高師生物專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力及其提升策略

顧　勇,王衛(wèi)東,張潤鋒

(湖北師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,湖北 黃石　435002)

高師生物專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力及其提升策略

顧勇,王衛(wèi)東,張潤鋒

(湖北師范學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院,湖北 黃石435002)

摘要：生物新課程突出了實驗教學(xué)，對教師的實驗教學(xué)知識與能力提出了更高要求。針對生物課程標(biāo)準(zhǔn)討論了高師生物專業(yè)學(xué)生應(yīng)具備的實驗知識與能力、實驗教學(xué)知識與能力。以教師教育課程標(biāo)準(zhǔn)為背景，從優(yōu)化生物實驗課程設(shè)置并改革生物實驗教學(xué)模式、設(shè)置《中學(xué)生物實驗及實驗教學(xué)》課程、加強與中學(xué)的互動三個方面討論了提升師范生生物實驗教學(xué)知識與能力的策略。

關(guān)鍵詞：師范生;生物實驗教學(xué)知識與能力;提升;策略

中圖分類號：G40

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2714(2015)04- 0104- 04

doi:10.3969/j.issn.1009-2714.2015.04.020

收稿日期：2015—06—30

基金項目：湖北省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃課題(2014B112);湖北省教育廳教學(xué)研究項目(SJ201202);湖北師范學(xué)院教育學(xué)重點學(xué)科專項招標(biāo)課題。

作者簡介：顧勇(1966—)，男，湖北蘄春人，副教授，從事動物學(xué)教研及中學(xué)生物課程研究工作。

1問題的提出

生物學(xué)實驗對于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，加深理解生物學(xué)的基礎(chǔ)知識或直接獲取生物學(xué)知識，掌握生物學(xué)實驗的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生的觀察思考、動手等能力，都有重要作用[1]。在生物新課程中，實驗教學(xué)改革力度特別大：不僅實驗數(shù)目大幅增加，而且問題探討、探究、資料分析、課外制作等也常以實驗形式出現(xiàn)。從某種意義上說，實驗教學(xué)已成為中學(xué)生物課程改革成敗的關(guān)鍵因素之一，能否將概念理論教學(xué)與實驗有機結(jié)合是區(qū)分生物教師是在沿襲傳統(tǒng)模式教學(xué)還是在實施新課改的重要依據(jù)。生物新課程對教師的實驗教學(xué)知識與能力提出了更高、更全面的要求。但調(diào)查結(jié)果顯示：學(xué)生對教師實驗技能的評價中，認(rèn)為“很好”的僅為40%，“一般”的為39%[2]；僅有22.5%的教師認(rèn)為自己的實驗操作技能很好，有45.1%的教師認(rèn)為自己的實驗操作技能不足[3]；多數(shù)教師仍以傳統(tǒng)的教學(xué)方式為主，“教學(xué)方式比較單一，學(xué)生動手實踐的機會比較少”[4]?！督逃?guī)劃綱要》提出 “嚴(yán)格教師資質(zhì)，提升教師素質(zhì)，努力造就一支師德高尚、業(yè)務(wù)精湛、結(jié)構(gòu)合理、充滿活力的高素質(zhì)專業(yè)化教師隊伍”[5]，而相當(dāng)部分中學(xué)生物教師的實驗?zāi)芰εc實驗教學(xué)素養(yǎng)與此對照，無論是知識結(jié)構(gòu)的合理性、能力結(jié)構(gòu)的完善性，還是教學(xué)方法和手段的先進性，都存在著一定差距。

加快高師生物專業(yè)的課程與教學(xué)改革，有效提升生物專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力，對培養(yǎng)符合新課改要求的中學(xué)生物教師來說十分必要。

