高中生物實驗教學現狀的調查研究

郝琦蕾　李妙娜

摘 要

高中生物實驗對于培養學生動手實踐能力、科學探究能力、創新能力具有重要意義。對山西晉北地區高中學校的生物實驗教學情況進行問卷調查，發現存在的問題有：生物實驗教學不受重視，經費投入較少，實驗教學條件有限，實驗開出率普遍不高；生物課時安排少，影響實驗課的有效開展；多數教師對實驗教學的價值認識不到位，講實驗和演示實驗過多；實驗教學評價多采用書面評價，評價體系不完善；生物教師實驗教學培訓不足，實驗教學能力有待提高等。本文針對性地提出改善生物實驗教學的建議。

關鍵詞

高中生物實驗教學 條件 方法 評價 調查

生物科學是研究生命現象和生命活動規律的科學，是以實驗為基礎的自然科學。中學生物實驗對于培養學生動手實踐能力、科學探究能力、創新能力具有重要意義。新課程理念從“提高學生科學素養”出發，倡導探究性學習，提倡為學生提供更多實驗探究的機會，將實驗教學放到更加突出的地位。高中生物課程標準突出強調了生物實驗教學的重要性。然而理想與現實之間存在著一定的差距，有必要對高中生物實驗教學現狀進行深入的調查研究，以發現實驗教學中普遍存在的問題，探索解決問題的方法與途徑，從而推進中學生物實驗教學改革，促進新課程有效實施。

一、研究對象與方法

研究主要采用問卷調查法，并輔以訪談法和課堂觀察。在查閱文獻資料的基礎上，訪談了三所中學的部分生物教師和分管教學的領導，初步了解了高中生物實驗教學的情況，自編了“高中生物實驗教學現狀教師調查問卷”，請三名生物骨干教師對問卷進行了審閱，根據他們的建議，修改形成了最終的問卷。調查問卷包括以下內容：所調查生物教師的基本情況，學校生物實驗教學條件，生物實驗開出情況，學校對生物實驗教學的重視程度，教師對生物實驗教學的認識，生物實驗教學方法，生物實驗教學評價，影響教師實驗教學的因素等。對山西晉北地區渾源縣、懷仁縣、應縣、山陰縣四個縣八所高中的生物教師進行了問卷調查，調查學校的選取包括普通高中、重點高中，有公辦學校、私立學校各層次的高中學校。從2014年10月～2015年1月，將近三個月的時間，在所調查地區的高中學校搜集實證研究資料，包括教師問卷的發放和回收、部分領導和生物教師的訪談、生物實驗課的課堂觀察等。在調查的八所高中學校，發放生物教師問卷136份，有效問卷124份，有效率為91.2%。使用SPSS統計軟件對數據進行統計。

表1 所調查生物教師基本情況統計表

從表1可見：該地區生物教師中，女性明顯多于男性；教齡處在11～20年的教師最多，占45.2%，其次是教齡在1～10年的教師占到33.9%。結合訪談，了解到該地區比較重視引進青年教師，年輕教師的數量逐年增多。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。被調查地區生物教師的學歷水平較為理想，本科及以上學歷的教師達到了88.7%。但是教師職稱結構不太理想，中教高級教師的比例偏少，僅為16.1%，中教二級教師占54.8%，中教一級教師占24.2%，表明該地區高中生物教師隊伍有待加強。

二、研究結果與分析

1.學校生物實驗教學條件

山西晉北地區被調查的8所高中學校中有7所學校有生物實驗室，有1所學校沒有專門的生物實驗室，其中有2所學校有3個生物實驗室。通過調查可知，一些示范高中，除了實驗室外，還具體分出準備室、標本室、觀察室、儀器室等。相對來說，有3所學校生物實驗室的利用率較高，在生物實驗室較多地開展實驗教學；有1所學校有生物實驗室，但是沒有在生物實驗室開展過任何實驗，有3所學校生物實驗室的利用率也很低，很少在其中開展生物實驗教學。該地區被調查的8所學校中，有2所學校沒有專職實驗員，有6所學校有專職實驗員。有實驗員且為生物專業畢業的占17.7%，53.3%的學校有實驗員但非生物專業畢業，實驗員有其他學科背景或原來是學校后勤人員，表明該地區部分高中學校不重視專職實驗員的配備。

在所調查的學校中，設備齊全并且可以完全滿足生物實驗教學需求的學校占到21.0%，而且這些學校多為示范高中。有29.0%的學校的生物實驗儀器設備比較齊全，基本可以滿足必修實驗的開設需求；還有19.4%的學校儀器設備不齊全，只能滿足開設極少數實驗；甚至有30.6%的學校，實驗設備不能滿足基本實驗需要。訪談了解到，被調查的部分學校已經很長時間沒有更新實驗設備了，一直湊合使用舊的儀器，而且許多藥品和試劑也是和化學實驗共用，還有一些學校的實驗設備雖然有，也僅僅是擺設，做實驗時就在教室簡單操作，幾乎不使用這些設備。

