288**，p=0.002<0.01）。可見，實驗室的實驗準備越符合教師的要求，教師越愿意進行更多的學生實驗。

2.實驗室管理情況

面向學生自由開放實驗室，為學生課外探究實驗提供場所，可進一步落實學生生物學核心素養的培養。數據顯示，生物實驗室對學生經常開放的占21.05%，有時開放的占61.40%，從來不開放的占17.54%。實驗室低開放度的狀況，不利于學生課后生物探究實驗的開展。

通過Pearson相關分析，結果顯示，生物實驗室平時對學生的開放程度與教師對實驗室準備的滿意度（r=0.218*，p=0.02<0.01）、教師把教材中的演示實驗改成探究性實驗的情況（r=0.310**，p=0.001<0.01）顯著相關。即實驗室開放度高的學校，教師對實驗室準備相對滿意，這部分教師在教學中更愿意把教材的演示實驗改編成探究性實驗。endprint

據統計，分組實驗每組1～2人的占48.25%，3～4人的占41.23%，5人或以上的占10.53%。總體而言，實驗小組的人數控制在5人以內，屬于小組合作模式，比較合理。

《新課標》提出：在小組合作探究時，教師應兼顧不同發展水平的學生，成員間要分工明確并不時互換角色，使每一成員都有機會擔任不同的角色。目前，按照座次和隨機分組實驗的教師分別占62.28%和28.95%，僅8.77%的教師按照學生的特長進行分組。以座次或隨機分組的方式讓學生進行實驗，在一定程度上束縛了學生特長的發揮，并非實驗安排的最優化。

綜上可知，東莞市實驗室的硬件配備情況相對充足，但實驗室的準備情況以及實驗室的管理仍存在很大的改善空間。

（二）生物教師基本信息及實驗教學法

1.生物教師的基本情況

調查的教師中，教齡處在6～10年的教師最多，占38.60%，其次是教齡在11～15年的教師，占22.81%，教師的教齡結構相對合理。這兩個教齡段的教師處在教育教學知識、能力、經驗等方面積累的黃金時期，并將逐漸成長為教學骨干。

擁有大學本科和碩士研究生學歷的教師分別占82.48%和17.54%，教師的學歷水平比較理想。擁有學士和研究生學位的教師分別占71.05%和19.30%。研究生學位和學歷的差值表明，部分教師進行在職深造獲得了研究生學位。

擁有中高級職稱的教師占65.79%，初級教師占28.95%，職稱結果比較理想。通過Pearson相關分析，結果顯示，教師的職稱與教師的學位（r=0.214*，p=0.022<0.05）、教齡（r=0.246**，p=0.008<0.01）顯著相關。郝琦蕾等認為教師的學歷和職稱是反映其理論水平和教學能力的一種標志。

綜上所述，東莞市的高中生物教師整體素質較高。

2.生物教師的實驗教學觀

針對目前使用的2004版生物教材中的學生實驗數量，教師認為“有點多”的占16.67%，認為“適中”的占63.16%，認為“有點少”的占20.18%。通過Pearson相關分析，結果顯示，目前使用的生物教材中安排的學生實驗數量與教師的教齡顯著相關，相關系數為r=-0.214*，p=0.023<0.05。即教齡越長的教師認為教材安排的實驗數量過多。陳冬梅認為在注重知識和考試的年代，老教師適應和習慣了“灌輸式”教學，并在這種教學中不斷加深和強化這種觀念，教學年限越長，受到的影響越深。

調查中，75.44%的教師認為學生最喜歡的實驗是探究性實驗，當問及在即將實行的新課程教材中，增加了更多的學生探究性實驗的作用是什么時，61.40%的教師認為可以培養學生的各種能力，19.30%的教師認為是增加趣味性，少數教師認為只是教學手段或鞏固基礎知識的方式。這表明教師對探究性實驗在生物教學中的作用比較認可。但在教學過程中，僅7.02%的教師經常把演示實驗改成探究性實驗，68.42%的教師偶爾進行改編。而且僅8.77%的教師會在不具備開設部分探究性實驗的條件時會積極創設條件開展實驗，81.58%的教師偶爾嘗試創設條件開展實驗。可見，教師積極創設探究性實驗條件的行動較少。

教師把教材中的演示實驗改編成探究性實驗的概率與他們在高一高二的學生實驗教學中講解與實驗有關的高考題的頻率顯著相關（r=0.382**，p=0<0.01）。即經常或偶爾把演示實驗改編成探究性實驗的教師，更愿意在平時的實驗教學中滲透高考的知識，為高三生物總復習鋪墊。

教師把教材中的演示實驗改編成探究性實驗的情況與當不具備開設探究性實驗的某些條件時能積極創設的程度（r=0.376**，p=0<0.01）、制作和搜集一些與實驗有關的輔助材料程度的（r=0.256**，p=0.006<0.01）顯著相關。在一定程度上，教師對實驗教學作用的認可度越高，他們越能積極地創造條件開設實驗。因此，在教學活動中要充分發揮教師的意識能動性。

綜上可知，東莞市的高中生物教師普遍對《新課標》加強實驗教學的必要性和探究性實驗的作用持認可態度，但在具體行動中，并未能真正落實。

3.生物教師實驗教學的方法

方法決定效果，合適的實驗教學是培養學生生物學核心素養的有效途徑。調查結果表明，69.30%的教師要求學生進行實驗時，必須嚴格按照教材的步驟進行。即大部分教師比較關注實驗的步驟以及實驗的過程，同時希望實驗能夠成功，而成功的標準是實驗結果要與教材所描述的一致。因此為了保證實驗成功，在學生開始做實驗前，61.40%的教師都會進行實驗操作演示，40.35%的教師經常采用操作模仿式的教學方法進行實驗教學，83.33%的教師認為學生實驗成功的前提是抓好紀律。

通過Pearson相關分析，結果顯示，教師經常采用模仿操作等模仿式教學法與他們要求學生嚴格按照教材上的步驟進行實驗顯著相關（r=0.273**，p=0.003<0.01），與他們在學生開始做實驗前進行實驗演示顯著相關（r=0.189*，p=0.045<0.05），與他們在實驗教學中對學生實驗結果的關注度顯著相關（r=0.273**，p=0.003<0.01）。可見，大部分教師希望學生通過完成教材所呈現實驗以達到掌握實驗內容的目的，明顯受到應試教育的影響，沒能真正理解實驗教學的本質。

《新課標》明確指出：組織以探究為特點的主動學習是落實學生核心素養培養的關鍵。這就意味著教師必須為探究性學習創設情境，鼓勵學生自己觀察、思考、提問，并在提出假設的基礎上進行探究活動方案的設計和實施。調查中，教師在實驗前大部分能做到提前講解和演示實驗步驟，并要求學生提前預習（96.49%的教師要求學生預習實驗），同時要花費相當多的精力和時間用于紀律管理，以便學生在實驗室里能更專心地“操作”。實驗教學過程基本保留傳統模式，至于探究性實驗教學，雖然多數教師持認可態度，但真正落實尚需時日。endprint