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开展初中生物实验考查的初步研究

  • 来源:广州教学研究
  • 发布者:叶治平
  • 日期:2011-06-14 09:27:00

       通常实验课后,教师都根据实验报告的形式来衡量学生是否完成某个实验,从实验报告的内容衡量实验的效果如何。至于学生是否正确地掌握实验的方法,操作的动作是否规范,实验课的堂上表现等方面却很少体现。这样造成学生在实验课上抱着“好玩”的心态,随意操作,课后照书抄实验现象和实验结论,根本没有将提高生物科学素养落到实处。本研究致力于提出较全面的学生实验能力考查方式,敦促学生关注自己的生物实验技能和能力,提高自身的生物科学素养,同时促进实验教学的有效开展。
   
    一、实验考查的方式
   
    生物实验能力是一种综合表现,它涵盖多个方面的内容,因此实验考查的方式可以是操作、口试、笔试、报告和设计等五种形式或其中几种的组合,从多个角度,全面评价学生的实验能力。
    1.实验操作考试主要是考查学生的独立操作、积极参与、认真思考、细心观察和动手能力。学生通过亲手操作,可以进一步明确实验目的、实验原理、实验方法和实验步骤,理解严格遵守操作规程和注意安全的重要性。七年级实验操作考试供选题目有:制作洋葱临时装片、观察植物细胞、观察人的口腔上皮细胞、探究馒头在口腔中的变化等。
    2.口试主要是考查学生的快速归纳总结、严密逻辑思维、清晰语言组织及口头表达能力。考题可以针对教材上某个实验的目的、器材、方法、过程、注意事项、结果等,也可以同时考查多个实验。在考题设计上主要考查3-4个问题,考查问题的提问顺序从易到难,答案比较简短、灵活,考试时间比较短。七年级可以考查观察植物细胞、观察小鱼尾鳍内血液的流动、探究馒头在口腔中的变化、膝跳反射等。
    3.笔试是传统的实验考查方法,主要考查实验原理、方法,题型多为选择和填空,操作简便,统一性强。
    4.实验设计主要考查学生对实验的整体把握,对实验能力的综合运用。考查内容不受限制,学生可根据自己感兴趣的问题设计一个探究实验,或者在教材实验的基础上进行改进、补充、添加,成为一个创新实验。学生要自己设计方案,合理选择实验材料,安排实验步骤,设计数据处理方法,经过一系列的观察、探究、查阅文献、独立完成实验,并得出结论或预期实验结果。此类考试主要适合于对生物学科特别有兴趣以及综合能力比较强、肯钻研和下功夫的学生。实验设计的评分标准弹性比较大,根据实验设计要求的内容、完成情况和实验效果酌情给分(见表1)。

1  实验设计的考核点和分值
考核点
具体内容
满分值
实验名称
是关于一个什么内容的实验
1
实验目的
要探究或者验证的某一事实
1
实验原理
进行实验依据的科学道理
1
实验对象
进行实验的主要对象
1
实验条件
完成该实验必需的仪器、设备、药品条件
2
实验方法与步骤
实验采用的方法及必需操作程序
3
实验测量与记录
对实验过程及结果应有科学的测量手段与准确的记录
3
实验结果预测及分析
能够预测可能出现的实验结果并分析导致的原因
5
实验结论
对实验结果进行准确的描述并给出一个科学的结论
3
    实验设计的题目举例:①水质污染对泥鳅生活的影响、②探究水分对鼠妇生活的影响、③左耳与右耳的听力相同吗?
    5.调查研究是进行科学研究的方法之一。学生需要通过观察、探究、实验、查阅文献、访谈等多种方式才能完成。调查的内容不受限制,学生根据教材中涉及到的问题或自己感兴趣的内容,设计一系列的调查题目组成调查问卷,需要通过查阅文献、访谈、分析数据、撰写文字材料等多个环节才能完成。这种考查方式充分体现了学生与人沟通的能力、文字表达能力和总结概括能力,主要适合于对生物学科特别有兴趣,口头表达能力强、肯钻研和下苦功的学生。调查报告的评价对象是调查报告的标题和正文两部分,而正文又由前言、主体和结语三部分组成,具体的评分内容及评分标准见表2。
表2 调查报告的评分内容与分值
考核点
具体内容
满分值
标题
关于一个什么内容的调查
2
正文
前言
调查的起因或目的、时间和地点、对象或范围、经过与方法,以及人员组成等调查本身的情况,从中引出中心问题或基本结论来
5
主体
详述调查研究的基本情况、做法、经验,以及分析调查研究所得材料中得出的各种具体认识、观点和基本结论
8
结尾
总结全文的主要观点,提出解决问题的方法、对策或下一步改进工作的建议
5
    调查报告题目举例:①初一年级学生近视眼的成因调查、②开发区中学校园绿化树种调查、③酵母菌在日常生活中的作用调查。
   