2.學校對生物實驗教學的重視程度

學校對生物實驗教學的支持力度影響著生物實驗教學的質量，通過調查和訪談了解到，許多學校為了提高升學率，對生物實驗教學不夠重視，一味的追求考試成績，忽視實驗對學生能力培養的作用。48.4%的學校認為生物實驗只要做一點就行，讓學生開開眼界放松大腦；還有17.7%的學校認為學生做不做生物實驗都無所謂，按照課標進行實驗要求的學校只有33.9%。另外，就實驗經費而言，對生物實驗充分支持的學校僅占14.5%，一般支持的學校有24.2%，有48.4%的學校只有在應對檢查時才支持，12.9%的學校損耗的實驗儀器以及藥品、試劑得不到及時的補充和更新，原本可以開設的實驗無法正常進行。

3.生物實驗開出情況

從表2可看出，有1所學校實驗的開出率達到71.4%，3所學校實驗的開出率在50.0%左右，2所學校實驗開出率為28.6%，另外2所學校實驗開出率僅為14.3%。

根據調查，一些生物實驗無法開展的原因有：85.5%的教師認為開設生物實驗課太麻煩了，耗費時間精力。實驗課前需要準備材料和用具，學生在實驗前要預習實驗原理及步驟。62.9%的教師認為，即使花費了大量的時間去做實驗，對教學效果也沒多大影響，換句話說，就是不去做實驗，學生書面實驗試題也能取得很好的成績。51.6%的教師認為學校不重視生物實驗，33.9%的教師認為學校的實驗條件薄弱，課程標準上要求的實驗無法開展。

《高中生物課程標準》對生物實驗的功能和作用有準確的表述：生物實驗和其他實踐活動，可以幫助學生更好地理解和掌握相關的知識，促進學生觀察、實驗操作、科學思維、識圖和繪圖、語言表達等方面能力的發展，也能促進學生尊重事實、堅持真理的科學態度的形成。[1]《課標》在能力目標方面提出，學生要能夠正確使用實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、生物學實驗操作、繪圖等技能。[1]從科學探究的角度來講，要求學生能夠客觀地觀察和描述現象，提出問題、辨別變量、作出假設、進行實驗設計、實施實驗、收集和處理數據、得出結論、表達交流等。從生物實驗在生物教學中的重要作用和學生發展的角度來看，學校和教師都應端正認識。學校要盡可能改善生物實驗教學條件，支持教師開足開好實驗；教師要根據實際情況，盡可能采用比較規范的實驗儀器設備完成實驗，條件不具備時，要充分利用當地常見的材料或廢棄材料設計低成本實驗，提高實驗或其他實踐活動的開出率。[1]

4.生物實驗教學方法

表3 生物實驗教學常用的方法

由表3可看出，教師在生物實驗教學中，最常采用口頭講述實驗過程，圍繞高考考點講解的方法；其次是采用多媒體課件給學生演示實驗過程，就重點進行講解；再次是一邊演示實驗，一邊進行講解；排在第四位的是教師組織學生動手實驗；然后是教師讓學生自學實驗內容并完成實驗測試題，教師通過講解實驗試題來達到使學生掌握實驗知識點的目的。可見，在實驗教學中教師多采用講解實驗、演示實驗（課件演示或真實演示）的方式，較少組織學生動手實驗，生物實驗教學的價值沒有得到體現，實驗課的作用大打折扣。

通過調查可知，按照課程標準的要求組織學生進行動手實驗的教師僅占33.9%，在學校組織公開課時開展實驗的教師占35.4%，19.4%的教師在學生臨考前為加深印象、取得高分才開展實驗，11.3%的教師認為重要的實驗才組織學生動手做。學生動手實驗開展較少主要原因是學校不重視和教師對實驗教學認識不到位。

在具體生物實驗教學中，近一半的教師最在意學生實驗操作的規范性，以及能否出現清晰的實驗現象，得到實驗結果。22.6%的教師最在意實驗教學時課堂秩序是否良好，而對學生解決問題能力以及合作探究能力培養最在意的教師僅占16.1%和13.7%。可見，該地區高中生物實驗教學與課程標準的要求有差距，教師對生物實驗在培養學生實踐能力和創新能力方面的作用認識不足。

5.生物實驗教學評價

有效的實驗教學評價不僅能評價學生的實驗知識與技能，還能評價學生的實驗能力、對實驗的態度與科學探究精神，從而使學生正確認識自我，建立自信，激發對實驗的興趣。實驗教學評價能使教師及時獲得教學反饋，發現實驗教學的不足，從而更好地改進實驗教學。

