◆ 廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 陳健輝 王厚麟

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探討與實(shí)踐

◆ 廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 陳健輝 王厚麟

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)有利于師范生提高綜合能力。在高等師范學(xué)校生物教學(xué)中，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)價(jià)可從4個(gè)方面設(shè)置不同比重：對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性、合理性，實(shí)施過(guò)程的自主性、過(guò)程性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正誤，對(duì)結(jié)果的分析，分別占15%、40%、20%、25%。此外，還在實(shí)驗(yàn)繁簡(jiǎn)、創(chuàng)新性上設(shè)置4個(gè)級(jí)別，通過(guò)兩者綜合進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從而達(dá)到全面評(píng)價(jià)師范生實(shí)踐能力的目的。

中學(xué)生物；設(shè)計(jì)性；實(shí)驗(yàn)；教育模式；師范生

“中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)”是生物科學(xué)師范專業(yè)獨(dú)立開(kāi)設(shè)的《中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能》實(shí)驗(yàn)課程。該實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛱岣邘煼渡鷮?shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⑴囵B(yǎng)思維，具有可拓展的空間大、多學(xué)科浸透等特點(diǎn)，與中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生的培養(yǎng)要求有吻合之處。該實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)，既有利于綜合師范生在大學(xué)期間所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，拓寬實(shí)驗(yàn)思路、規(guī)范操作、提高觀察問(wèn)題能力的特點(diǎn)，也利于師范生將來(lái)更好地開(kāi)展師范教育工作，更可為其將來(lái)進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。近年來(lái)，通過(guò)評(píng)價(jià)模式的摸索達(dá)到提高學(xué)生素質(zhì)的研究不少，但由于生物學(xué)實(shí)驗(yàn)具有開(kāi)放性、不可預(yù)見(jiàn)性，且實(shí)驗(yàn)受材料、環(huán)境等因素的影響較多，因此，如何使實(shí)驗(yàn)有效開(kāi)展，成績(jī)的評(píng)定達(dá)到客觀和全面，師范生實(shí)踐技能創(chuàng)新精神和能力相吻合，形成完善的對(duì)師范生的實(shí)踐能力進(jìn)行全面、客觀、綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)很有必要。近年來(lái)，在設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)創(chuàng)設(shè)環(huán)境、注重過(guò)程的評(píng)價(jià)等方式進(jìn)行改革，有利于實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)，同時(shí)促使師范生的能力提升，從而為高校開(kāi)設(shè)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)教學(xué)積累經(jīng)驗(yàn)。

一、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的設(shè)定

在“中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)”中，讓師范生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)、并在查閱相關(guān)資料后，設(shè)計(jì)適合在中學(xué)開(kāi)展的實(shí)驗(yàn)。經(jīng)教師審閱后，學(xué)生進(jìn)行修改并完善，然后讓其按自己所設(shè)計(jì)的流程獨(dú)立完成。在實(shí)驗(yàn)中，關(guān)鍵是“中學(xué)”，要符合中學(xué)實(shí)際，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)條件、實(shí)驗(yàn)對(duì)象要符合中學(xué)實(shí)際情況，而且要面向廣大中學(xué)生。同時(shí)要滿足“設(shè)計(jì)”和“優(yōu)化”兩原則，原創(chuàng)是前提，不能將已有的實(shí)驗(yàn)照搬；若是“優(yōu)化”，可以采用地方材料或更換有特色的季節(jié)性材料。學(xué)生是學(xué)習(xí)的主體，教學(xué)的一切活動(dòng)都必須以調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性、積極性為出發(fā)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)、積極思考、不斷實(shí)踐是教學(xué)的目的。開(kāi)展實(shí)驗(yàn)具有模擬性，有利于師范生學(xué)科素質(zhì)的提升。

