大学生物实验教学与高中生物学实验的有效衔接

　　针对高中生物新课程实验数量增加、类型综合、内容技术更新及科学探究受到重视等特点对教师提出的新挑战，高师生物科学（师范）专业也应与时俱进，结合高中生物实验内容开展实验教学研究，提高生物类师范生的实验教学能力[1]．但如何将中学生物实验内容与大学实验教学有效地衔接起来，从而更有针对性地提高师范生的实验教学技能往往是被忽视的．因此，根据《普通高中生物课程标准（实验）》[2]和普通高中生物学教材（人教版），总结了高中生物实验的内容与特点，结合生物科学（师范）专业课程体系中的实验内容与不足，提出有效衔接大学生物实验教学与高中生物学实验内容的建议，这对于生物科学（师范）专业的教学改革和师范生实验教学技能的培养具有一定的参考价值．
　　
　　1 高中生物实验的内容和特点

　　《普通高中生物课程标准（实验）》将高中生物课程内容分为必修和选修两大部分，共 6 个模块，每个模块有若干主题，由具体内容标准和活动建议两部分组成，实验的具体内容一般都在活动建议中详细列出，这是高中生物课程实验教学的内容来源．在前 3 个必修模块实验中共列举了 36 条活动建议，其中大部分是在实验室内进行的实验；后 3 个选修模块列举了 32 条活动建议，除了第 4 模块，即“生物技术实践”的 13 条活动建议主要为室内的实验外，其余多为室外的资料搜集、调查和参观等实践活动[3]．由此可见，高中生物课程提供了丰富的活动建议[4]，而且必修模块的实验在数量、性质和要求等方面与选修模块存在明显差异．
　　
　　1.1 高中生物实验的内容

　　根据实验的主要方法，可将高中生物必修部分的实验划分为 7 种类型：观察类、检测类、探究类、模拟类、调查类、设计类和搜集类[5]．其中，观察、检测和模拟类实验比较常见；设计类实验是学生探索和发现真理的重要途径；调查类实验主要是针对已经存在的事实或现象，要求学生通过对客观事实和现象之间的了解得出结论，培养学生收集和分析资料信息的能力；而搜集类实验则要求学生根据问题拟出资料收集的具体方案，然后通过各种途径收集相关资料，最后对搜集到的资料进行筛选归类整理，并以各种形式（如黑板报、论文、报告及辩论赛等）展示．在选修模块实验中，选修 1 的实验以实践活动为主要学习方式，全部为实验操作，不同实验内容的教学目标各有侧重，有的侧重基本概念或原理，有的侧重实际应用，还有的侧重科学方法训练和培养学生的科学态度．实验类型大多数为引导式探究．在引导式探究活动中，学习资料中提出的实验结构或程序，学生自己设计并进行实验，通过参与探究过程有所体验和发现，从而达到预期的实验目标[6]．根据选修 2 的实验中的活动建议，主要是进行调查、讨论和探究活动．教师引导学生开展这些活动，培养学生的参与意识，使得学生关注社会、关注生活、关注身边的科学和技术，能帮助学生体会到生物科学与人类社会、与学生的日常生活密切相关．选修 3 的实验中，除了技术要求较高的“DNA 的粗提取和鉴定”外，其它实验都不在实验室进行，而多为口头交流、辩论等活动，由于本模块实验所涉及的科学领域研究进展迅速，教师要积极引导和组织学生查阅有关资料，练习撰写专题综述报告并组织开展这些活动[7]．
　　
　　1.2 高中生物实验的特点

