基于“輸出為本”的高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)策略探究

【摘要】在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中基于“輸出為本”的理念，在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)上采用新的教學(xué)策略，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作能力、思維能力、實(shí)踐探究能力等方面有所提高，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)效果，讓學(xué)生得到更好的發(fā)展。通過反思實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)策略，使得以后的教學(xué)更有效果。

【關(guān)鍵詞】輸出為本；高中生物學(xué)；實(shí)驗(yàn)實(shí)踐；教學(xué)策略

華南師范大學(xué)王紅教授、張倩博士主張課堂教學(xué)目標(biāo)與價(jià)值要從“輸入為本”轉(zhuǎn)向“輸出為本”，進(jìn)而構(gòu)建“輸出為本”的教學(xué)范式。輸出為本的主要理念：一是扭轉(zhuǎn)以知識輸入為目的的傳統(tǒng)教學(xué)觀，提出“能力輸出是目的，知識輸入是手段”；二是強(qiáng)調(diào)“輸出倒逼輸入”的學(xué)習(xí)流程再造，通過輸出型任務(wù)倒逼學(xué)生開展有目的有意義的自主建構(gòu)式知識輸入；三是重視“以輸出表現(xiàn)評價(jià)輸入質(zhì)量”，要求教師遵循“循證評價(jià)”理念，根據(jù)學(xué)生的輸出行為表現(xiàn)評價(jià)知識輸入質(zhì)量的方法，“輸出”成為教師評判學(xué)生學(xué)習(xí)質(zhì)量的“證據(jù)”，促使教師根據(jù)輸入質(zhì)量及時(shí)調(diào)整教學(xué)實(shí)施，實(shí)現(xiàn)結(jié)果性評價(jià)向全過程評價(jià)轉(zhuǎn)變。

基于“輸出為本”理念，在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中的策略探究主要體現(xiàn)為：在高中生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中以學(xué)生為中心，從原來以學(xué)生知識輸入為本的教學(xué)策略改變?yōu)橐詫W(xué)生學(xué)習(xí)效果及能力提升為目的輸出為本教學(xué)策略，從而更好地落實(shí)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)培養(yǎng)。輸出為本教學(xué)策略主要是在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評價(jià)三個(gè)環(huán)節(jié)上有所改變，使得學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作能力、思維能力、實(shí)踐探究能力等方面有提高，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和效果，使學(xué)生得到更好的發(fā)展。

一、教學(xué)設(shè)計(jì)的策略

第一，根據(jù)教學(xué)目的和學(xué)生的實(shí)驗(yàn)效果做出教學(xué)設(shè)計(jì)。教學(xué)設(shè)計(jì)充分依據(jù)“普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)”核心素養(yǎng)4個(gè)水平緯度，評判在每個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中學(xué)生要到達(dá)的水平標(biāo)準(zhǔn)。例如在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”教學(xué)實(shí)施中，從生命觀念水平一的角度讓學(xué)生認(rèn)識植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)，初步具有物質(zhì)和能量觀。設(shè)計(jì)在導(dǎo)入環(huán)節(jié)演示文稿中展示洋蔥和一些植物，讓學(xué)生聯(lián)系生活辨認(rèn)。再次演示文稿引導(dǎo)學(xué)生討論細(xì)胞結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)。從生命觀念水平二的角度分析溶液濃度高低影響水分滲透，分析簡單情境的物質(zhì)代謝和能量代謝。對比紫色洋蔥鱗片葉表皮細(xì)胞和其它細(xì)胞，引導(dǎo)學(xué)生分析能發(fā)生質(zhì)壁分離的條件。從生命觀念水平三的角度引導(dǎo)學(xué)生對不同植物材料的結(jié)構(gòu)分析，加強(qiáng)學(xué)生對物質(zhì)和能量流動現(xiàn)象的理解。