實(shí)驗(yàn)具有較大的拓展空間。師范生設(shè)計(jì)時(shí)，可以將許多平常的疑問(wèn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、開(kāi)展探究；也可以打破傳統(tǒng)一級(jí)、二級(jí)學(xué)科的界限，使學(xué)科的交叉、知識(shí)的融合達(dá)到一個(gè)新層次。在教學(xué)過(guò)程中，師范生設(shè)計(jì)并完成了具有創(chuàng)意性的實(shí)驗(yàn)：既有緊扣日常生活問(wèn)題的，如《家庭不同房間空氣細(xì)菌含量的測(cè)定》《烹制食物在冰箱存放期的研究》；也有針對(duì)一些生活習(xí)慣、做法進(jìn)行探討的，如《洗手習(xí)慣與細(xì)菌含量的研究》《葉菜蒸煮時(shí)間與維生素C含量的研究》；也有對(duì)所學(xué)知識(shí)擴(kuò)展的，如《蝸牛食性的調(diào)查與研究》《香煙煙霧水對(duì)魚(yú)的危害》《用花瓣浸出液鑒別土壤的酸堿性》；還有將學(xué)科知識(shí)整合的，具有學(xué)科知識(shí)交叉的設(shè)計(jì)，如《紅、綠、藍(lán)等單色光對(duì)植物向性的影響》《松葉對(duì)圣女果的保鮮研究》；更有《外界條件對(duì)含羞草葉片開(kāi)閉的影響》等從小就具極大吸引力的觀察研究?jī)?nèi)容……

師范生通過(guò)這種訓(xùn)練，不僅能夠掌握實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法，也能明確如何實(shí)施，并通過(guò)實(shí)踐、總結(jié)，找出自身不足。實(shí)驗(yàn)過(guò)程是促進(jìn)能力提升的過(guò)程，是將理論與實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合的過(guò)程。同時(shí)其操作能力、學(xué)科素質(zhì)都能得到一定提高。師范生在參加工作后，在這方面可以較快進(jìn)入角色。有的師范生將在大學(xué)中的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步改進(jìn)和完善，就能在中學(xué)的科技活動(dòng)中取得較好的成績(jī)。近年有畢業(yè)生將所創(chuàng)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步完善后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，甚至可以獲得多項(xiàng)省、市、區(qū)的獎(jiǎng)勵(lì)。

二、實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)價(jià)

教學(xué)強(qiáng)調(diào)發(fā)揮教師、學(xué)生兩個(gè)積極性和兩個(gè)主動(dòng)性。對(duì)于學(xué)生的評(píng)價(jià)，要強(qiáng)調(diào)真實(shí)性和情景性，重視對(duì)學(xué)生顯性結(jié)論評(píng)價(jià)的同時(shí)，注重對(duì)學(xué)生緘默過(guò)程的評(píng)價(jià)，盡可能發(fā)掘?qū)W生的潛能。因此對(duì)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，更加要注意過(guò)程、能力的評(píng)價(jià)，除了關(guān)注實(shí)驗(yàn)結(jié)果外，還要重視師范生的操作技能、實(shí)驗(yàn)規(guī)范性的評(píng)價(jià)；同時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)的參與度、實(shí)驗(yàn)理念形成、實(shí)驗(yàn)思維等表現(xiàn)性方式進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)；并重視考查師范生對(duì)生物學(xué)概念、原理的理解和應(yīng)用以及分析、綜合等思維能力。因此，作為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)，如果單一按實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)，就顯得不全面。

在具體實(shí)踐中，如果想使評(píng)價(jià)具有全面性和客觀性，那么就應(yīng)在優(yōu)化內(nèi)容設(shè)置、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、觀察操作、獲取數(shù)據(jù)、分析討論、歸納總結(jié)等方面設(shè)置相應(yīng)的權(quán)重。由于生物學(xué)材料各異、各種生物生活周期有別，實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易、繁雜不同，對(duì)實(shí)驗(yàn)操作的繁簡(jiǎn)也有差別，因此，在評(píng)價(jià)指標(biāo)中，對(duì)上述內(nèi)容分別設(shè)置了相應(yīng)的指標(biāo)進(jìn)行綜合、全面評(píng)價(jià)。

