“非生物因素對某種動物的影響”一課不同實驗教學(xué)方法效果的比較*

謝 婕 陳禮椿 李 純 江苗怡 龔玉蓮**

（1 廣東第二師范學(xué)院生物與食品工程學(xué)院 廣東廣州 510303 2 外砂華僑中學(xué) 廣東汕頭 515023 3 高普鎮(zhèn)葵坑初級中學(xué) 廣東揭陽 515300 4 懷集縣永固初級中學(xué) 廣東肇慶 526438）

科學(xué)實驗是人們獲取科學(xué)知識、認識世界的重要途徑，實驗教學(xué)是中學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的一種有效的方式?！胺巧镆蛩貙δ撤N動物的影響”是學(xué)生進入初中開始學(xué)習(xí)生物學(xué)所接觸的第1 個實驗活動，該實驗對于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究和實驗?zāi)芰哂兄匾囊饬x。人教版教材將其設(shè)置為探究實驗，由于不同教師處理教材的偏好不一，學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)課并非都是以探究法進行實驗。不同的生物學(xué)實驗教學(xué)方法有各自的目的要求，對學(xué)生學(xué)習(xí)的感受和學(xué)習(xí)成效亦有不同的影響。

為深入了解不同實驗教學(xué)方法對實驗課教學(xué)效果的影響，本文比較了4 種不同實驗教學(xué)方法下“非生物因素對某種動物的影響”一課學(xué)生的學(xué)習(xí)感受和學(xué)習(xí)成效。

1 研究方法

中學(xué)生物學(xué)實驗課根據(jù)操作主體的不同，可分為演示實驗和分組實驗，其中演示實驗可細分為教師演示實驗和學(xué)生示范實驗，分組實驗包含分組驗證實驗和分組探究實驗［1－2］。故本文采用教師演示法、學(xué)生示范法、分組驗證法和分組探究法4 種實驗教學(xué)方法，比較學(xué)生“非生物因素對某種動物的影響”一課的學(xué)習(xí)成效和學(xué)習(xí)感受。

本文主要采用了對比研究的方法，于2017年9月，選定廣東省3 個地市的3 所普通初級中學(xué)：汕頭市外砂華僑中學(xué)、揭陽市高普鎮(zhèn)葵坑初級中學(xué)和肇慶市懷集縣永固初級中學(xué)。每所學(xué)校選取7年級的4 個平行班，分別采用4 種不同實驗教學(xué)方法進行“非生物因素對某種動物的影響”一課的教學(xué)，同一所學(xué)校的課程由同一位教師任教。以上3 所學(xué)校均為當(dāng)?shù)仄胀ㄖ袑W(xué)，12 個班級無重點班、非重點班之分，學(xué)生學(xué)習(xí)水平分布均勻。本輪實驗教學(xué)共有12 個班596 名學(xué)生參加（實際回收有效問卷594 份），接受教師演示法教學(xué)的學(xué)生為149 人，接受學(xué)生示范法教學(xué)的學(xué)生為148 人，接受分組驗證法教學(xué)的學(xué)生為147 人，接受分組探究法教學(xué)的學(xué)生為150 人。

2 研究過程

本研究分為2 個階段，第1 階段是課堂教學(xué)過程，即使用4 種不同實驗教學(xué)方法進行教學(xué)；第2 階段為問卷調(diào)查，在完成課堂教學(xué)過程后，隨即進行一次問卷調(diào)查，問卷包括學(xué)生對實驗課的感受和學(xué)習(xí)成效測試2 個部分。

2.1 4 種實驗教學(xué)方法的課堂教學(xué)過程 本研究以“非生物因素對某種動物的影響”實驗為例，使用4 種實驗教學(xué)方法。該實驗的主題為“溫度變化對金魚呼吸的影響”，教學(xué)實施在3 所學(xué)校同時進行。4 種實驗教學(xué)方法的課堂教學(xué)具體過程與要求如表1所示。

表1 4 種實驗教學(xué)方法的具體過程與要求

2.2 問卷調(diào)查 在完成4 種不同教學(xué)方法的課堂教學(xué)后，進行問卷調(diào)查。問卷包括學(xué)生對實驗課的感受和學(xué)習(xí)成效測試2 個部分。