    二、实验考查的实施
   
    本研究的对象主要来自广州开发区中学2007年入学的初一年级学生,实验周期为一年。初一年级有四个班,各班学生均为随机编班,从入学成绩上看无差异性,从中随机选两个班为实验班,另两个班为对照班,同一名教师任教。实验班采用多种不同的生物实验考查方式,对照班以实验报告作为考查依据。其余教学方法、教学进度、课后辅导时间等均相同。经过一年的实验,利用实验即时评价、实验技能、知识竞赛、考试等方式,对学生的实验能力进行比较,获得初步数据。同时,对学生和有关教师进行问卷调查,作为检测实验结果的参考。采用SPSS11.5统计软件对所有数据进行统计学处理,数据分析采用大样本Z检验。
   
    三、结果与分析
   
    1.问卷调查的结果
    在第一轮的单项测试过后,对2个实验班的全体学生进行了问卷调查,有87.21%的学生会为生物实验考查专门做考前复习和准备,54.07%的学生觉得生物实验考查并没有占用太多的学习时间。在调查学生最喜欢哪种实验考查方式和学生认为哪种考查方式最能反映实验能力时,有接近一半的学生表示最喜欢实验操作这种考查方式,也认为这种方式最能反映实验能力的高低。这说明学生还是倾向于动手多一些,愿意将所学知识运用到生活中,展示自己的特长。
   
    2.总体成绩比较
    前测:初一年级学生第一次生物单元测验成绩,统计比较无差异。
    后测:跟踪生物科第二单元测试、第四单元测试、期末考试平均分和学生在实验题的得分情况。其中初一第二学期期末考为萝岗区统考。
    在进行前测时,实验班与对照班的成绩差异不显著。经过了第一轮的实验考查,实验班学生的生物成绩比对照班显著提高。以第一学期的两次考试相比,实验班与对照班成绩差异显著。以第二学期的两次考试相比,实验班与对照班成绩差异非常显著。在第一学期和第二学期的期末考试中实验题的得分情况上也体现出实验班比对照班得分更高,差异非常显著。由此证明,进行实验考查有利于学生的学习成绩提高。
    3.实验能力的比较
    广州市青少年科技教育协会每年都会举办一次全市初中学生的显微镜操作比赛。为了选拔学生参赛,2008年3月笔者在初一年级开展了一次实验操作技能竞赛,竞赛的内容为“用显微镜观察洋葱表皮细胞”。对实验班和对照班学生的总分进行统计分析和Z检验。
    在“显微镜观察洋葱表皮细胞实验的操作评价”中,实验班学生的各项得分均比对照班的得分高,差异非常显著。这表明实验班学生在显微镜操作的规范、实验步骤、操作速度和制作临时装片等各方面的能力都优于对照班。由此证明,进行实验考查提高了学生的实验能力。
    经过第一轮的实验后,笔者发现实验班学生中有81.42%的学生们认为很有必要进行实验操作考查,90.12%的学生认为进行实验考查能提高学生对生物实验的重视程度,86.66%的学生认为进行实验考查提高了自己的动手能力。这充分说明学生对实验考查持认同的态度。而参与实验考查全过程的教师也认为,实验班的学生上实验课的态度更加认真,动手操作更注重规范性,实验课的效果也比对照班好很多。由此证明初中生物实验考查对提高学生的实验能力是有效的,实验考查提高了学生对生物实验的重视程度,发展了学生实验能力,促进学习成绩的进步。因此初中生物实验考查必须进行。
   