　　1.2.1 实验数量多，类型多样化且综合性强 仅《高中生物课程标准（实验）》列举的实验活动建议就有68 条，当然这些实验并不要求学生全部掌握，但大多数是最基础的，学生掌握这些后，还要了解教材以外的实验，如试卷和课外书上出现的，要对大纲要求的实验有所扩展和延伸，才能够学以致用．实验数量多则相应地要求实验课时也多，据统计，实验课时甚至占到生物课总教学时间的 40%[8]．高中生物实验类型多．各种类型实验的方法不同，包括显微镜观察、染色鉴定、模型制作、多媒体技术模拟、户外调查及课外收集信息等；实验形式也不同，包括教师演示、学生分组完成及独立完成等．高中生物实验综合性强．往往一个生物实验中融合了多种实验类型特点．如“探究影响酶活性因素”的实验过程不仅要让学生经历一个完整的科学探究过程，而且还要求培养学生的实验设计能力，在实验过程中要考虑单一变量并进行定量分析；又如“设计并制作生态瓶”的实验不仅需要学生小组合作设计制作完成，而且也是一个模拟实验，模拟的过程充满探究的要素，此外，实验还要求学生对自己制作的“生态小瓶”进行长时间的观察，这无疑也培养了学生的观察能力．
　　
　　1.2.2 科学探究受到重视，实验内容贴近生活且技术比较先进 课程标准的 4 个基本理念之一是倡导探究性学习，在能力目标中特别提出了发展科学探究能力，并详细列举了 11 条与探究紧密相关的能力，这为开展探究性实验教学提供了重要指导．强调和重视科学探究还具体表现在新课程实验的结构和内容上，必修的３个模块中，具有探究性的实验几乎占到全部实验的三分之一，而选修部分的生物技术实践模块的 13条活动建议中几乎均包含探究性的内容，另外 2 个模块的活动建议也多为可以进行资料收集探究的活动或调查[9]102．由此可见，课程标准把科学探究以不同层次和形式融合到实验教学中．高中生物课程标准强调关注学生的生活经验，注重与现实生活的联系，在现实生活的背景中学习生物学，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的核心概念，这样可以激发学生的学习兴趣，也可以让学生学以致用．如调查类和搜集类的实验都要求学生到现实生活中去调查和搜集信息，并对这些调查和搜集来的信息进行研究分析等．如选修 1“生物技术与实践”中有果酒、果醋及腐乳的制作等，选修 2“生物科学与社会”中对设施农业的参观和对绿色食品生产或消费情况的调查等，这些实验活动贴近生活，实验材料也来源于生活．实验技术比较先进．特别是选修部分的实验，大都与生命科学新技术、新应用紧密联系．如基因工程、克隆技术及干细胞研究等．此外，还有多媒体技术的运用，如“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”等．
　　
　　2 生物科学（师范）专业实验内容及存在的不足

　　2.1 实验内容

　　在高师生物科学（师范）专业课程体系中，生物类专业必修课比重大，几乎每门专业课程均设置了相应的实验课程，包括动物学、植物学、微生物学、遗传学、生态学、生物化学、细胞生物学、分子生物学、植物生理学及人体生理解剖学等实验，每门实验课程的实验数均在 8~12 个．
　　
　　2.2 存在的不足

　　2.2.1 课程内容强调专业性，缺少与高中生物新课程的联系 受传统高师生物课程观的影响，实验课内容倾向于强调系统性、整体性和全面性，突出学科专业性，而师范性不明显，验证性实验占据主导，设计性和综合性实验欠缺，缺少与中学生物实验教学有机联系的问题尤其突出．生命科学的发展日新月异，高中生物新课程很注重知识的时代性和前沿性[10]，但生物科学（师范）专业的实验教学内容设置往往多年不变，不能反映生命科学学科发展的最新成果，与学生科学素质、实验技能和创新能力培养的要求不符．
　　
　　2.2.2 实验教学内容缺乏与生产、生活和社会实践的联系 高中生物课程标准提出注重与现实生活的联系理念，就是要改变轻视学生生活的现状，让学生在真实的生活中学习和体验知识．从课程标准建议了大量的调查类和搜集类的实验可以看出，高中生物实验更加强调与生活的联系，倡导学生在解决实际问题的过程中深入理解生物学的知识．但生物科学（师范）专业的实验内容大多是对理论的验证，更强调实验的学术性，相对而言忽视了与学生生活以及现实自然、社会的联系，不能激发学生学习的兴趣，无法让师范生深切地体会到专业知识的价值，可能会影响到以后工作的教学质量．
　　
　　2.2.3 实验教学缺乏体系建构 生物科学作为一门独立形态的自然科学，应有其自上而下、自下而上的实验体系，但师范院校的实验教学缺乏这种体系的建构[11]75．每一门课程仅从单一学科的知识系统性和完备性方面设计教学内容和技能训练，各门课程自成体系，与本专业其它课程联系不紧密，对课程内容整合较少，因而造成一些实验内容重复，如微生物学中的“霉菌观察”与植物学中的“菌类植物”实验内容基本一致．
　　
　　2.2.4 实验教学模式化 高师生物学实验教材编制模式化，实验设计程式化，即实验目的→基本原理→实验内容与材料等→仪器与设备等→操作步骤→实验结果→实验分析报告[11]76．实验过程以教师讲解、演示为主，学生履行三步曲，即按实验指导的要求或教师总结的实验步骤进行操作→观察实验结果→完成实验报告[12]．学生对实验材料的采集培养、药品配制等实验的准备过程和实验方法步骤的设计参与度低，对实验方法步骤缺乏必要的思考理解和创新，师范生独立实验能力的培养受到限制．
　　
　　2.2.5 研究性实验内容缺乏 目前，生物科学（师范）专业开设的专业课实验内容大多为验证性实验，虽然可以加深学生对理论知识的理解和培养基本的实验技能，但仍属于间接获取知识的渠道，对培养师范生的科学探究能力不利．
　　
　　3 有效衔接高中与大学的生物学实验教学