根據(jù)實(shí)踐，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)成績(jī)的評(píng)價(jià)應(yīng)從以下4個(gè)方面入手：“對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的可行性、合理性認(rèn)識(shí)”評(píng)價(jià)師范生的學(xué)科基本素質(zhì)和創(chuàng)新思維，“實(shí)施過(guò)程的自主性、過(guò)程性”評(píng)價(jià)師范生的綜合能力，“實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正誤”評(píng)價(jià)師范生的嚴(yán)謹(jǐn)性和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，“?duì)結(jié)果的分析”評(píng)價(jià)師范生的專業(yè)素質(zhì)、科研能力和創(chuàng)新能力。各點(diǎn)分別占權(quán)重15%、40%、20%、25%。此外，比例為根據(jù)實(shí)驗(yàn)繁簡(jiǎn)、創(chuàng)新能力是否足夠，設(shè)置了4個(gè)層次的難度系數(shù)級(jí)別，分別是1.00、0.85、 0.70、 0.60。具體做法是：

（一）實(shí)驗(yàn)方案的可行性、合理性

方案是師范生原創(chuàng)的或?qū)⑶叭说姆桨附?jīng)過(guò)改進(jìn)、加工而成，方案的可行性、合理性可以考察師范生對(duì)中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的了解程度。由于師范生為中學(xué)而來(lái)、在大學(xué)中學(xué)習(xí)了“生物教學(xué)論”，并深入中學(xué)進(jìn)行了見(jiàn)習(xí)，對(duì)中學(xué)的教學(xué)有所了解，因此設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)應(yīng)有針對(duì)性。同時(shí)經(jīng)過(guò)大學(xué)的學(xué)習(xí)，實(shí)驗(yàn)操作得到規(guī)范，操作流程十分熟悉的，其思維、創(chuàng)新能力有所提高。在這個(gè)方面設(shè)置了“方案合理性”和“流程合理性”兩個(gè)評(píng)價(jià)點(diǎn)，各占40%、60%。

方案可行性、合理性本應(yīng)是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵，但由于方案是經(jīng)教師審閱后，經(jīng)過(guò)修改、完善而實(shí)施的。因此，不合理的基本已進(jìn)行了修改，這方面的權(quán)重相對(duì)較低。如果有創(chuàng)新性不足等問(wèn)題，可以在“設(shè)計(jì)的總體評(píng)價(jià)”的級(jí)別上可以體現(xiàn)。

（二）實(shí)施過(guò)程的自主性、過(guò)程性

實(shí)驗(yàn)過(guò)程的自主性和過(guò)程性，可以評(píng)價(jià)師范生對(duì)生物學(xué)原理的理解、實(shí)驗(yàn)思維、操作技能、已有知識(shí)的應(yīng)用等能力，是“過(guò)程性評(píng)價(jià)”的重要依據(jù)。由于實(shí)驗(yàn)對(duì)象、目的的不同，采用的方法和藥品的使用就會(huì)有區(qū)別，“量體裁衣”是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)一個(gè)重要指標(biāo)。實(shí)驗(yàn)是否具有合理性，可以看出學(xué)生綜合能力的強(qiáng)弱?！耙?guī)范的操作”是實(shí)驗(yàn)學(xué)科必備的基本功，又是目前高校學(xué)生較為薄弱的環(huán)節(jié)，只有熟練、規(guī)范操作，才能減少人為誤差，達(dá)到使師范生具有“強(qiáng)的動(dòng)手能力、扎實(shí)的生物學(xué)學(xué)科知識(shí)”的教學(xué)目標(biāo)，所以“操作的規(guī)范性、準(zhǔn)確性”在評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)中必不可少。如何將設(shè)計(jì)與實(shí)施有效結(jié)合，達(dá)到預(yù)期的結(jié)果，是設(shè)計(jì)者對(duì)其方案最好的反饋，只有通過(guò)實(shí)踐才能從中發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，體會(huì)到成功的喜悅。“實(shí)驗(yàn)完成的完整性”是另一個(gè)評(píng)價(jià)方面。因此，實(shí)驗(yàn)實(shí)施過(guò)程的自主性和過(guò)程性包括：實(shí)驗(yàn)的合理性，操作的規(guī)范性，觀察的有效性和針對(duì)性，實(shí)驗(yàn)完成的完整性等4部分內(nèi)容，各占權(quán)重的25%。