安排學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)操作，學(xué)生制作臨時(shí)標(biāo)本并使用低倍鏡觀察、高倍鏡觀察標(biāo)本，引導(dǎo)學(xué)生對不同的實(shí)驗(yàn)材料去觀察質(zhì)壁分離和復(fù)原的情況是否一樣，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是否一致。在科學(xué)思維的角度上從水平一考慮引導(dǎo)學(xué)生討論能用滲透作用解釋簡單的細(xì)胞吸水或者失水。在水平二上引導(dǎo)設(shè)計(jì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)作業(yè)能用圖文正確表達(dá)細(xì)胞吸水或者失水。從水平三方面設(shè)計(jì)引導(dǎo)學(xué)生回答問題：在一定的情境中，對可能的結(jié)果或者發(fā)展趨勢做出預(yù)測或者解釋？什么濃度下細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，復(fù)原的條件？從水平四的角度考慮，引導(dǎo)學(xué)生基于事實(shí)與證據(jù)，表明立場。例如換了實(shí)驗(yàn)材料，為什么看不到質(zhì)壁分離？

在科學(xué)探究方面，水平一就要求學(xué)生能夠使用顯微鏡等實(shí)驗(yàn)器具、填寫實(shí)驗(yàn)記錄單。水平二就要求學(xué)生正確使用顯微鏡、能夠記錄分析質(zhì)壁分離與復(fù)原現(xiàn)象，可以合作探究交流。水平三就是要求學(xué)生應(yīng)用多種方法記錄和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。探究新方案，設(shè)置表格、進(jìn)一步對比觀察繪畫、主動探究分工合作并做出科學(xué)術(shù)語實(shí)驗(yàn)報(bào)告。水平四就是要求學(xué)生進(jìn)一步主動查找資料，設(shè)計(jì)新的實(shí)驗(yàn)方案，應(yīng)用數(shù)學(xué)等方法分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，撰寫小論文報(bào)告。

在社會責(zé)任方面，水平一、二要求學(xué)生在做完實(shí)驗(yàn)之后要有環(huán)保意識，愛護(hù)植物。水平三、四是基于生物學(xué)的基本觀點(diǎn)，辨別迷信和偽科學(xué)。例如，給西瓜注射紅藥水銷售說法辨析。

第二，根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)輸出效果增加學(xué)生的實(shí)驗(yàn)反思。學(xué)生在每一次實(shí)驗(yàn)課后需要結(jié)合課堂評價(jià)內(nèi)容開展反思。教師可以根據(jù)在學(xué)生學(xué)習(xí)性評價(jià)過程中的豐富證據(jù)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的不足。教師引導(dǎo)學(xué)生一邊開展實(shí)驗(yàn)實(shí)踐操作一邊完成現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)報(bào)告單，在報(bào)告單上設(shè)計(jì)學(xué)生自己的反思，及時(shí)根據(jù)學(xué)生的學(xué)情調(diào)整教學(xué)。

例如，我校現(xiàn)在的條件是使用單孔顯微鏡。在教學(xué)實(shí)踐當(dāng)中，學(xué)生往往使用高倍鏡的效果比低倍鏡的效果差。我們可以通過學(xué)生的反饋意見去了解學(xué)習(xí)效果，對典型的學(xué)生成功實(shí)驗(yàn)案例給予表揚(yáng)并展示成果。也可以統(tǒng)計(jì)學(xué)生使用低倍鏡、高倍鏡觀看效果，了解整個(gè)輸出效果，調(diào)整教學(xué)的輸入方法手段。