　　3.1 加强高中相关实验内容的渗透，增加和生活联系比较紧密的实验内容

　　生物科学（师范）专业的教师要致力于高中生物学实验教学的研究，了解其基本内容和方法手段．在保证实验课内容达到本科水平的前提下，选择与高中生物教学联系密切并能充分发挥现有实验条件的实验内容，制定切实可行的实验计划，力争使中学生物学实验中的基础部分、经典部分成为高师生物学实验的研究主题之一，使得高师生物实验内容与手段上形成和中学生物学实验的包涵关系．
　　
　　3.2 改进生物科学（师范）专业的生物学实验手段，使实验内容跟上科学技术的发展在实验内容上，应该结合当前高中生物教学岗位的要求，组织各教研室有经验的任课教师对实验教学

　　进行改革，剔除内容陈旧、技术落后的实验，增加反映现代定量分析、探究性、设计性和综合应用的新实验技术内容，跟上生命科学技术的发展．此外，在实验课程中，可以结合相关的研究课题和最新研究进展，在课堂讲解或是实验过程中穿插介绍，补充同一个实验的不同技术与方法．有些新技术、新方法，即使因为条件所限不能亲手做，但也应让学生有所了解，如光合强度的测定既有传统的改良半叶法、氧电极法及红外线二氧化碳气体分析仪法，也有较为先进的便携式光合仪测定法．
　　
　　3.3 整合实验内容

　　在制定生物科学（师范）专业的实验教学计划时，要统筹规划、互通有无、科学整合以及合理安排实验内容，避免学科间实验的简单重复，以增加实验的多样性和丰富度，提高实验教学效率，让学生在有限的实验教学中，接触和了解更多的实验内容与方法，这也契合高中生物实验内容和形式多样化的特点．实际上，高中生物涉及的 68 个实验，均可按照生物科学（师范）专业的专业课程进行分门别类，分别归入或融入到具体的相关课程实验中去，使学生在大学实验教学过程中，基本能接触到所有的中学生物实验内容．
　　
　　3.4 改革实验教学体系

　　将以验证性为主的实验教学体系改变为实验内容要求由低到高的生物基础实验、综合训练实验、研究设计实验 3 个不同层次的新体系[9]101．生物基础实验主要完成中学生物学新课程标准及实验大纲规定的基本内容，旨在培养学生的专业基本实验技能和动手能力，掌握生物学基本研究方法；综合训练实验则由学生实验小组（6~8 人）自己设计方案、准备药品仪器及独立撰写实验论文，完成大纲规定的提高性内容或感兴趣的问题，旨在培养学生的综合能力和创新能力；研究设计实验为教师根据本地生物资源或结合本地生产实际而开设的科学研究性实验项目，在教师的带领下有针对性地开展科学研究实验，旨在培养学生的参与意识、科研意识和自然科学研究工作所应具备的科学态度[11]75．
　　
　　3.5 鼓励师范生积极参与实验准备工作

　　准备实验也是一名生物教师应有的专业素养之一．高师院校在生物实验教学中，应该鼓励师范生积极参与到实验准备工作中，如动植物实验材料的采集与培养、试剂的配制、仪器的调试、微生物菌种制作及消毒灭菌等，使学生系统地了解实验从始至终的全过程，这将提高师范生准备和组织生物实验的能力．
　　
　　3.6 培养学生口头表达能力，锻炼文字驾驭能力

　　教师应按照学生的认识规律，对实验内容加以组织、润色，并且用科学、准确、生动及富于启发性的语言表达出来，以便学生理解和接受．在实验教学中，教师要引导学生从实验现象出发，能够用生物专业语言表达、组织及研究实验，还应认真对待学生的实验报告，对表达不准确和书写不规范等情况及时纠正．
　　
　　4 结语
　　
　　加强生物科学（师范）专业学生实验能力的培养，既是新课程标准对高中教师的迫切要求，也是生物学师范教育的重要任务．所以，高师生物科学（师范）专业的发展必须对生物学实验教学给予足够的重视，面向中学生物实验教学，更新实验教学观念，在系统分析高中生物实验内容与特点的基础上，找准二者的切合点，统筹规划．改革实验教学体系、内容和手段，使生物科学（师范）专业的实验内容与高中生物实验教学有机衔接，将高中生物实验的全部内容或活动建议有机地融入到生物科学（师范）专业的实验教学过程中，全面提升师范生的创新精神和实践能力，培养符合新课程标准要求的合格的中学生物师资．
　　
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