學(xué)生對實驗課的感受設(shè)置了教學(xué)法偏好、學(xué)習(xí)氛圍、學(xué)習(xí)難度感受、學(xué)習(xí)成就感4 個維度，使用李克特5 級量表的方法（5 分為非常同意，4 分為同意，依次遞減至1 分為非常不同意）。針對學(xué)習(xí)成效，本研究設(shè)置了與本節(jié)課內(nèi)容緊密相關(guān)的基礎(chǔ)題5 道和高難題7 道，用于檢測學(xué)生能否正確理解本節(jié)課所學(xué)概念，能否靈活運用知識解決生活實踐問題。基礎(chǔ)題以直觀選擇題為主，例如“有一種鳥類的生活習(xí)慣是白天休息，夜晚覓食，影響這種習(xí)慣的環(huán)境因素是（ ）：A.陽光B.空氣C.溫度D.水分”。高難題以推理判斷題為主，例如“‘人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開’這個現(xiàn)象說明（ ）：A.土壤對植物的影響B(tài).溫度對植物的影響C.水分對植物的影響D.陽光對植物的影響”。

共發(fā)放問卷596 份，其中有效問卷594 份，有效率為99.66%。采用SPSS 軟件（21.0 版）進行方差分析及顯著性檢驗。

3 4 種實驗教學(xué)方法的效果及分析

3.1 學(xué)生對4 種類型實驗課的滿意度 使用李克特5 級量表測量學(xué)生對4 種類型實驗課的滿意度，如表2所示，表中數(shù)值表示“平均值±標準差”（表3 同），結(jié)果顯示學(xué)生對不同類型實驗課的感受存在差異。

表2 4 種類型實驗課課堂滿意度調(diào)查結(jié)果（單位：分）

根據(jù)表2，學(xué)生對4 種不同類型實驗教學(xué)方法的偏好差異不顯著（P＞0.05）。但數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的趨勢顯示出學(xué)生較為偏好教師演示法和分組驗證法。教師正確演示實驗的過程，有助于學(xué)生理解并接受生物學(xué)實驗，掌握實驗的原理、方法、步驟、結(jié)果與結(jié)論，系統(tǒng)掌握生物學(xué)知識；而分組實驗中教師詳細講解實驗后，學(xué)生按照實驗步驟操作，親自動手能獲得感性認識并鍛煉動手能力，因此更容易得到學(xué)生的喜愛。

4 種不同類型實驗教學(xué)方法的學(xué)習(xí)氛圍差異亦不顯著（P＞0.05）。數(shù)據(jù)顯示的趨勢表明學(xué)生示范法的學(xué)習(xí)氛圍較好，說明同伴的示范學(xué)習(xí)讓學(xué)生感覺親切，學(xué)生在示范的同伴身上看到自己學(xué)習(xí)的投影，更能調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。

學(xué)生對4 種不同類型實驗教學(xué)方法的難度感受差異顯著（P＜0.05）。教師演示法（3.25 分）的難度感受最低，其次分別是分組驗證法和分組探究法，學(xué)生示范法的難度感受最高（3.66 分）。教師演示教學(xué)法讓學(xué)生感覺學(xué)習(xí)難度較低，說明教師正確的實驗演示與詳細講解緊密結(jié)合，能給予學(xué)生正確的印象；教師和學(xué)生可同時進行言語交流和視覺呈現(xiàn)，能幫助學(xué)生加深對知識、原理的認識和理解，使學(xué)生比較容易理解并接受生物學(xué)新知識，降低學(xué)習(xí)難度。

學(xué)生對4 種不同類型實驗教學(xué)方法的學(xué)習(xí)成就感也存在顯著差異（P＜0.05）。以“這節(jié)課教師提的問題我都答對了”等問題檢測學(xué)生學(xué)習(xí)成就感,則以分組探究實驗最強（3.90 分），學(xué)生示范法最弱（3.26 分），說明分組探究的教學(xué)方式，符合學(xué)生認知發(fā)展的規(guī)律。學(xué)生在原有的知識基礎(chǔ)上，從探索中不斷發(fā)現(xiàn)新知識，動手動腦，充分發(fā)揮學(xué)習(xí)積極性；并且小組合作、討論交流,能讓每個學(xué)生都很好地參與,自由發(fā)表意見，這樣的學(xué)習(xí)氛圍，能使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，提升學(xué)習(xí)興趣，學(xué)習(xí)效果更好，學(xué)習(xí)成就感更強。

3.2 學(xué)生學(xué)習(xí)成效測試結(jié)果及分析 學(xué)生學(xué)習(xí)成效測試數(shù)據(jù)如表3所示，結(jié)果顯示不同類型實驗教學(xué)方法下，學(xué)生學(xué)習(xí)的效果存在差異。