2高師生物專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力

在生物學(xué)研究中，實驗是指為檢驗假設(shè)或?qū)ふ姨囟▎栴}答案而進行的收集數(shù)據(jù)的活動。中學(xué)生

物學(xué)實驗是指學(xué)生在學(xué)校的實驗室或教室中使用多種工具、器材和設(shè)備所完成的觀察、驗證和探究等各種動手的活動[1]。在《高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》中，課程具體目標(biāo)的能力維度對學(xué)生的實驗?zāi)芰Φ囊鬄椋耗軌蛘_使用一般的實驗器具，掌握采集和處理實驗材料、進行生物學(xué)實驗的操作、生物繪圖等技能；發(fā)展科學(xué)探究能力，包括初步學(xué)會客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象，確認(rèn)變量，作出假設(shè)和預(yù)期，設(shè)計可行的實驗方案，實施實驗方案，收集證據(jù)，利用數(shù)學(xué)方法處理、解釋數(shù)據(jù)，根據(jù)證據(jù)做出合理判斷，用準(zhǔn)確的術(shù)語、圖表介紹研究方法和結(jié)果，闡明觀點等[6]。作為課程將來的主導(dǎo)者，高師生物專業(yè)學(xué)生必須在具備較強實驗?zāi)芰εc良好實驗素養(yǎng)的基礎(chǔ)上，掌握一定的實驗教學(xué)理論知識，具備一定的實驗教學(xué)能力。

2.1　生物實驗?zāi)芰εc素養(yǎng)

扎實的生物實驗基本知識，熟練的動手操作能力和良好的實驗素養(yǎng)是生物實驗教學(xué)的基礎(chǔ)，具體應(yīng)包括以下方面的能力與素養(yǎng)：

2.1.1實驗規(guī)范操作包括：使用常規(guī)實驗儀器(如分光光度計、離心機、生化培養(yǎng)箱、滅菌設(shè)備、生理記錄儀等)、各類顯微鏡、解剖器材的技能；常用生物試劑配制、保管、使用技能；合理采集、培養(yǎng)、處理實驗材料的技能，各類動植物標(biāo)本采集與制作、野外考察實習(xí)(如觀鳥)的一般技能；生物繪圖技能；生物實驗記錄技能；基本的實驗儀器養(yǎng)護維修技能等。

2.1.2實驗的觀察、分析、結(jié)論即細(xì)致觀察生物學(xué)實驗過程中出現(xiàn)的現(xiàn)象，用生物學(xué)語言對現(xiàn)象加以描述，對現(xiàn)象的出現(xiàn)給予符合生物學(xué)原理的分析解釋，最終科學(xué)界定實驗結(jié)論的知識與能力。

2.1.3良好的實驗習(xí)慣即實驗前良好的準(zhǔn)備工作，包括通過查閱資料弄透實驗原理、確定實驗方案、熟悉儀器設(shè)備使用、配制實驗藥劑、預(yù)判實驗現(xiàn)象與結(jié)果；實驗中規(guī)范而有條理的操作、對實驗現(xiàn)象實事求是的描述記錄、分析和及時處理實驗偶發(fā)狀況；實驗后實驗儀器的復(fù)原、實驗室的清潔、高質(zhì)量及時完成實驗報告等。

2.1.4實驗設(shè)計即依據(jù)一定的生物學(xué)原理，利用既有實驗條件，合理選用實驗材料，科學(xué)設(shè)計實驗方案，以滿足探究一定問題需要的知識與能力。

2.1.5運用實驗解決實際問題如能靈活運用實驗知識解決生活中的實際問題，就能更直接讓學(xué)生感受到知識的力量，激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情。運用實驗解決實際問題是未來教師向?qū)W生展現(xiàn)生物學(xué)學(xué)科魅力的最直接有效的手段。

2.2　生物專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力

生物學(xué)實驗教學(xué)知識與能力應(yīng)該包括把握實驗教學(xué)節(jié)點、組織實施實驗教學(xué)、經(jīng)典實驗講解、實驗教學(xué)評價、開發(fā)校本實驗、實驗教學(xué)研究等方面。

2.2.1把握實驗教學(xué)節(jié)點這是教師依據(jù)專業(yè)知識和教育理論，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗，根據(jù)內(nèi)容需要和學(xué)生的認(rèn)知心理特點安排實驗教學(xué)內(nèi)容，將實驗過程和學(xué)生的生物學(xué)理論學(xué)習(xí)過程統(tǒng)一起來，以最大限度調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性的過程，是追求有效教學(xué)、有趣教學(xué)的過程。