（三）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正誤

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)受材料、環(huán)境等影響較多，因此不可能像驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)有唯一的結(jié)果，有時(shí)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果并不一定很完美，這就要求師范生多從實(shí)驗(yàn)過(guò)程、材料等多方面進(jìn)行思考、分析。同時(shí)要學(xué)會(huì)觀察實(shí)驗(yàn)過(guò)程的細(xì)節(jié)變化，通過(guò)各種數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以上都是師范生學(xué)科素質(zhì)的體現(xiàn)。即便是準(zhǔn)確的結(jié)果，也有表述，有效數(shù)字、統(tǒng)計(jì)等多方面的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)觀察和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行具體分析，為今后工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在這方面，設(shè)置“實(shí)驗(yàn)結(jié)果”、“記錄的完備性和合理性”等兩方面的內(nèi)容，各占50%。

（四）對(duì)結(jié)果的分析

結(jié)果的分析是對(duì)師范生合理應(yīng)用已有知識(shí)，查閱資料，了解相關(guān)研究進(jìn)展的過(guò)程，也是師范生對(duì)實(shí)驗(yàn)的反思過(guò)程，對(duì)將來(lái)教學(xué)或進(jìn)一步開(kāi)展研究工作很有幫助，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，不能僅限于表面，必須要有一定的深度，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)置“結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析”、“與相關(guān)研究、相似工作比較、討論”、“實(shí)驗(yàn)建議”等3個(gè)方面評(píng)價(jià)內(nèi)容，分別占權(quán)重的40%、40%、20%。

上述4個(gè)方面可以對(duì)師范生的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行較為全面和客觀的評(píng)價(jià)，從而避免了單一憑實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)的評(píng)價(jià)模式。

（五）總體設(shè)置難度系數(shù)級(jí)別

由于涉及材料、生物生活周期、材料采集等因素的影響，不同的實(shí)驗(yàn)有不同的難易程度和持續(xù)時(shí)間，如《香煙煙霧水對(duì)魚(yú)的危害》和《不同小魚(yú)觀察血細(xì)胞的流動(dòng)材料優(yōu)化》就有不同的實(shí)驗(yàn)時(shí)間；而《涂改液對(duì)植物的影響》和《不同介質(zhì)對(duì)扦插植物生根及光合作用的影響》也有不同的操作難易度；此外《紅、綠、藍(lán)等單色光對(duì)植物光合作用的影響》《光污染對(duì)植物生長(zhǎng)的影響》與《不同紅葉植物對(duì)質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化》的創(chuàng)新性也有差異，所以在綜合上述4方面因素后，在實(shí)驗(yàn)繁簡(jiǎn)、創(chuàng)新性上設(shè)置了4個(gè)層次的級(jí)別，以區(qū)別不同設(shè)計(jì)方案的難度系數(shù)，分別是1.00、0.85、0.70、0.60，為區(qū)別不同的設(shè)計(jì)項(xiàng)目的差異，將此系數(shù)與上述的總成績(jī)相乘，即為該實(shí)驗(yàn)的最后成績(jī)。

實(shí)驗(yàn)表明，按此標(biāo)準(zhǔn)基本可以較為客觀、全面對(duì)師范生的設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的反思

