高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系研究與探索

柯強(qiáng)強(qiáng)

（福建省莆田哲理中學(xué)，福建莆田 351100）

引 言

以德樹人是現(xiàn)代教育的根本任務(wù)，基礎(chǔ)教育的核心素養(yǎng)由能夠終身發(fā)展和能夠適應(yīng)社會發(fā)展兩部分來體現(xiàn)，是未來建設(shè)者必備的品格和關(guān)鍵能力。從課程設(shè)置來看，生物是高中課程的重要部分，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)習(xí)的重要組成部分，對培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。

一、研究培養(yǎng)學(xué)生探究能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系的意義

在新課程改革浪潮中，我國教育工作者不斷地進(jìn)行著教學(xué)質(zhì)量評價的研究，尤其是對課堂教學(xué)質(zhì)量評價的研究[1]。很多國家都強(qiáng)調(diào)學(xué)生親自動手操作在教學(xué)中的重要作用，其中英、美、法等許多國家在基礎(chǔ)教育階段將科學(xué)探究作為課程的目標(biāo)。如此一來，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)成為提高學(xué)生科學(xué)探究能力的重要途徑，因此，實(shí)驗(yàn)在基礎(chǔ)教育教學(xué)的重要地位是世界基礎(chǔ)教育的共同觀點(diǎn)。

目前，許多大學(xué)或?qū)W者通過對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和管理體制進(jìn)行改革與研究，構(gòu)建了一些符合學(xué)校自身發(fā)展的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系。例如，一些面向應(yīng)用型學(xué)校人才培養(yǎng)的實(shí)踐教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系、研究型大學(xué)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系、綜合型開放型實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系等。當(dāng)然，也有不少課改地區(qū)的教學(xué)科研團(tuán)隊(duì)開始對高中實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究進(jìn)行大量的教育實(shí)踐，其中不乏對生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)現(xiàn)狀和教學(xué)策略的研究，這就為普通高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革創(chuàng)造了大量實(shí)踐依據(jù)。

二、基于創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系的探索

在基礎(chǔ)教育中，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中實(shí)驗(yàn)課一般多為驗(yàn)證理論的內(nèi)容，缺乏綜合性實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，教學(xué)模式過于單一，實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)也沒有科學(xué)、高效的質(zhì)量監(jiān)控體系，不足以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?chuàng)新能力和創(chuàng)新精神。生物科學(xué)屬于自然科學(xué)，綜合性、交叉性強(qiáng)，提高教學(xué)質(zhì)量是教學(xué)工作的首位，需要有完善的教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系來支撐。只有建立完善的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，才能保障高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。

（一）莆田市各中學(xué)教學(xué)教研成果監(jiān)控流程圖

為了保障高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量，以下為莆田市各中學(xué)教學(xué)教研成果創(chuàng)設(shè)監(jiān)控流程圖，如圖1所示。

圖1

這是莆田高中創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，其中包含兩個核心：一是以學(xué)校的教務(wù)處實(shí)驗(yàn)課程作為保障，二是將教研室對實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價的研發(fā)成果進(jìn)行推廣。

（二）對高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量評價構(gòu)建完善的機(jī)制

為了落實(shí)高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)，必須構(gòu)建完善的評價機(jī) 制[2]。通過監(jiān)控流程圖可以發(fā)現(xiàn)，該體制對課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)從學(xué)生自我評價、教師自我評價、教師間互評、實(shí)驗(yàn)教師評價、教務(wù)處評價五個方面實(shí)施監(jiān)控，并將評價數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出結(jié)果在教學(xué)例會上通報(bào)，然后進(jìn)入下一輪循環(huán)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)評價可分為以下六個方面。

第一，教師態(tài)度。教師通過導(dǎo)學(xué)案檢查學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)情況，在課堂教學(xué)中應(yīng)治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，演示規(guī)范，能圓滿完成教學(xué)任務(wù)，并及時評價學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況。

第二，學(xué)生狀態(tài)。學(xué)生應(yīng)在課前預(yù)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，在探究實(shí)驗(yàn)過程中遵循科學(xué)性、實(shí)踐性原則，同時注重合作、交流和創(chuàng)新。