2.2.2組織實施實驗教學(xué)很多中學(xué)沒有專職實驗教師，教師要精心準(zhǔn)備學(xué)生實驗所需要的一切，包括獲取或培養(yǎng)實驗材料、配制藥劑、檢修實驗儀器，并做好預(yù)備實驗。由于很多中學(xué)實行大班教學(xué)，一個班一般在四十人以上，而上課的教師只有一人，且上課時間有限，組織不好，很難完成教學(xué)任務(wù)。除了精心分組合理搭配人員外，還必須組織實驗興趣小組，讓有興趣的同學(xué)參與預(yù)備實驗，對他們實施培訓(xùn)，使其真正成為實驗課中的小老師。在大班實驗教學(xué)時，如何使課堂氣氛活而不亂，為學(xué)生們創(chuàng)造良好的認(rèn)知情境和氛圍，真正感受學(xué)習(xí)的樂趣，需要高超的教學(xué)藝術(shù)和教學(xué)機智。

2.2.3經(jīng)典實驗講解一些經(jīng)典實驗，如生長素的發(fā)現(xiàn)過程中的系列實驗：達爾文實驗、詹森實驗、拜爾實驗、溫特實驗，不宜成為學(xué)生實驗或演示實驗，必須由教師給學(xué)生做清晰的陳述、分析、推論，這種講解邏輯性特別強，教師要充分發(fā)揮主導(dǎo)效應(yīng)。

2.2.4實驗教學(xué)評價在課堂上評價學(xué)生是教師將理論和實踐結(jié)合起來，從而發(fā)現(xiàn)問題、尋找解決方法的過程。在實驗教學(xué)中，教師應(yīng)通過觀察學(xué)生的操作、引導(dǎo)學(xué)生討論、問答、學(xué)生示范等形式，對學(xué)生的實驗學(xué)習(xí)行為進行鼓勵性評價，以達到實驗糾錯和促使學(xué)生養(yǎng)成良好實驗習(xí)慣的目的。

2.2.5實驗教學(xué)研究教學(xué)研究是“教師對學(xué)校和課堂工作進行的一種系統(tǒng)的、有目的的探究，是教師與研究者、教學(xué)與研究的統(tǒng)一”[7]。實驗教學(xué)研究以實驗教學(xué)為研究對象，從優(yōu)化教學(xué)過程入手，以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和提高教學(xué)效率為目的，是提高實驗教學(xué)質(zhì)量的重要途徑。

2.2.6開發(fā)校本實驗為了使實驗對象與內(nèi)容更接近學(xué)生，同時減少實驗成本，提高實驗開出率，教師應(yīng)能根據(jù)學(xué)校實際，以教學(xué)內(nèi)容為基本立足點，充分利用學(xué)?；虍?dāng)?shù)刎S富的生物資源，為課程開發(fā)出一系列頗具地方特色的實驗。開發(fā)校本實驗有助于教師展示個人教學(xué)水平和教學(xué)風(fēng)格。

3基于教師教育課程標(biāo)準(zhǔn)的生物專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力提升策略

教師教育課程標(biāo)準(zhǔn)體現(xiàn)國家對教師教育機構(gòu)設(shè)置教師教育課程的基本要求，是制定教師教育課程方案、開發(fā)教材與課程資源、開展教學(xué)與評價，以及認(rèn)定教師資格的重要依據(jù)[5]。教師教育課程標(biāo)準(zhǔn)將與教師專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)一起，共同作為重建現(xiàn)代大學(xué)教師教育專業(yè)課程和教學(xué)的依據(jù)[8]。提升生物專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力，必須立足于課程設(shè)置與實施。

