中學生物學實驗教學的現狀
——基于37節實驗教學說課的觀察和分析

包春瑩

(人民教育出版社生物室 北京 100081)

1 總體情況介紹

“第六屆全國中小學實驗教學說課活動”于2018年11月17～18日在南昌舉行，來自全國22個省、市、自治區的37位教師展示了37節生物學實驗課，包括16節初中課和21節高中課。初中課涉及七年級上冊(8節，以人教版教材的內容順序進行劃分，下同)、七年級下冊(4節)和八年級下冊(4節)的內容。高中課涉及必修1、2、3和選修1、3的分別有10節、2節、3節、3節和1節，另外還有2個為課外拓展實驗。不管是初中課還是高中課，涉及光合作用和呼吸作用的都是比例最高的，如初中有6個，占到總比例近40%；高中涉及光合作用的有4個，有4位老師同時做了“酵母菌的呼吸方式”這一課題。雖然這些課不能完全反映我國實驗教學的實際情況，但能從某些角度反映出基本現狀。

2 優點

總體上，每節課都是一個精心設計、巧妙構思的典型案例，融入了說課教師的智慧，都有供廣大老師學習的地方。總結起來，它們的優點如下。

2.1 能基于核心素養的理念來授課 絕大多數教師都能基于培養學生生物學學科核心素養的理念來設計、實施實驗課。也就是說，教師能從育人的目標出發，讓學生參與從實驗的設計、準備、操作到結果的分析統計等的全過程。這表現在以下幾個方面。

(1) 教學目標的制訂考慮核心素養的要求。很多教師在制訂教學目標時，從《高中生物學課程標準(2017年版)》提出的學科核心素養的四個方面進行設計，雖說有的過于牽強，但總體上體現了一線教師對素養目標的認同。

(2) 在進行教學設計時，能夠融入先進的教育理念以提升學生的素養。例如，近1/3的課都基于STEM或STEAM的理念來設計，并且教學過程也凸顯了這一理念的基本特征： 讓學生在解決真實的問題中學習，以工程設計過程為主導，合作、實踐，結果開放等。

(3) 在教學過程中注意全面提升學生的學科素養。很多教師在注意提升學生對核心概念的深度理解、探究能力、科學思維的同時，也注意培養學生的社會責任感，例如： 在進行有絲分裂實驗時融入過期的藥物應該如何處理等內容。

(4) 在評價時能夠從核心素養的角度來考慮。在對學生進行評價時，不僅僅就涉及的知識進行考核，還關注學生的表現，例如： 當調查完校園中的野生植物時，讓學生通過創作表達感受，并引導學生相互欣賞。

2.2 每節課都有創新 展示的每節課，與相應教材提供的實驗方案相比，都進行了不同程度的創新。表現最突出的是實驗儀器和材料的創新。例如，很多教師使用了較為先進的實驗儀器，如O2/CO2傳感器、恒溫寶、紅外線測溫槍、便攜式酒精檢測儀等；還有些教師引導學生參與自制教具，并利用自制的教具進行教學，如自制了氣孔的模型、運動系統模型、眼球模型、呼吸運動的模型、分光光度計等。創新的另一方面，不是利用最先進的儀器，而是用有限的條件，因陋就簡，使用廢棄的物品進行實驗裝置的拼裝，比較環保。

2.3 能夠積極拓展和開發利用多種課程資源 生物學課程資源不僅影響教師的教學過程和教學方式，也影響學生的學習過程和學習方式。很多教師能夠充分利用現代化技術和信息技術資源，開發課件、微課及多媒體課程資源，拓展學生學習的時間和空間，如課前通過掃二維碼獲得學習資料，在線數據的編輯和提交可供全班學生共享，利用QQ推送實驗數據表格，利用微信群在線保留圖片供隨時交流，利用植物的識別軟件APP等。還有很多教師借助當地大專院校的優勢，運用他們的實驗器材或人力資源來開展實驗，或利用學生的生活資源(飼養動物、種植植物等經歷)等來開展教學。

2.4 注意融入科學方法 在實驗教學過程中，多數教師注重對學生進行科學方法教育。例如，教師引導學生充分利用圖表展示量化的實驗結果，巧妙利用一些軟件進行統計分析；多位教師在教學中融入了模型方法，讓學生建構數學模型；有的教師還凸顯了加法或減法原理的應用等。

2.5 能關注學生在活動中生成的問題 很多教師能關注學生在學習中自然生成的問題，從而引導學生進行深度學習。例如，由植物不同層次葉片顏色的差異想到來探究它們葉綠素組成的差異等。自然生成的問題能引發學生主動學習的愿望，使他們全身心地投入到活動中，培養他們的高階思維。

除此之外，很多教師能夠根據自己的實際教學情況，在深入理解課標、把握教材的基礎上，創造性地使用教材，將教材中的實驗進行不同程度的整合。例如，以百合為實驗材料進行有絲分裂和減數分裂的觀察及矮壯素對生根的影響等實驗，最后還讓學生進行雕刻嘗試，提高了實驗材料的利用率。

