生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程與高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)有機(jī)融合研究

袁娟娟，王麗虹，朱天順

（棗莊學(xué)院，山東棗莊 277160）

高中生物學(xué)課程以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和科學(xué)思維等[1]。2017年新修訂的《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》聚焦生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)，因此，迫切需要提升教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力[2-3]。高校師范教育是建立在高中教育階段之上的高等教育，師范類專業(yè)認(rèn)證指南中提出促進(jìn)師范生基本素養(yǎng)的形成和發(fā)展，要引入中學(xué)課程改革和教育研究最新成果等。因此，研究生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程和高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的比較與銜接是現(xiàn)實(shí)所需，同時(shí)也是生物科學(xué)專業(yè)師范類專業(yè)認(rèn)證過程中對(duì)專業(yè)課程與教學(xué)進(jìn)行改革的必然要求。

一、高校生物科學(xué)專業(yè)與高中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比較分析

（一）研究內(nèi)容

本研究選取人教版高中生物《分子與細(xì)胞》《遺傳與進(jìn)化》《穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)》《生物與環(huán)境》和《生物技術(shù)與工程》五本教材和高校生物科學(xué)專業(yè)使用專業(yè)課實(shí)驗(yàn)課程教材，如《植物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（王幼芳等，第二版）、《動(dòng)物生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（黃詩箋等，第四版）、《植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》（侯福林，第三版）、《人體解剖生理學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》（艾洪濱，第二版）、《生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》（劉箭，第四版）、《遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)教程》（郭善利等，第二版）、《微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（辛明秀等，第三版）和《基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》（婁安如等，第二版）為研究對(duì)象，就教學(xué)內(nèi)容的銜接進(jìn)行整理分析，從而提出有效銜接策略。

（二）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比較分析

高中生物實(shí)驗(yàn)數(shù)量多且類型多樣，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的主要方法，本研究將高中生物實(shí)驗(yàn)劃分為顯微觀察類、方法設(shè)計(jì)類、調(diào)查實(shí)踐類和模擬模型類四種類型進(jìn)行對(duì)比（表1），綜合比較分析生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程和高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)銜接情況[4]。

表1 高中實(shí)驗(yàn)與生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容比較分析

1.顯微觀察類實(shí)驗(yàn)分析

顯微觀察法是中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)重要的操作技能，高中階段要求學(xué)生能夠掌握高倍顯微鏡的使用方法，且能夠觀察細(xì)微的物質(zhì)；而大學(xué)要求學(xué)生能夠熟練使用光學(xué)顯微鏡和數(shù)碼互動(dòng)顯微鏡等多種形式的顯微鏡進(jìn)行觀察。通過對(duì)比分析，高中顯微觀察類實(shí)驗(yàn)與生物科學(xué)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教材有8處銜接（表1），涉及動(dòng)物生物學(xué)、植物學(xué)、遺傳學(xué)和微生物學(xué)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

2.方法設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)分析

方法設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)更加偏重于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。高中階段要求學(xué)生能夠通過閱讀參考案例，自主制訂方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，從而鞏固和深化所學(xué)知識(shí)；大學(xué)的創(chuàng)新能力要求較高，學(xué)生自行查閱文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、準(zhǔn)備和實(shí)施實(shí)驗(yàn)，著重提高學(xué)生創(chuàng)新能力和科研意識(shí)等綜合素質(zhì)。通過對(duì)比分析，高中方法設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)與生物科學(xué)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教材銜接較多，共有13處（表1），涉及植物學(xué)、植物生理學(xué)、生物化學(xué)、遺傳學(xué)和微生物學(xué)多個(gè)學(xué)科的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

