海南省高中生物學實驗教學城鄉(xiāng)差異探析

杜修全 姜海燕

生物學問題的研究主要是通過實驗來實現的，高中生物學的學習內容也大部分與實驗有關。《普通高中生物學課程標準》提出：組織以探究為特點的主動學習是落實生物學科核心素養(yǎng)的關鍵。教師應該提供更多的機會讓學生親自參與和實踐。然而，目前海南省的高中生物學實驗教學還比較落后，城鄉(xiāng)差異較為明顯。本文通過對海南省高中生物實驗教學現狀進行調查，分析實驗教學城鄉(xiāng)差異的主要原因，并嘗試提出相應的策略與建議，推動新課標下海南省高中生物實驗教學的有效開展。

一、調查對象與方法

本研究采用調查問卷與師生訪談相結合的方法，對海南省城鄉(xiāng)高中生物學實驗教學現狀進行調查。問卷發(fā)放的對象為海南省部分高中學生和生物教師，訪談的對象包括部分學生、生物老師和學校主管教學的領導。調查問卷主要涉及的問題有：生物實驗教學條件、生物實驗開出情況、生物實驗的教學組織形式，對生物實驗教學的重視程度，在生物實驗的教學評價以及影響生物實驗教學的因素。本次調查使用問卷星發(fā)放問卷，并用SPSS24軟件進行數據分析。在回收的問卷中，教師問卷311份，有效率為93.5%;學生問卷回收2432份，有效率為92.1%。

二、結果與分析

1.學校生物實驗教學條件。海南省高中生物實驗教學條件有限，且城區(qū)與鄉(xiāng)鎮(zhèn)學校差異顯著。城區(qū)學校大多配備2～3間實驗室，有專門的準備室、儀器室、標本室等，某些省一級學校如國興中學等還配有專門的顯微互動實驗室。城區(qū)學校實驗室的儀器設備較齊全，除了能夠滿足常規(guī)實驗教學需要外，部分學校還配備了數碼顯微鏡和數字化傳感器等較先進的實驗儀器，便于學生開展定量實驗。然而，不少農村普通高中沒有專門的生物實驗室，超過半數的農村學校實驗室中沒有多媒體教學設備，儀器和試劑配備更是不齊全且很少更新。

在實驗員的配備方面，城區(qū)中學基本都配有實驗員，其中專職實驗員占比62.8%，兼職實驗員占比25.5%;而接近半數的鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農村學校沒有實驗員。在訪談中，我們也了解到，目前海南省各高中學校很少招聘專業(yè)實驗員。大多數學校的實驗員是由課時不滿或無班可教的生物教師來擔任。這些實驗員一般沒有經過專業(yè)的實驗技能培訓，他們只負責準備實驗器材和試劑，基本不參與實驗教學，更不會帶領學生開展實驗探究活動。

2.對生物實驗教學的重視程度。海南省高中學校對生物實驗教學的重視程度普遍不高，課時安排少，實驗開出率低，其中農村中學表現尤為明顯。經調查發(fā)現，隨著新教材新高考改革的推進，城區(qū)中學和鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學均面臨著課時不夠的問題。為了能順利完成考試目標，生物教師在有限的時間內，會選擇優(yōu)先完成理論部分的學習，剩下的時間才會考慮開設部分實驗課。

從開設的實驗課題來看，大多數學校傾向于開設較為簡單的觀察類實驗和驗證性實驗。例如在人教版高中生物學教材必修一的11個實驗中，顯微觀察類實驗的開出率顯著高于探究類實驗，如“用顯微鏡觀察多種多樣的細胞”的開出率為54.3%，而“探究酵母菌的呼吸方式”的開出率僅占7.8%。進一步對數據進行單因素ANOVA分析，發(fā)現實驗課題的開設具有明顯的地區(qū)差異性。以“綠葉中色素的提取與分離”為例，瓊海市高中的實驗開出率為42%，而臨高、樂東等教學薄弱地區(qū)的高中實驗開出率僅為10%左右。

調查中還發(fā)現，學校對生物學實驗教學的重視程度也不相同。海南省大多數學校對生物實驗教學的經費支持都不太充足，特別是農村學校。很多偏遠農村學校的實驗器材不能及時采購，破舊或損壞的器材也得不到及時更新，導致很多生物實驗無法開展。

此外，城鄉(xiāng)學生對生物學實驗價值的認識存在差異。多數鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農村學生的實驗興趣取決于實驗內容;而城區(qū)學校的學生除了考慮是否對實驗有興趣外，還會考慮實驗在提高自身核心素養(yǎng)方面的價值。在訪談中，我們發(fā)現，很多城區(qū)學校每年都組織學生參加科技創(chuàng)新大賽、科學論文評比活動等，夯實學生的理論知識，并引導學生將其應用到生產生活實踐的平臺。某些省一級學校還開設校本課程，對教材的實驗內容進行一定程度的拓展延伸，培養(yǎng)學生的實驗興趣，提高學生的綜合實驗能力。

3.生物實驗的教學組織形式。隨著信息化時代的到來，教學資源日趨豐富，教學方式悄然改變。豐富的網絡視頻代替了枯燥的口頭講授，也解決了演示實驗的弊端。從調查結果來看，53.3%的教師通過視頻讓學生了解相關的實驗內容，16%的老師口頭講解實驗內容，0.4%的老師通過實驗演示。通過進一步分析發(fā)現，不同地域的學校實驗教學組織形式稍有差別。農村學校的教師因設備問題更加傾向于口頭講解實驗內容;城區(qū)學校的教師更善于利用網絡資源，多維度滲透核心素養(yǎng)，如在介紹傳統(tǒng)發(fā)酵技術的應用中，可選用網上的泡菜視頻，讓學生在學習制作泡菜的過程中，感受自然生活之美，感悟傳統(tǒng)文化源遠流長。