表3 4 種實驗教學(xué)法學(xué)生學(xué)習(xí)成效測試結(jié)果

基礎(chǔ)題部分，學(xué)生的正確率都接近80%，各種實驗教學(xué)方法之間的差異不顯著（P＞0.05）。高難題部分，學(xué)生的正確率低于基礎(chǔ)題，各種實驗教學(xué)方法之間呈現(xiàn)顯著差異（P＜0.05）；表現(xiàn)為分組探究法的答題正確率最高（69.61%），其次分別為教師演示法和學(xué)生示范法，分組驗證法的正確率最低（48.30%）。

教師演示法有助于學(xué)生學(xué)習(xí)理解和學(xué)習(xí)成效的提高；學(xué)生示范法屬于同伴示范的作用，能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。然而，教師演示法和學(xué)生示范法都屬于觀察性的“看實驗”，缺少鍛煉動手能力的機會，學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感也相對較弱。分組驗證法是對已知原理的驗證，學(xué)生只要按圖索驥，重復(fù)經(jīng)典實驗的過程，即可得到相似的結(jié)論，但這過程學(xué)生僅能動手體驗經(jīng)典實驗的方法，卻不能更好地發(fā)散思維、培養(yǎng)創(chuàng)新能力。分組探究法強調(diào)在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生自主探究發(fā)現(xiàn)，能很好地鍛煉學(xué)生的復(fù)雜思維能力和實驗探究能力，學(xué)生學(xué)習(xí)成就感強，靈活運用知識能力也較強（高難題正確率高）。

4 4 種實驗教學(xué)方法的思考和建議

本研究通過一節(jié)實驗課的4 種實驗教學(xué)方法對比發(fā)現(xiàn)，與其他3 種實驗教學(xué)方法相比，采用分組探究法教學(xué)，學(xué)生學(xué)習(xí)成就感最高，基礎(chǔ)題和高難題的正確率也最高，且學(xué)生的難度感受、學(xué)習(xí)氛圍和偏好也較好。因此，綜合分析，“非生物因素對某種動物的影響”一課的4 種教學(xué)方法，應(yīng)首選分組探究法。本研究結(jié)果與人教版教材對該實驗的設(shè)置相符合。

生物學(xué)新的課程標準要求學(xué)生要“學(xué)會科學(xué)探究的一般方法，在科學(xué)探究中發(fā)展合作能力、實踐能力和創(chuàng)新能力”［3］。探究實驗法在培養(yǎng)學(xué)生的探究思維、實踐創(chuàng)新能力等綜合能力方面有優(yōu)勢，符合課程標準要求，故探究實驗在實驗教學(xué)中占有較大比重［4］。探究式教學(xué)有助于學(xué)生思維的鍛煉，使學(xué)習(xí)更有成效，并且探究實驗法有利于學(xué)生維持較高的學(xué)習(xí)興趣，持續(xù)學(xué)習(xí)，形成良性循環(huán)。相比探究實驗法，教學(xué)目的較為單一的演示實驗法和驗證實驗法在培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力方面稍顯遜色，故以學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)為出發(fā)點，選擇探究實驗法進行教學(xué)更有優(yōu)勢。

新課程改革賦予實驗教學(xué)更多的功能，更強調(diào)學(xué)生的主動學(xué)習(xí)，體現(xiàn)學(xué)生在實驗課堂的主體地位。實驗教學(xué)不單是知識的學(xué)習(xí)，更多的是激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機，形成探究性思維，注重創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)，鍛煉解決實際問題的能力，形成嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中得到全面的發(fā)展［5］。故教師要盡量多開展實驗教學(xué)，選擇合適的實驗教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生多思考、多動手、多鍛煉。分組探究實驗教學(xué)法不僅能提升學(xué)生的學(xué)習(xí)成就感，還能鍛煉學(xué)生的復(fù)雜思維能力，提升學(xué)習(xí)成效，更值得提倡。

對于“非生物因素對某種動物的影響”一課，本研究認為4 種教學(xué)方法中，分組探究法在提高學(xué)生學(xué)習(xí)成就感和學(xué)習(xí)成效方面效果最佳，但是對于能力及情感態(tài)度價值觀等其他方面尚未研究。此外，本文的結(jié)果來自“非生物因素對某種動物的影響”一課，其他實驗的情況也有待進一步研究。