圖1 生物實驗教學評價方式

圖1顯示，實驗報告是教師用來檢測學生實驗情況的主要指標，以此指標進行評價的教師占75.8%，另有54.8%的教師認同采用具體的實驗試題來檢查學生的實驗學習情況，21.0%的教師認同采用對學生實驗操作技能進行考評，認同用開放性實驗作業對學生進行考評的教師占17.7%，不進行考評的教師占到了37.1%。通過訪談了解到大多數教師很贊同進行實驗操作考核，但是認為比較花費時間和精力。由此可見，該地區生物教師實驗教學評價還是比較傾向于書面形式的考核，既簡單又省時，但是這樣對學生實驗技能、實驗態度與習慣以及實驗能力等不能客觀地進行評價，不利于調動學生實驗的積極性，生物實驗教學評價機制需改進。

6.影響教師實驗教學的因素

圖2 影響教師實驗教學的因素

由圖2可看到，影響教師實驗教學的主要因素是培訓機會比較少，然后依次是沒有實驗員協助、教師的課程一般安排得都比較滿、用于實驗教學的時間很少、缺少合作探究氛圍、沒有設備開展實驗、自身實驗基礎差。學校給予教師實驗培訓的機會很少，教師的實驗教學能力達不到新課標的要求。此外，生物教師普遍工作量較大，用于開展生物實驗的時間很少，生物實驗儀器材料用具的準備還需要花費時間精力，且有些學校實驗設備條件差，實驗教學的情況不容樂觀。

三、研究結論與建議

1.研究結論

（1）生物實驗教學不受重視，實驗教學條件有限，實驗開出率普遍不高

上級教育主管部門和學校對生物實驗教學方面的投入普遍較少，學校及教師對高中生物實驗教學的重視程度不夠，他們更看重書面成績，對實驗操作技能和實驗能力的培養不夠重視。一些學校領導為了測評可以達標，只在實驗硬件上投入，不重視生物教師的實驗培訓和專職生物實驗員的配備。1/4的學校沒有專職實驗員，應付檢查或偶爾需要時，就用一些后勤人員臨時充當。有的學校實驗材料不能及時采購，破舊或損壞的器材不能及時更新，很多實驗不能按時開出，影響了實驗教學的正常進行。

（2）生物課時安排少，影響實驗課的有效開展

生物課時少，沒有充足的時間開設實驗。高一年級平均每周生物課時數少的為2節，多的為3節，生物教師在利用有限課時完成教學任務時，優先上理論課，有剩余時間才會開設實驗。多數學校只在上實驗課時，實驗室才開放，實驗室大多數時間都處于閑置狀態，不能充分發揮應有的作用。

（3）多數教師對實驗教學的價值認識不到位，講實驗和演示實驗過多

教師多采用口頭講述實驗過程以及實驗知識，還有部分教師喜歡利用多媒體課件演示實驗；部分教師根本就不組織學生動手實驗，重點講解學生不容易理解的和實驗試卷中的共性問題。在實驗過程中，大多數教師最在意的還是學生的實驗操作是否規范，實驗現象是否明顯，能否得到實驗結果，真正重視學生實驗能力培養的教師很少。

（4）實驗教學評價多采用書面評價，評價體系不完善

該地區生物實驗教學評價制度不完善，教師主要采用實驗報告來檢測學生實驗情況，其次是采用具體的實驗試題來測評，對學生進行具體操作測評的教師僅有21.0%，還有少部分教師對學生實驗不進行評價。

（5）生物教師實驗教學培訓不足，實驗教學能力有待提高

生物教師主要依賴大學本科階段的專業學習以及工作后的自我摸索，開展實驗教學。大多數教師認為影響實驗教學的主要因素是培訓機會太少；其次是教師課程安排較滿，教學任務重；再次是學校和教師本人對實驗教學不夠重視，學校實驗條件有限，且有的學校沒有專職實驗員。生物實驗教學達不到課程標準的要求。

2.建議

（1）更新觀念，重視生物實驗教學，加強探究性實驗

區域教育部門和學校領導首先應該轉變觀念，切實把實驗教學放在重要地位，從資金投入、實驗儀器設備的配置、師資培訓、實驗課的安排等方面給予支持。教師在實驗教學中是主導地位，只有先提高教師的認識，轉變教師觀念，學生才能從教學中受益。教師應認識到生物實驗教學有助于學生鞏固知識、培養多方面的能力并提高學科素養。因此，教師應創造條件開足開好生物實驗，注意加強探究性實驗教學，使學生掌握科學探究的方法，了解體驗科學探究的過程，培養科學探究的一系列能力，從而促進學生的發展。