第三，教學(xué)內(nèi)容。緊扣課程標(biāo)準(zhǔn)的三維目標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，突出知識重點(diǎn)，正確處理難點(diǎn)。在教學(xué)過程中，教學(xué)內(nèi)容要結(jié)合生物科學(xué)新成果，不斷更新和充實(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，注重提高學(xué)生的規(guī)范操作能力，培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣、探索精神和創(chuàng)新意識。

第四，教學(xué)方法。不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容有著不同的探究意義，必須采取不同的教學(xué)手段。教師應(yīng)因材施教，拓展學(xué)生的思維，引導(dǎo)他們積極思考，勇于探究。

第五，教師技能與指導(dǎo)。教師應(yīng)融會貫通實(shí)驗(yàn)的基本原理以及藥品、材料、儀器設(shè)備的性能，操作規(guī)范，具有示范作用，參與并指導(dǎo)學(xué)生的活動過程，糾正和解決活動中發(fā)現(xiàn)的問題。

第六，實(shí)驗(yàn)教學(xué)的記錄。實(shí)驗(yàn)教學(xué)記錄應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)論科學(xué)合理。

三、具有創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)案例分析

【案例1】低溫誘導(dǎo)植物染色體數(shù)目變化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

第一，對教材實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)條件進(jìn)行改進(jìn)。將樣本在4℃左右進(jìn)行誘導(dǎo)，然后恢復(fù)到25℃的常溫培養(yǎng)，培養(yǎng)時間應(yīng)比實(shí)驗(yàn)材料的細(xì)胞周期短。鏡檢結(jié)果表明，實(shí)驗(yàn)組有絲分裂指數(shù)明顯高于對照組。

第二，對選材進(jìn)行改進(jìn)。用大蒜代替洋蔥進(jìn)行本次實(shí)驗(yàn)。因?yàn)榇笏獍昕梢陨L出較多的根尖，且發(fā)根較整齊，同時相同經(jīng)濟(jì)價值的大蒜瓣所產(chǎn)生的根的數(shù)目遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于洋蔥；實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備更為便利，而且也可以降低實(shí)驗(yàn)成本。

第三，對實(shí)驗(yàn)中染色劑進(jìn)行改進(jìn)。教材中使用的染色劑是改良苯酚品紅，改良苯酚品紅配制方法復(fù)雜、步驟煩瑣，而且改良苯酚品紅具有較強(qiáng)的毒性，易造成環(huán)境污染，不宜讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中廣泛使用。通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，可以采用傳統(tǒng)的龍膽紫作為染色劑，其方法是將紫藥水（醫(yī)院消毒用品，含5%龍膽紫）稀釋5 倍，配成濃度約1%的龍膽紫溶液。當(dāng)然，僅用龍膽紫溶液來染色，效果不盡如人意?？稍谥破^程中，在龍膽紫染色5min 后，滴加1 滴20%CH3COOH 進(jìn)行分色，3 ～5s 后，用蒸餾水慢慢沖洗3 次。本方法染色效果優(yōu)于改良苯酚品紅，是一種創(chuàng)新實(shí)踐的結(jié)果。

本案例是高一下學(xué)期中的一個生物分組實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，其配制染色劑的步驟簡化，不但節(jié)約了藥品用量，而且明顯減少了用水量，縮短了時間，減少了對環(huán)境的污染。同時，通過改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到的現(xiàn)象更為明顯，成功率較高。

【案例2】探究培養(yǎng)液中酵母種群數(shù)量動態(tài)變化實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

圖2

第一，對酵母培養(yǎng)方法的選擇。在不同版本的教材中酵母的培養(yǎng)方法是不同的，在人教版中使用的是土豆培養(yǎng)基進(jìn)行酵母培養(yǎng)，而在浙科版的教材中使用葡萄糖液。讓學(xué)生采用不同的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn)，使用兩種培養(yǎng)基效果基本相同。通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生也能總結(jié)出來一些看法，如更傾向于將葡萄糖溶液作為培養(yǎng)基，因?yàn)槠錆舛葘?shí)驗(yàn)結(jié)果影響不大，而且葡萄糖溶液操作簡單且環(huán)保，若葡萄糖溶液濃度控制在4%～10%，則可以發(fā)現(xiàn)種群數(shù)量出現(xiàn)先升后降的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