    四、讨论
   
    在一年多的实验过程中,笔者发现有以下几个方面有待改进:
    1.谁来担任评价者
    调查问卷反映86.05%的学生赞同教师是学生实验评价最主要的主体,而73.84%学生认为学生也应参与实验评价过程。其实学生参与评价更有利于学生主体性的发挥,这也是生物课程标准的要求,这一点应当在以后的实验考查中体现。
    2.对实验口试和笔试考查的改进
    由于口试考查是师生一对一进行的,考查速度太慢,耗费时间太长。今后可以考虑以小组的形式展开,即学生4人自由组合,共同回答老师提出的问题。这样可以大大节约考查时间,同时也降低学生的紧张感。在评价时增加小组评价,避免部分同学不为考查作准备,混在小组中滥竽充数。
    针对每套笔试试题考查内容过少的问题,建议将笔试的考查纳入平时的纸笔测验中,即无需组织专门的实验笔试考查,改为在每次单元考试或期末考试中命制20分的实验题目,这样使笔试考查涉及的实验内容更多,更全面。
    3.由实验设计和调查报告反馈的问题
    由调查结果反馈,实验班学生普遍认为开展实验设计和调查报告的难度较大。真正能提交高质量设计方案或调查结果的学生并不多,其原因有以下几个方面:
    ①学生的质疑精神不强。学生在实验后,当发现实验结果与预期理论值不符时,学生很少会(52.33%)或者从不会(36.04%)将实验重新做一遍,或对实验提出异议。学生对实验存在的误差也不懂得做深入分析,很少(54.65%)或者从来没有(24.42%)考虑过怎样改进实验来减少实验误差。其实这正是能促使学生积极思考的大好机会,而很多学生意识不到,错过了创新的机会。
    ②缺乏发现问题、设计实验的意识。因传统实验教学多以验证性实验为主,导致学生仅仅把实验看作获得知识和练习技能的工具,使生物学实验沦为理论知识的附庸,不能充分发挥生物实验应有的价值。学生习惯了接受实验知识,对实验想象不敏感,从而导致学生在实验中缺乏发现问题的能力,更谈不上设计实验了。
    ③设计能力不强,需要教师多指导。大部分学生只是按照课本上的实验方案,没有考虑改进实验方案使实验效果更为明显。有的学生找不到需要改进的地方,有的学生能够发现需要改进的地方,但是不知道该如何改进。因此需要教师系统地给学生讲解实验设计的内容,在学生进行实验设计中,多给予方法上的指导,鼓励学生大胆尝试。
    学生在开展调查时,普遍存在畏难情绪,感觉无从下手,就想放弃。这时更需要教师的指导与鼓励。例如提供部分调查问卷的范例,帮助学生围绕自己的主题,设计合理的问卷,以降低实施的难度。在学生开始调查后,教师还应关注调查的进展情况,例如已调查的人数、数据的整理等,既能帮助学生解决困惑,又是一种善意的提醒和督促。
   
    参考文献
    [1]中华人民共和国教育部生物课程标准研制组,生物课程标准解读(全日制义务教育实验稿)[M],北京师范大学出版社,2007年11月版。
    [2]张寿昌,许灵明.初中毕业生理化实验操作能力考核的探索与思考[J].教学仪器与实验(中学版),2007(8):32-35
    [3]张寿昌.初中学生实验操作考查方法的研究[J].教学仪器与实验(中学版),2004(5):42-45。
    [4]刘艳红.初中生物有效实验考查模式的探索与实践[J].生物学教学,2007(11):27-29
   
                   
  (作者单位:广州开发区中学   本文学科编辑:钟阳)
选自《 广州教学研究》总第452期