4.生物實驗教學的教學評價。評價是日常教學活動中不可或缺的重要環(huán)節(jié)。有效的實驗教學評價既可以激發(fā)學生對生物學實驗的興趣，培養(yǎng)學生的實驗探究能力，又能使教師及時獲得教學反饋，改進實驗教學。從調查結果來看，海南省生物實驗教學評價主要采用課堂觀察+實驗報告（約占調查人數的73.9%）;其次是筆試+操作相結合（約占調查人數的57%）。只進行口頭評價的比例也較高，約占調查人數的43.3%。進一步分析數據可知：城區(qū)與農村學校的生物實驗教學評價方式存在著微弱的差異，表現在鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農村中學還存在教師在實驗課中不作任何評價的現象，各類評價方式盡管在城鄉(xiāng)之間的比例不同，但卡方擬合優(yōu)度檢驗的結果顯示不具有顯著性差異。

通過訪談，我們深入了解到：在海南省高中生物學業(yè)水平考試中，大多學校采用筆試+實驗操作或筆試+實驗報告相結合的方式進行考察實驗技能;而在平時的實驗課堂上，大多數生物老師只是進行簡單的口頭評價或實驗報告評價。由此可見，海南省高中生物實驗教學評價方式較為單一，不利于真實地反映學生的探究能力和思維發(fā)展水平，無法發(fā)揮評價導向性和激勵性的功能。

5.影響生物學實驗教學的主要因素。經調查發(fā)現，學生對生物實驗課不感興趣的主要原因是學校的實驗設備不能滿足實驗需求。這一影響因素在教育薄弱地區(qū)尤為突出，如臨高縣占比高達59%。其次，實驗內容枯燥，操作繁瑣，難度大。該項指標在教育發(fā)達與薄弱地區(qū)、城鄉(xiāng)之間存在顯著性差異。再次，生物教師自身實驗基礎差、實驗研究的時間有限，也是影響生物實驗教學的重要因素。調查結果表明，海南省城區(qū)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)中學的生物學教師都缺少實驗技能的相關培訓，而鄉(xiāng)鎮(zhèn)及農村中學比城區(qū)學校更加缺少合作探究、深入研究教材實驗的氛圍。

三、對策與建議

1.更新實驗教學理念，加大實驗教學投入。各區(qū)域學校要充分認識實驗教學的重要作用，從資金投入、實驗器材與多媒體教學設備的配置、實驗課的安排等方面給予支持。教師要轉變實驗教學理念，在實驗課上多給學生提供主動探究、交流互動的空間和時間。教育較發(fā)達的城區(qū)中學可以考慮開放實驗室，讓學生有機會將探究活動延伸到課外。教育薄弱的農村學校可以嘗試自制簡易實驗設備，改進實驗方法，選擇本地常見的實驗材料來開展實驗;還可以引導學生利用廢舊材料制作環(huán)保模型，降低實驗教學成本。

2.合理規(guī)劃實驗課時，優(yōu)化實驗教學活動。生物教師要深入研究教材的“探究與實踐”活動，精心設計實驗教學方案，合理分配時間，力爭將理論課與實驗課有機結合，讓學生充分體驗科學實驗的一般過程。針對教材中操作繁雜、耗時長、成功率低的實驗，生物老師可以引導學生組建生物興趣小組優(yōu)化實驗方案。對于一些實驗條件達不到、實驗現象不明顯、實驗危險性較高的實驗，可嘗試借助虛擬實驗系統(tǒng)或網絡視頻來完成。

另外，農村學校還可以結合當地特色，因地制宜地開設一些生活化、本土化的實驗活動，讓學生在實踐中體會解決問題的方法，提高學生的科學探究能力。例如，農村學校可以結合當地的種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè)等，組織學生學習種植、養(yǎng)殖相關技術;利用生物園組織學生進行作物栽培實驗，學習土質改良、人工授粉、果實貯存等，讓學生把教材中的理論知識與實踐操作相聯(lián)系，做到學以致用。

3.摒棄單一的教學評價方式，建立實驗教學評價體系。新課標提倡采用多元評價方式，評價方式的選擇應考慮評價目標、評價內容、評價對象和評價現場等實際情況，可采用學生自評和互評、小組評和教師評相結合的形式。對于探究性實驗的評價方式可以嘗試從提出問題、作出假設、設計實驗、實施實驗、得出結論、交流與評價六個方面設置具體的指標，對學生的實驗過程和實驗結果作出客觀的評價。驗證性實驗則可以從學生對實驗原理的掌握情況、藥品和器材的使用情況、實驗操作的規(guī)范性、實驗結果和相關的實驗分析等方面進行綜合考查。在評價過程中還要注意將定性評價與定量評價結合起來，對學生的實驗能力進行全面的綜合評價。

4.加大實驗技能培訓力度，加強實驗員隊伍建設。重視生物教師和實驗員的實驗技能培訓，提升教師的實驗教學素養(yǎng)。相關教育培訓部門可以利用寒暑假，組織部分高中生物教師和實驗員到海南師范大學進行實驗教學技能的短期培訓;也可以定期組織高中生物實驗教學的同課異構活動，為生物教師提供平臺，交流和探討生物實驗教學的思路和方法;還可以邀請外省專家對海南的生物實驗教學進行針對性指導，或是組織部分教師和實驗員到實驗教學開展較好的地區(qū)考察學習等。通過這些途徑提高生物教師和實驗員的實驗教學水平和實驗操作能力，使其盡快適應新改革對生物實驗教學的基本要求。

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（基金項目：本文系海南省教育科學“十三五”規(guī)劃課題“海南省高中生物學實驗教學現狀調查研究”的研究成果，課題編號：QIH201810104）