3.調(diào)查實(shí)踐類實(shí)驗(yàn)分析

調(diào)查實(shí)踐類實(shí)驗(yàn)偏重發(fā)展學(xué)生的實(shí)踐探索能力，培養(yǎng)學(xué)生從社會(huì)中獲取及處理信息的能力。高中階段學(xué)生基于列表的方法制訂研究計(jì)劃、收集和分析數(shù)據(jù)、撰寫報(bào)告及交流討論結(jié)果，注重強(qiáng)調(diào)與生活的聯(lián)系；大學(xué)的調(diào)查實(shí)踐類的實(shí)驗(yàn)重視理論基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)操作和分析的科學(xué)性。調(diào)查實(shí)踐類實(shí)驗(yàn)與生物科學(xué)專業(yè)課程實(shí)驗(yàn)教材銜接較少，僅“生物與環(huán)境”和“基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)”有2個(gè)實(shí)驗(yàn)（表1）。

4.模擬模型類實(shí)驗(yàn)分析

模擬模型類實(shí)驗(yàn)更加偏重于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。高中階段重視培養(yǎng)學(xué)生比較、分析和想象等方面的科學(xué)思維能力，要求所建立的模型更具有科學(xué)性和準(zhǔn)確性。大學(xué)的模型模擬類實(shí)驗(yàn)側(cè)重于理論，主要是模型分析或者是陳述經(jīng)驗(yàn)，學(xué)生的主體作用在一定程度上弱化。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，僅“遺傳與進(jìn)化”和“遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)”有2個(gè)模擬模型類實(shí)驗(yàn)的銜接（表1）。

二、高校生物科學(xué)專業(yè)與高中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融合策略和建議

基于以上綜合比較分析并結(jié)合在實(shí)踐教學(xué)中的經(jīng)驗(yàn)，提出生物科學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程與高中實(shí)驗(yàn)融合的策略和建議，強(qiáng)化二者之間的銜接，同時(shí)對(duì)生物科學(xué)專業(yè)的教學(xué)改革和師范生實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能的培養(yǎng)具有一定的參考價(jià)值。

（一）高校生物科學(xué)專業(yè)與高中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融合策略

1.顯微觀察類實(shí)驗(yàn)

通過對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)大學(xué)對(duì)顯微操作技能的要求比高中階段高，高考后學(xué)生對(duì)顯微鏡操作要點(diǎn)忘記較多，因此大學(xué)首次進(jìn)行顯微觀察類實(shí)驗(yàn)時(shí)要做好銜接工作。首先，學(xué)生可以自主構(gòu)建顯微觀察的知識(shí)體系的思維導(dǎo)圖，理清顯微鏡觀察步驟和玻片的制作方法，以此為銜接點(diǎn)過渡到新課的學(xué)習(xí)；其次，在學(xué)生進(jìn)行顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)中，教師及時(shí)對(duì)操作難點(diǎn)給予指導(dǎo)，糾正錯(cuò)誤操作；最后，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果及時(shí)進(jìn)行評(píng)價(jià)[5]。同時(shí)，教師鼓勵(lì)師范生參與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中，增強(qiáng)其對(duì)實(shí)驗(yàn)的了解，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的組織能力。

2.方法設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)

方法設(shè)計(jì)類實(shí)驗(yàn)中大學(xué)比高中階段的要求更加深入，自主探究程度更高，在大學(xué)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)前，教師可針對(duì)教材的內(nèi)容和學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，找到合適的切入點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生建立新舊方法之間的聯(lián)系，在此基礎(chǔ)上發(fā)展和深化學(xué)生的思維框架和探究能力。同時(shí)，教師積極引導(dǎo)學(xué)生能夠用生物專業(yè)語言表達(dá)和交流實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果，促進(jìn)學(xué)生提升表達(dá)能力和課堂駕馭能力。

3.調(diào)查實(shí)踐類實(shí)驗(yàn)

與大學(xué)調(diào)查實(shí)踐實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)性不同，高中生物實(shí)驗(yàn)更加強(qiáng)調(diào)與生活的聯(lián)系，學(xué)生在解決實(shí)際問題的過程中加深對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解。因此，大學(xué)教師要加強(qiáng)調(diào)查實(shí)踐項(xiàng)目與學(xué)生生活實(shí)際、自然和社會(huì)的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生實(shí)驗(yàn)的興趣。同時(shí)，教學(xué)中找到合適的切入點(diǎn)和學(xué)生高中已有的調(diào)查實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行銜接，引導(dǎo)學(xué)生深入思考、改進(jìn)方案，形成理性認(rèn)識(shí)，注重培養(yǎng)其科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，并及時(shí)做好評(píng)價(jià)、反思和提升。

