高中生物實驗教學質量監控體系研究與探索

柯強強

（福建省莆田哲理中學，福建莆田 351100）

引 言

以德樹人是現代教育的根本任務，基礎教育的核心素養由能夠終身發展和能夠適應社會發展兩部分來體現，是未來建設者必備的品格和關鍵能力。從課程設置來看，生物是高中課程的重要部分，實驗教學是生物學習的重要組成部分，對培養學生的核心素養起著至關重要的作用。

一、研究培養學生探究能力的實驗教學質量監控體系的意義

在新課程改革浪潮中，我國教育工作者不斷地進行著教學質量評價的研究，尤其是對課堂教學質量評價的研究[1]。很多國家都強調學生親自動手操作在教學中的重要作用，其中英、美、法等許多國家在基礎教育階段將科學探究作為課程的目標。如此一來，生物實驗教學成為提高學生科學探究能力的重要途徑，因此，實驗在基礎教育教學的重要地位是世界基礎教育的共同觀點。

目前，許多大學或學者通過對實驗教學內容、教學方法和管理體制進行改革與研究，構建了一些符合學校自身發展的教學質量監控體系。例如，一些面向應用型學校人才培養的實踐教學質量監控體系、研究型大學創新實驗教學質量監控體系、綜合型開放型實驗教學質量監控體系等。當然，也有不少課改地區的教學科研團隊開始對高中實驗教學研究進行大量的教育實踐，其中不乏對生物實驗教學現狀和教學策略的研究，這就為普通高中生物實驗教學的改革創造了大量實踐依據。

二、基于創新型人才培養的實驗教學質量監控體系的探索

在基礎教育中，傳統的實驗教學體系中實驗課一般多為驗證理論的內容，缺乏綜合性實驗和設計性實驗，教學模式過于單一，實驗教學環節也沒有科學、高效的質量監控體系，不足以培養學生的實驗能力、創新能力和創新精神。生物科學屬于自然科學，綜合性、交叉性強，提高教學質量是教學工作的首位，需要有完善的教學質量監控體系來支撐。只有建立完善的生物實驗教學質量監控體系，才能保障高中生物實驗教學的質量。

（一）莆田市各中學教學教研成果監控流程圖

為了保障高中生物實驗教學的質量，以下為莆田市各中學教學教研成果創設監控流程圖，如圖1所示。

圖1

這是莆田高中創新型人才培養的實驗教學質量監控體系，其中包含兩個核心：一是以學校的教務處實驗課程作為保障，二是將教研室對實驗教學評價的研發成果進行推廣。

（二）對高中生物實驗教學的質量評價構建完善的機制

為了落實高中生物實驗教學，必須構建完善的評價機 制[2]。通過監控流程圖可以發現，該體制對課堂實驗教學從學生自我評價、教師自我評價、教師間互評、實驗教師評價、教務處評價五個方面實施監控，并將評價數據進行整理，得出結果在教學例會上通報，然后進入下一輪循環。實驗教學評價可分為以下六個方面。

第一，教師態度。教師通過導學案檢查學生對實驗的預習情況，在課堂教學中應治學嚴謹，演示規范，能圓滿完成教學任務，并及時評價學生的實驗情況。

第二，學生狀態。學生應在課前預習相關實驗內容，在探究實驗過程中遵循科學性、實踐性原則，同時注重合作、交流和創新。

第三，教學內容。緊扣課程標準的三維目標進行實驗教學，突出知識重點，正確處理難點。在教學過程中，教學內容要結合生物科學新成果，不斷更新和充實實驗教學內容，注重提高學生的規范操作能力，培養良好的實驗習慣、探索精神和創新意識。

第四，教學方法。不同的實驗內容有著不同的探究意義，必須采取不同的教學手段。教師應因材施教，拓展學生的思維，引導他們積極思考，勇于探究。

第五，教師技能與指導。教師應融會貫通實驗的基本原理以及藥品、材料、儀器設備的性能，操作規范，具有示范作用，參與并指導學生的活動過程，糾正和解決活動中發現的問題。

第六，實驗教學的記錄。實驗教學記錄應標準規范，結論科學合理。

三、具有創新型人才培養的實驗教學案例分析

【案例1】低溫誘導植物染色體數目變化實驗改進

第一，對教材實驗的培養條件進行改進。將樣本在4℃左右進行誘導，然后恢復到25℃的常溫培養，培養時間應比實驗材料的細胞周期短。鏡檢結果表明，實驗組有絲分裂指數明顯高于對照組。

第二，對選材進行改進。用大蒜代替洋蔥進行本次實驗。因為大蒜瓣可以生長出較多的根尖，且發根較整齊，同時相同經濟價值的大蒜瓣所產生的根的數目遠遠多于洋蔥；實驗材料準備更為便利，而且也可以降低實驗成本。