（2）合理安排生物實驗課，優化實驗教學

第一，合理安排實驗課和理論課的時間比例。教師應按照教學實際，精心設計實驗，將理論課和實驗課有機結合，合理分配時間，從而讓學生充分體驗科學實驗的過程。第二，實驗課實行小班教學。確保班級內每個學生都有獨立參與實驗的機會，有效提高教學質量。第三，為了確保實驗課開足開好，在條件允許的情況下，可以適時開放生物實驗室，充分發揮實驗室的資源優勢。拓展生物課外活動，利用學生的課外時間，保質保量的完成實驗，從而很好地補充和延伸課堂教學。第四，不斷探索實驗方法的改進。針對教材中那些步驟較多、用時較長且操作繁雜和成功率較低的實驗，可以引導學生優化實驗方法，爭取好的效果。第五，充分利用信息技術優化實驗教學。一方面，運用多媒體輔助實驗教學，不僅可節約成本，還降低了實驗的錯誤發生率，同時克服了時間和空間的限制。但是教師在采用多媒體輔助實驗教學時要有選擇，對于一些實驗條件達不到、實驗危險性較高、現象不明顯、不易觀察的實驗，方可用課件等輔助教學，而對于那些能在實驗室操作的實驗，還是要盡量組織學生動手實驗，培養學生的實踐能力。另一方面，利用網絡平臺輔助實驗教學便捷有效，把音、文、圖、動畫等匯于一體，增強實驗課表現力，提高學生學習興趣。

（3）加強生物實驗室建設，開發實驗教學資源

建設合格的實驗室、營造良好的實驗環境是開展生物實驗的前提。高中生物課程標準在實施建議部分提出[4]，學校應逐步完善生物實驗室建設、儀器設備和用具的配置等，保證實驗教學經費的投入。生物教師應創造條件，因地制宜，充分利用本地資源，提高實驗的開出率和教學效率。一方面，優化實驗材料。注重挖掘和利用本地資源來完成實驗；對于那些難買的或價格昂貴的生物材料，可選擇容易找到且現象明顯的材料來替代；可帶領學生制作教具，采集一些動植物標本，利用廢舊材料制作簡易教具。另一方面，資源共享。可整合學校物理或化學實驗室資源為生物實驗教學服務，緩解儀器藥品和設備缺乏的問題。通過多種資源的整合和共享，力求利用有限的資源多開實驗，同時制定嚴格有序的實驗室管理制度加以保障。

（4）改善生物實驗教學評價體系

課程標準中提出，對實驗操作技能的評價可利用實驗操作檢核表等工具，對需要檢核的項目及操作行為要點進行考察并予以記錄。對實驗探究能力的評價，從提出問題、作出假設、設計實驗、實施實驗、得出結論、撰寫實驗報告、交流與反思評價方面，劃分出具體指標，對學生做出具體客觀的評價。根據課標的要求，評價的內容和評價方法應該多樣化、評價主體應多元化。

第一，評價內容多樣化。評價內容不僅聚焦在學生對實驗原理的理解、實驗用具的使用、實驗操作的規范性、實驗報告的書寫和實驗結果能否得出，還應評價學生的實驗態度、實驗習慣、實驗能力以及實驗過程中的言談舉止、合作交流、勇于創新等綜合素質。

第二，評價主體的多元化。改變單一評價，增加多角度、全方位評價：學生自我測評、互評，以及師評生、生評師和師師互評相結合。

第三，評價方法與形式多樣化。評價方法包括定性評價和定量評價相結合、形成性評價和終結性評價相結合，可采用考試、考查、評估等形式，具體可分為：口試、筆試；實際操作、實驗報告、個人實驗記錄、成果展示等，對學生進行全面評價。

（5）加強生物教師隊伍建設

教師應樹立終身學習的理念，不斷加強學習，掌握生物學最新知識，改進實驗教學方法，提高教學水平。學校應注重對生物教師進行全方位的培訓。第一，注重對生物教師實驗教學技能的培訓。組織教師開展實驗教學探究活動，教師實驗操作應規范到位，方法步驟應科學嚴謹。第二，加強信息技術培訓。使教師掌握先進的教學手段，將信息技術與生物實驗教學有效整合，提高實驗教學質量。第三，加強生物實驗員隊伍建設。實驗員應具備生物學背景，實驗技能要過硬，能夠擔任相應的輔助教學和科研工作，實驗員也應參加相關培訓。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準：實驗[S].北京：人民教育出版社，2003.

[作者：郝琦蕾（1968-），女，山西臨汾人，山西師范大學教師教育學院副教授，博士，碩士生導師；李妙娜（1987-），女，山西陽泉人，山西渾源第五中學教師，碩士。]

【責任編輯 郭振玲】