3 對一些值得商榷的問題的思考

通過這些課例，筆者也發現了一些值得商榷的問題。

3.1 關于教學目標的制訂 有些教師制訂的教學目標過于寬泛，一條目標在很多課中都可使用，例如“形成環境保護的意識”“形成健康生活的意識”等；有些教師制訂的目標過于牽強，是為了涵蓋課程標準中提的四條核心素養而硬湊的，例如，在觀察氣孔的結構時將“形成環境保護的意識”作為主要教學目標，活動與目標之間有較大距離；有些教師制訂的目標太多，有的甚至有七八條，這在一節課中是很難達成的。

筆者認為，不管是基于三維目標制訂的教學目標還是基于核心素養制訂的教學目標，都應能夠在一節課中達成。要達成教學目標，必須有相關內容支撐；如果沒有，則不要多寫。雖然應該把握教學目標的全面性，但在每節課中，并不是要把課標中提出的核心素養的四個方面都列全，每節課應有側重的方面。也就是說，一節課所能達成的教學目標是有限的，教學目標的表述應具體、明確，切忌寬泛，“不亂丟棄過期藥物”就要比“形成環境保護的意識”更具體、更有指向性，也更能達成。

3.2 關于創新的立足點 每一位教師在說課的時候都會強調創新。但是，有些課的創新是為了創新而“創新”。例如，將本來簡單的實驗設計得很復雜或者過于注重實驗裝置的改進，卻對學生的思維力度沒有一點提升；有的只是換一種當地易得的實驗材料，或者把高中階段的內容移到初中階段來教授；有的只是換用其他版本教材介紹的方法來上課……

筆者認為，實驗教學的創新應該是服務于教學、服務于學生素養的提升，應該關注學生的真實感受，以學生為主體。如果教師花費很多精力，但學生在課上沒有深入參與，筆者認為這都不是針對課堂的創新。

3.3 關于一節課的容量 一些基于STEM或STEAM的課，為了突出工程設計的理念，學生大部分時間都在設計圖紙、改進圖紙；一些并非模型制作的課的重點變成了模型的原理及其制作；關于胚胎工程的實驗，融入了較多關于轉基因的討論。

以上提到的這些其實涉及一個問題： 一節實驗課能夠融入多少東西？雖然公開的實驗說課不同于日常的常規教學，它的受眾不僅僅只是學生，還包括廣大聽課的教師，它應該讓聽課教師有所借鑒，起到示范、引導的作用[1]，但如果把很多應屬于其他范疇較為精彩的內容都拉進一節課里，就顯得不妥了。

例如，色素提取的實驗目的不是讓學生來制作分光光度計；可以用模型來說明眼球成像的原理及近視、遠視的成因，但不該將課的重點變成凸透鏡的成像規律，因為那是物理學的內容；可以用模型來講解氣孔作用的原理，但重點不是該模型的制作原理。還有些自主研發軟件的，可以與其他科目結合或者在校本課堂上進行，在生物學有限的課時里，如果花費很多時間來完成以上內容，其他教學目標的達成肯定會受到影響。

3.4 關于實驗課的價值 大多數教師在說課中都提到了實驗課的價值，如加深學生對核心概念的理解，提升學生的實驗技能、思維技能等。但筆者認為，在此基礎上，還應該融入科學本質教育。科學本質已經被科學教育工作者廣泛地認為是科學素養的重要組成部分。雖然2017年版高中課標未將科學本質納入素養體系，但在教學建議中列出了可以教授的科學本質的內容。筆者認為，讓學生在探究活動中體會與活動有關的科學本質內涵的某些方面，教師在教學過程中明確將這些內涵表述出來，不失為加深學生對科學本質理解的一種有效途徑。筆者曾以探究南瓜種子為例，對“以科學探究為載體對學生進行科學本質教育”做過分享[2]。

3.5 關于交流匯報環節 在聽課中發現，有些課缺乏學生之間的交流匯報；有些課雖然有學生在說，但學生是對著教師一個人或對著鏡頭在說，沒有師生互動和生生互動。

筆者認為，對于實驗課來講，交流匯報環節至關重要，有時甚至比實驗本身更重要。科學具有精確性，清晰地交流是從事科學工作的基本條件。這也是科學術語的運用過程。準確表達觀點或將觀點表述出來的過程、呈現資料的過程都可以促進學生反省思考并建構新的知識，教師應該引導學生查閱文獻資料，對實驗中出現的異常問題進行討論，甚至爭論，借以促進學生深度學習。

除了上面提到的幾條，還有一些問題需要注意。例如：多位教師重視了模型方法，讓學生建構數學模型，但僅僅是讓學生畫出一條曲線，對于為何要建立模型、模型的意義等思考不夠，這樣就不能發揮模型的預測功能；涉及選修1的實驗，沒有考慮工程生產時的實際問題。另外，筆者也發現，如果參賽教師所在省份的教研部門比較重視，有教研員的參與并經過選拔，那么課的質量就非常好；而如果沒有教研員參與或是指定某些教師來參賽的，課的質量就相對差一些。這也說明了教研員在一線教學中的作用不容忽視。