二、教學(xué)實(shí)施的策略

第一，根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，結(jié)合學(xué)校實(shí)情、學(xué)生學(xué)情和社會背景，選擇真實(shí)的生活情境入手，解決相應(yīng)的問題。通過小組討論等方式來培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，從而進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的分析、歸納、批判性等高階思維。例如，在“斑潛蠅對葉片的危害觀察及蟲蛹孵化探究”的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)中，筆者帶著學(xué)校生物興趣小組學(xué)生成員到三亞市天涯區(qū)檳榔村的農(nóng)田開展見習(xí)活動。其中有3名學(xué)生發(fā)現(xiàn)很多農(nóng)作物的葉片都有不同程度被害蟲侵蝕過的痕跡，經(jīng)過尋問菜農(nóng)得知，原來是最令菜農(nóng)頭疼的斑潛蠅造成的。為了達(dá)成學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究輸出效果，筆者從找到斑潛蠅的要求出發(fā)，要求學(xué)生通過討論思考實(shí)驗(yàn)實(shí)踐的預(yù)期結(jié)果來開展。學(xué)生決定田地捕抓，但是很難發(fā)現(xiàn)斑潛蠅。后面改進(jìn)做法用粘板捕抓，有所捕獲。學(xué)生采集有類似地圖痕跡的葉片，帶回實(shí)驗(yàn)室用實(shí)體解剖顯微鏡觀察。要求學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，學(xué)生從農(nóng)田摘取被斑潛蠅啃食過的葉片裝入打針孔的透明塑料盒中，并用濕紙巾包裹住葉柄，保持葉片在一定的時(shí)間內(nèi)有水分，設(shè)置對照組和實(shí)驗(yàn)組，然后觀察葉片上蟲卵的發(fā)育。雖然學(xué)生沒有在塑料盒中觀察到斑潛蠅，但是讓學(xué)生聯(lián)系農(nóng)技師咨詢，學(xué)生從問題解答中在辯證思維方面得到了提升。

第二，在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐活動開展中注意培養(yǎng)學(xué)生觀察、圖表設(shè)計(jì)、測量、數(shù)據(jù)分析處理、撰寫小論文等實(shí)驗(yàn)技能，體現(xiàn)在“做中學(xué)”的效果。例如項(xiàng)目“海南壁虎的形態(tài)觀察及窩卵統(tǒng)計(jì)探究”。在開展熱帶雨林生物學(xué)科學(xué)實(shí)踐活動探究中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)了海南壁虎。教師從海南壁虎是中國特有壁虎，它具有獨(dú)特的遺傳價(jià)值和生態(tài)價(jià)值方面引導(dǎo)感興趣的學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)實(shí)踐探究。基于輸出的目的，引導(dǎo)學(xué)生去觀察海南壁虎的形態(tài)，例如雌雄形態(tài)區(qū)分、壁虎背面和腹面的不同，甚至是壁虎的生態(tài)環(huán)境狀況。引導(dǎo)學(xué)生統(tǒng)計(jì)一定范圍內(nèi)的海南壁虎窩卵數(shù)，學(xué)生自己設(shè)計(jì)表格，用數(shù)據(jù)預(yù)測壁虎的種群變化。在實(shí)驗(yàn)探究結(jié)束之后，學(xué)生自己撰寫成果小論文，教師給予一定的指導(dǎo)。

三、教學(xué)評價(jià)的策略

第一，做出教師課堂觀察評價(jià)（見表1），從學(xué)生的學(xué)習(xí)效果調(diào)整教學(xué)輸入行為。

第二，通過學(xué)生的評價(jià)（例如實(shí)驗(yàn)課“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”，見下頁表2。

第三，通過學(xué)生的“海南省中學(xué)生綜合素質(zhì)評價(jià)管理系統(tǒng)”中實(shí)踐活動研究性學(xué)習(xí)學(xué)分狀況反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果及教學(xué)效果。通過對實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生開展輸出為本的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)，經(jīng)過一個(gè)學(xué)期之后，學(xué)生主動在“海南省中學(xué)生綜合素質(zhì)評價(jià)管理系統(tǒng)”上提交活動體會或者小論文，還有相關(guān)的課外活動相片。提交的學(xué)生人數(shù)及成果質(zhì)量要比對照班的高。

第四，通過階段性的考試中實(shí)驗(yàn)題測評成績反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。在2023年10月6日的高一月考中，生物學(xué)考題的第20題為涉及到《檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)》實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，考試前學(xué)生們已經(jīng)做了分組實(shí)驗(yàn)。兩個(gè)中考升學(xué)成績接近的平行班學(xué)生考試結(jié)果如下表3：