4.模擬模型類實(shí)驗(yàn)

基于模擬模型類實(shí)驗(yàn)耗時(shí)較長，且大學(xué)課堂學(xué)生主體作用弱化的特點(diǎn)。大學(xué)模擬模型類實(shí)驗(yàn)可借助信息技術(shù)，學(xué)生課前通過NOBOOK等虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)建模擬模型，從而與高中課堂有效銜接，課上教師指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)并實(shí)施，師生共同探討，逐步完善方案。同時(shí)，教師可依據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)中的薄弱點(diǎn)，開展有針對(duì)性的教學(xué)引導(dǎo)，有助于學(xué)生分享不同的模擬模型方案，提升學(xué)生的科學(xué)思維能力和團(tuán)隊(duì)合作能力。

（二）高校生物科學(xué)專業(yè)與高中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容融合建議

1.專業(yè)課程內(nèi)容與高中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的有機(jī)融合與滲透

首先，深入挖掘大學(xué)教材，整合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，生物科學(xué)（師范）專業(yè)不同課程之間的實(shí)驗(yàn)要統(tǒng)籌規(guī)劃、科學(xué)安排，增加實(shí)驗(yàn)的廣度和深度，讓學(xué)生能夠?qū)W習(xí)到更多的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)手段。其次，生物科學(xué)（師范）專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程大綱內(nèi)設(shè)置“與中學(xué)的銜接點(diǎn)”，增強(qiáng)大學(xué)教師對(duì)高中生物實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的了解，找到合適的切入點(diǎn)。在進(jìn)行授課時(shí)即可針對(duì)具體的內(nèi)容，滲透高中實(shí)驗(yàn)知識(shí)，減少梯度，引導(dǎo)學(xué)生由“舊知”探“新知”，從而提高課堂效率，實(shí)現(xiàn)大學(xué)和高中實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的有效銜接。

2.更新實(shí)驗(yàn)課程評(píng)價(jià)模式，增強(qiáng)學(xué)生主體意識(shí)

當(dāng)前高校實(shí)驗(yàn)課程教師是唯一的評(píng)價(jià)主體，多以實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)驗(yàn)報(bào)告成績?yōu)橹鳎⒅貙?shí)驗(yàn)結(jié)果，忽視實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生的創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力被忽視，導(dǎo)致學(xué)生實(shí)驗(yàn)課主動(dòng)性不強(qiáng)。因此，需要多元化的實(shí)驗(yàn)課程的評(píng)價(jià)方式。教師在實(shí)驗(yàn)過程中將形成性評(píng)價(jià)與終結(jié)性評(píng)價(jià)相結(jié)合，構(gòu)建實(shí)驗(yàn)過程的評(píng)價(jià)體系，關(guān)注學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的預(yù)習(xí)、實(shí)驗(yàn)操作過程和課后反思等。同時(shí)，引入學(xué)生的自我評(píng)價(jià)和小組評(píng)價(jià)體系，引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的學(xué)習(xí)方法，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體意識(shí)。

3.生物科學(xué)專業(yè)開設(shè)“中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”課程

“中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究”提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)基本操作、實(shí)驗(yàn)管理和優(yōu)化能力，加深對(duì)中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)理論的理解，適應(yīng)“新課程”要求。教學(xué)內(nèi)容要結(jié)合中學(xué)一線實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐，融入與實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革和教育研究最新成果，與基礎(chǔ)教育和學(xué)科研究前沿對(duì)接。同時(shí)，教師可以組織師范生參與實(shí)驗(yàn)課程的準(zhǔn)備工作，并在課堂上鼓勵(lì)學(xué)生能夠用學(xué)術(shù)性的語言進(jìn)行實(shí)驗(yàn)講解和交流，全面提升師范生的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能力。