生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，生物科學(xué)師范生的知識(shí)結(jié)構(gòu)是否滿足中學(xué)需要、實(shí)踐技能和駕馭課堂的能力是否足夠、潛能是否強(qiáng)大等，這都是高師可持續(xù)辦學(xué)的關(guān)鍵，也是提高學(xué)校聲譽(yù)的最好的途徑。在教師編制制度發(fā)生改變的現(xiàn)狀下，培養(yǎng)的“準(zhǔn)教師”對(duì)中學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)有以下幾個(gè)“不適應(yīng)”：對(duì)中學(xué)生能力培養(yǎng)環(huán)節(jié)的不適應(yīng)，對(duì)實(shí)踐教學(xué)課堂管理所具備能力的不適應(yīng)，對(duì)培養(yǎng)中學(xué)生創(chuàng)新發(fā)現(xiàn)能力、基于解決問(wèn)題的科研能力的不適應(yīng)。

設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)改變了學(xué)生應(yīng)付實(shí)驗(yàn)的思想，促使學(xué)生多思考、開(kāi)拓思路。有了思路，就產(chǎn)生了實(shí)驗(yàn)的沖動(dòng)，就使得實(shí)驗(yàn)改革過(guò)程中學(xué)生的自主學(xué)習(xí)成為可能，在實(shí)踐過(guò)程中知識(shí)和技能得到鞏固。此外，對(duì)指導(dǎo)教師有了新的要求：師范生設(shè)計(jì)方案的審閱要仔細(xì)、到位；提法特別是前人沒(méi)有嘗試的方法，要反復(fù)推敲，盡可能充分讓師范生嘗試、探索、并及時(shí)歸納總結(jié)。作為師范教育專業(yè)，應(yīng)發(fā)揮其教師專業(yè)的特點(diǎn)，時(shí)刻牢記任務(wù)是培養(yǎng)專業(yè)化的教師，設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的多元化評(píng)價(jià)體系建立，有助于師范生將來(lái)開(kāi)展相關(guān)工作。師范生只有在實(shí)踐中，發(fā)現(xiàn)自己的不足，并在日常的學(xué)習(xí)中有針對(duì)性地加以補(bǔ)救，將來(lái)才可能自如駕馭中學(xué)課堂。

通過(guò)設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的訓(xùn)練，師范生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新精神得到提升，操作技能得到鞏固和提高。實(shí)踐證明：在高等師范院校生物學(xué)開(kāi)展設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，有助于發(fā)揮學(xué)科優(yōu)勢(shì)。對(duì)培養(yǎng)新的課程標(biāo)準(zhǔn)下開(kāi)展教學(xué)工作的新型教師具有一定的優(yōu)勢(shì)。評(píng)價(jià)模式的建立，對(duì)師范生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ男纬伞W(xué)科素質(zhì)的提高具有重要作用。

[1]汪忠主編.新版課程標(biāo)準(zhǔn)解析與教學(xué)指導(dǎo)——初中生物[M]. 北京：北京師范大學(xué)出版社，2012，1-153

[2]劉恩山、汪忠主編. 普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）解讀[M].南京：江蘇教育出版社，2004，1-309

[3]陳繼貞編. 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[M].北京：科學(xué)出版社，2004，98-230

[4]唐松林. 教師素質(zhì)的突然分析與應(yīng)然探討[J]. 高等師范教育研究，2004（6）：34-39

[5]嚴(yán)贊開(kāi)、陳櫻、衷明華. 綜合性實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐——以肉桂酸的合成實(shí)驗(yàn)教學(xué)為例[J]. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理 2013,30（9）：140-142

[6]姚婧. 研究性學(xué)習(xí)與高師生科研素質(zhì)的培養(yǎng)[J]. 教育探索，2004（4）：98-99

（編輯：胡 璐）

陳健輝，廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院副教授，研究方向：生物教育、植物形態(tài)學(xué)。

本文為廣東省高等教育教學(xué)改革項(xiàng)目（GDJG20142263）、廣州市教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃項(xiàng)目（No.12A008）

G633.91

A

1671-0568 （2015） 31-0102-03