3.1　優(yōu)化生物實驗課程設(shè)置，改革生物實驗教學(xué)模式，夯實學(xué)生實驗知識基礎(chǔ)，提高實驗?zāi)芰?/h2>

相對于理論課程，高師生物專業(yè)一般都獨立開設(shè)有相應(yīng)的實驗課程，實驗課程課時與專業(yè)理論課課時之比接近1∶1，這體現(xiàn)了對培養(yǎng)學(xué)生實驗知識和能力的重視。另外，一些院校根據(jù)實際情況在大三開設(shè)了《生物學(xué)綜合實驗》，老師給出實驗題目，提供實驗材料和藥品，實驗方案和實驗過程、數(shù)據(jù)處理、實驗結(jié)論主要由學(xué)生完成。通過實驗課程，學(xué)生們能夠受到基本的實驗技能訓(xùn)練，包括觀察、解剖、畫圖、實驗現(xiàn)象描述、藥品配制、生物實驗儀器操作等。但是，重視對新技術(shù)技能的學(xué)習(xí)而忽視對生物基礎(chǔ)實驗知識技能的掌握、重視對局部的觀察和描述而忽視對整體的認(rèn)識、重視對操作技能的培養(yǎng)而忽視良好習(xí)慣的養(yǎng)成、實驗訓(xùn)練效率不高等問題依然存在。解決問題的最好辦法就是優(yōu)化生物實驗課程設(shè)置，即在突出新技術(shù)技能實驗的同時注重基礎(chǔ)實驗。特別要加強《動物學(xué)實驗》、《植物學(xué)實驗》、《微生物學(xué)實驗》、《生物化學(xué)實驗》等基礎(chǔ)實驗課程，精心設(shè)置各課程實驗項目，強調(diào)吃透實驗原理，強調(diào)操作的規(guī)范性、準(zhǔn)確性，因為這些實驗與中學(xué)生物實驗教學(xué)密切相關(guān)。

改革生物實驗教學(xué)模式是提升學(xué)生實驗知識與能力的關(guān)鍵要素。實驗教學(xué)要特別強調(diào)預(yù)習(xí)和實驗資料查閱。教師講解要精煉，要使學(xué)生明確實驗任務(wù)，具體操作要示范到位。教師的指導(dǎo)主要在實驗前的操作方面。在實驗過程中，強調(diào)學(xué)生自主完成實驗，在實驗現(xiàn)象、實驗結(jié)果的記錄、描述方面，可以設(shè)置相應(yīng)的表格來引導(dǎo)學(xué)生。在實驗課程考察考試中，要突出對實驗基礎(chǔ)知識與能力、實驗素養(yǎng)的考察。

拓寬實驗知識和能力訓(xùn)練途徑可以促進學(xué)生實驗?zāi)芰ο蚩蒲心芰Φ霓D(zhuǎn)化。開放實驗室、學(xué)生科研立項、本科生進導(dǎo)師實驗室等，都有很好的效果。在這些過程中，學(xué)生將查閱更多的實驗資料，學(xué)習(xí)到老師的實驗研究思想，加深對實驗的理解。

3.2　設(shè)置《中學(xué)生物實驗及實驗教學(xué)》課程，引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的實驗教學(xué)觀，培養(yǎng)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力

當(dāng)前，高師生物專業(yè)大多沒有獨立設(shè)置關(guān)于中學(xué)生物實驗教學(xué)的課程，相關(guān)內(nèi)容從屬于《生物課程與教學(xué)論》，這與實驗教學(xué)在中學(xué)生物學(xué)教學(xué)中的地位極不相符，必須獨立設(shè)置《中學(xué)生物實驗及實驗教學(xué)》課程。

生物學(xué)以實驗為基礎(chǔ)，實驗對生物學(xué)的作用決定了實驗教學(xué)在生物課程教學(xué)中的地位。但傳統(tǒng)的實驗教學(xué)把本應(yīng)在實驗室完成的學(xué)生操作變成了黑板上模式化的講解，極不利于生物新課程內(nèi)容的實施和課程目標(biāo)的達成。要改變現(xiàn)狀，就必須從實驗教學(xué)觀的轉(zhuǎn)變?nèi)胧?。實驗教學(xué)觀是指教師對實驗教學(xué)本質(zhì)和過程的基本看法?！吨袑W(xué)生物實驗及實驗教學(xué)》課程的首要任務(wù)是確立學(xué)生正確的實驗教學(xué)觀。要突出認(rèn)知心理學(xué)的內(nèi)容，使未來教師從邏輯上認(rèn)識到實驗對于學(xué)生生物學(xué)概念形成、結(jié)論得出的必然作用，進而認(rèn)識到實驗教學(xué)對生物新課程實施和人才培養(yǎng)的意義，在將來的教學(xué)中主動通過實驗教學(xué)來達到教學(xué)形式和內(nèi)容的統(tǒng)一。