結(jié)果說明本次考試實(shí)驗(yàn)班的學(xué)生對實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的記憶、理解甚至是應(yīng)用方面高于對照班。但是不足的是樣本還不夠，還需要在后續(xù)的不同的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目考試成績中統(tǒng)計(jì)比較，并設(shè)計(jì)一定的實(shí)驗(yàn)專題來測試。

第五，通過對學(xué)生參加活動之后提交的體會閱讀，進(jìn)一步了解學(xué)生對實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)活動的態(tài)度效果。例如，對開展項(xiàng)目“三種不同生態(tài)系統(tǒng)的土壤養(yǎng)分與微生物分解作用探究”的同學(xué)活動體會摘錄如下：“我認(rèn)為參加活動對生物學(xué)學(xué)習(xí)效果是有幫助的。吊羅山國家公園的生物學(xué)實(shí)踐活動極大激發(fā)了我探索大自然的興趣，我聯(lián)系課本知識對熱帶雨林生態(tài)系統(tǒng)中的微生物產(chǎn)生了極大的興趣，這么渺小的生物是如何在龐大的生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮作用的？在其它系統(tǒng)里微生物作用又如何？于是我在老師預(yù)期達(dá)到成果的指導(dǎo)下在不同生態(tài)系統(tǒng)取樣，在熱帶海洋學(xué)院在專家指導(dǎo)下對土壤中的有機(jī)物成分做了檢驗(yàn)，然后又在學(xué)校做了不同生態(tài)系統(tǒng)土壤中微生物對有機(jī)物分解能力的實(shí)驗(yàn)。自己撰寫論文報(bào)告，參加了本屆的青少年科技創(chuàng)新大賽，榮獲省級青少年科技創(chuàng)新獎。在這次活動中收獲了許多美好的回憶，讓我知道探究真理的過程不只有汗水和心酸還有樂趣和收獲。”

再例如，對開展項(xiàng)目“海南壁虎的形態(tài)觀察及窩卵統(tǒng)計(jì)探究”活動的學(xué)生體會摘錄如下：“論文成果在參加省級青少年創(chuàng)新大賽答辯的時(shí)候我很緊張，對評委們的表揚(yáng)肯定我很開心。通過這次探究不僅提高了我的寫作能力、實(shí)驗(yàn)的分析能力和觀察能力，也提高了我的溝通能力和語言組織能力。參加比賽時(shí)我在展覽廳四處觀看其他選手的答辯展板，讓我有機(jī)會結(jié)交了許多在科技方面感興趣的朋友。這次活動讓我的高中生活有了全新的、不一樣的體驗(yàn)，也讓我懂得了生命的偉大。”

四、開展應(yīng)用“輸出為本”實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)策略的反思

一是教學(xué)策略還要考慮在不同學(xué)校使用時(shí)的變化。我校是省一級學(xué)校，相對于很多學(xué)校來說學(xué)生基礎(chǔ)、學(xué)校實(shí)驗(yàn)室條件、教師素養(yǎng)水平要好一些。在不同的地方和學(xué)校教學(xué)策略修訂值得進(jìn)一步去探索。

二是教學(xué)策略案例需要更多的積累，這樣才能更好的提煉成果及推廣。對相應(yīng)教學(xué)輸出效果的評價(jià)一定要多方面綜合性的評價(jià)。

三是要重視技術(shù)賦能作用，也就是要考慮使用合適的現(xiàn)代教育技術(shù)，使用數(shù)據(jù)來幫助分析教學(xué)輸出的效果，得到更加科學(xué)的評價(jià)。

四是培養(yǎng)的對象是學(xué)生，學(xué)生有一個(gè)持續(xù)性成長過程，教師后續(xù)與學(xué)生的交流反饋可以調(diào)整教師的教學(xué)策略方法，以期得到更好的教學(xué)效果。

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（基金項(xiàng)目：本文系海南省教育科學(xué)規(guī)劃2023年度立項(xiàng)課題“基于‘輸出為本’的高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)踐教學(xué)策略探究”的研究成果，課題編號為QJY20231076）