第二，在實(shí)驗(yàn)中制作棉塞有一定技巧?？捎妹撝啿即嫫胀藁?，這樣的棉塞透氣強(qiáng)，不會造成酵母菌的無氧呼吸。在培養(yǎng)過程中要定期從培養(yǎng)箱中取出試管、震蕩，為酵母菌提供必要的氧氣。

第三，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中用移液管定量轉(zhuǎn)移溶液的操作難度較大。有一些學(xué)生建議在實(shí)驗(yàn)中使用醫(yī)用注射器定量轉(zhuǎn)移溶液，現(xiàn)在的一次性注射器多為滅菌性，避免了細(xì)菌污染，防止對容器口部的污染，而且注射器在定量操作方面效果特佳，在推注過程中還能有效地將液體混勻。

本案例通過“探究培養(yǎng)液中酵母菌種群數(shù)量的動態(tài)變化的實(shí)驗(yàn)活動”（如圖2），從生物角度構(gòu)建了酵母菌增長的數(shù)學(xué)模型。實(shí)驗(yàn)本身就是一種探究過程，是一種能力的培養(yǎng)過程，因此，從實(shí)驗(yàn)探究與改進(jìn)過程中，讓學(xué)生更加注重了知識的生成過程和創(chuàng)新發(fā)展的過程。

【案例3】調(diào)查常見的人類遺傳病實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

圖3

調(diào)查報(bào)告是實(shí)踐活動的重要組成部分，能從側(cè)面反映學(xué)生對生物知識的理解，也是對社會、生活的一種關(guān)注。在以往的調(diào)查過程中，一方面，學(xué)生作為調(diào)查者是弱勢群體；另一方面，被訪者及其家庭對遺傳病調(diào)查可能有抵觸情緒，所以，學(xué)生的調(diào)查僅僅是一種形式。為了保證學(xué)生調(diào)查工作的順利進(jìn)行，調(diào)查時可由指導(dǎo)教師隨行，通過問卷調(diào)查的形式，將調(diào)查標(biāo)題更替成“遺傳性狀”調(diào)查（如圖3）。這樣，其調(diào)查過程才是真實(shí)有效的，其數(shù)據(jù)處理才具有利用價值。

本案例是一種社會實(shí)踐活動，不能用表面形式展開。因此，調(diào)查以問卷形式采取無記名填寫，其真實(shí)性強(qiáng)，同時，對調(diào)查標(biāo)題進(jìn)行調(diào)整更能讓被調(diào)查對象愿意參與調(diào)查。這是一種形式上的創(chuàng)新，也是一種實(shí)踐能力的提升。

結(jié) 語

我們小組基于培養(yǎng)學(xué)生探究能力的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系研究與探索仍在前行。當(dāng)然，在研究過程中仍存在各種各樣的問題，如在質(zhì)量監(jiān)測管理過程中，教務(wù)處存在一個學(xué)期只做一次評價的現(xiàn)象，一些學(xué)生、教師對沒有獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行主觀臆斷等。倘若每個實(shí)驗(yàn)都進(jìn)行評價，需要打印的表格較多，會造成財(cái)力、物力的浪費(fèi)。當(dāng)然，課題組提出，擬與信息技術(shù)小組合作開發(fā)一款手機(jī)小程序，直接通過手機(jī)進(jìn)行評價，進(jìn)入評價平臺后進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總。

我們也堅(jiān)信，在教學(xué)實(shí)踐中，唯有抓住高中生創(chuàng)新型人才培養(yǎng)的特殊性，不斷總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系構(gòu)建理論與實(shí)踐，制訂科學(xué)、合理、規(guī)范可行的實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控體系，才能打造出生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的全方位監(jiān)控機(jī)制，確保高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)沿著人才培養(yǎng)愿景發(fā)展[3]。