《中學(xué)生物實驗及實驗教學(xué)》必須系統(tǒng)介紹中學(xué)生物實驗內(nèi)容、形式、要求，同時，要使學(xué)生熟悉實驗教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，包括教案編寫、實驗準(zhǔn)備、預(yù)實驗、提問、演示、講解、巡堂指導(dǎo)等。必須研究生物學(xué)實驗教學(xué)方法，讓學(xué)生系統(tǒng)地學(xué)習(xí)實驗教學(xué)理論，培養(yǎng)其生物學(xué)實驗教學(xué)研究意識和能力。

系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生校本生物實驗開發(fā)意識與能力也必然成為《中學(xué)生物實驗及實驗教學(xué)》的重要目標(biāo)和內(nèi)容。雖然高師生物專業(yè)學(xué)生的實驗訓(xùn)練比較系統(tǒng)，但學(xué)生還缺乏利用實驗去研究并解決實際問題的經(jīng)歷和經(jīng)驗?！吨袑W(xué)生物實驗及實驗教學(xué)》應(yīng)該將此作為提升生物專業(yè)學(xué)生實驗教學(xué)知識與能力的突破口，在課程中培養(yǎng)學(xué)生利用實驗研究并解決實際問題的觀念，提出一些中學(xué)生生活中可能遇到的問題，交給學(xué)生探究。

3.3　加強與中學(xué)的互動，加強實驗教學(xué)見習(xí)和實習(xí)工作，積極借鑒中學(xué)生物教師的教學(xué)經(jīng)驗，提高學(xué)生實驗教學(xué)能力

《教師教育課程標(biāo)準(zhǔn)(試行)》從教育理念的“實踐取向”，到課程目標(biāo)的“教育實踐與體驗”以及課程設(shè)置實施建議中的“實踐關(guān)注”都關(guān)注教師的“實踐邏輯”。教師經(jīng)驗是教師實踐的一部分，在教師教育中理所當(dāng)然應(yīng)該受到關(guān)注。加強與中學(xué)的互動，尊重和積極吸納借鑒一線教師的實踐經(jīng)驗，的確是增強師范生教育課程學(xué)習(xí)的針對性和實效性的捷徑，其方式包括請中學(xué)老師來校講座、教學(xué)示范、點評具體的實驗課程等。見習(xí)和生物教學(xué)實習(xí)是生物專業(yè)學(xué)生教學(xué)實踐的主要形式，在此過程中，學(xué)生可以進一步認(rèn)識到實驗教學(xué)對生物課程的重要意義，熟悉生物實驗教學(xué)的過程、方法、特點，特別是大班生物實驗教學(xué)的組織與實施，并積極參與中學(xué)校本生物實驗的開發(fā)，積極開展利用實驗研究并解決實際問題的實踐，對照反思自身實驗知識與能力與中學(xué)生物實驗教學(xué)要求的差距，以明確提升自身實驗教學(xué)知識與能力的著力點。

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Biological experiment teaching knowledge and

ability and its promotion strategies of normal university students

GU Yong，WANG Wei-dong，ZHANG Run-feng

(College of Life Sciences, Hubei Normal University, Huangshi435002，China)

Abstract:With the highlight of biological experiment teaching in the new curriculum reform, higher requirements were put forward for the teachers' experiment teaching knowledge and ability. Combined with the National Biology Curriculum Standards, biological experiment knowledge and ability and teaching knowledge and ability of normal university students were discussed in this paper. Based on the national teacher education curriculum standard, the promotion strategies of biological experiment teaching knowledge and ability of normal university students were analyzed from three aspects: optimizing course arrangement and reforming teaching model, designing high school biology experiment and experiment teaching curriculum, strengthening the interaction with middle school.

Key words:normal students；biological experiment teaching knowledge and ability；promote, strategy