第三，對實驗中染色劑進行改進。教材中使用的染色劑是改良苯酚品紅，改良苯酚品紅配制方法復雜、步驟煩瑣，而且改良苯酚品紅具有較強的毒性，易造成環境污染，不宜讓學生在實驗中廣泛使用。通過反復實驗可以發現，可以采用傳統的龍膽紫作為染色劑，其方法是將紫藥水（醫院消毒用品，含5%龍膽紫）稀釋5 倍，配成濃度約1%的龍膽紫溶液。當然，僅用龍膽紫溶液來染色，效果不盡如人意。可在制片過程中，在龍膽紫染色5min 后，滴加1 滴20%CH3COOH 進行分色，3 ～5s 后，用蒸餾水慢慢沖洗3 次。本方法染色效果優于改良苯酚品紅，是一種創新實踐的結果。

本案例是高一下學期中的一個生物分組實驗。經過改進后的實驗，其配制染色劑的步驟簡化，不但節約了藥品用量，而且明顯減少了用水量，縮短了時間，減少了對環境的污染。同時，通過改進后的實驗，學生觀察到的現象更為明顯，成功率較高。

【案例2】探究培養液中酵母種群數量動態變化實驗改進

圖2

第一，對酵母培養方法的選擇。在不同版本的教材中酵母的培養方法是不同的，在人教版中使用的是土豆培養基進行酵母培養，而在浙科版的教材中使用葡萄糖液。讓學生采用不同的方法進行實驗對比發現，使用兩種培養基效果基本相同。通過實驗，學生也能總結出來一些看法，如更傾向于將葡萄糖溶液作為培養基，因為其濃度對實驗結果影響不大，而且葡萄糖溶液操作簡單且環保，若葡萄糖溶液濃度控制在4%～10%，則可以發現種群數量出現先升后降的實驗結果。

第二，在實驗中制作棉塞有一定技巧。可用脫脂紗布代替普通棉花，這樣的棉塞透氣強，不會造成酵母菌的無氧呼吸。在培養過程中要定期從培養箱中取出試管、震蕩，為酵母菌提供必要的氧氣。

第三，學生在實驗過程中用移液管定量轉移溶液的操作難度較大。有一些學生建議在實驗中使用醫用注射器定量轉移溶液，現在的一次性注射器多為滅菌性，避免了細菌污染，防止對容器口部的污染，而且注射器在定量操作方面效果特佳，在推注過程中還能有效地將液體混勻。

本案例通過“探究培養液中酵母菌種群數量的動態變化的實驗活動”（如圖2），從生物角度構建了酵母菌增長的數學模型。實驗本身就是一種探究過程，是一種能力的培養過程，因此，從實驗探究與改進過程中，讓學生更加注重了知識的生成過程和創新發展的過程。

【案例3】調查常見的人類遺傳病實驗改進

圖3

調查報告是實踐活動的重要組成部分，能從側面反映學生對生物知識的理解，也是對社會、生活的一種關注。在以往的調查過程中，一方面，學生作為調查者是弱勢群體；另一方面，被訪者及其家庭對遺傳病調查可能有抵觸情緒，所以，學生的調查僅僅是一種形式。為了保證學生調查工作的順利進行，調查時可由指導教師隨行，通過問卷調查的形式，將調查標題更替成“遺傳性狀”調查（如圖3）。這樣，其調查過程才是真實有效的，其數據處理才具有利用價值。

本案例是一種社會實踐活動，不能用表面形式展開。因此，調查以問卷形式采取無記名填寫，其真實性強，同時，對調查標題進行調整更能讓被調查對象愿意參與調查。這是一種形式上的創新，也是一種實踐能力的提升。

結 語

我們小組基于培養學生探究能力的實驗教學質量監控體系研究與探索仍在前行。當然，在研究過程中仍存在各種各樣的問題，如在質量監測管理過程中，教務處存在一個學期只做一次評價的現象，一些學生、教師對沒有獲取的數據進行主觀臆斷等。倘若每個實驗都進行評價，需要打印的表格較多，會造成財力、物力的浪費。當然，課題組提出，擬與信息技術小組合作開發一款手機小程序，直接通過手機進行評價，進入評價平臺后進行數據匯總。

我們也堅信，在教學實踐中，唯有抓住高中生創新型人才培養的特殊性，不斷總結實驗教學質量監控體系構建理論與實踐，制訂科學、合理、規范可行的實驗教學質量監控體系，才能打造出生物實驗教學質量的全方位監控機制，確保高中生物實驗教學沿著人才培養愿景發展[3]。