謝婕 胡繼飛

[摘要]課題組使用翻轉(zhuǎn)課堂的形式將生物科學(xué)師范生專業(yè)選修課程中學(xué)生物實驗研究進(jìn)行教學(xué)實踐，比較學(xué)生對實驗相關(guān)八種知識技能掌握情況的課前與課后調(diào)查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)掌握較好的學(xué)生人數(shù)比課前增加了10.12%，掌握較差的學(xué)生人數(shù)比課前減少了9.69%，總體的知識技能掌握程度課后課前有顯著差異。本研究完善了高等師范教育的課程體系，并為其他專業(yè)、其他院校開設(shè)類似課程提供了借鑒。

[關(guān)鍵詞]中學(xué)生物;實驗研究;課程建設(shè);翻轉(zhuǎn)課堂

[中圖分類號]G642

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]2095-3437（2020）04-0106-03

“翻轉(zhuǎn)課堂”是從英語“Flipped Class Model”翻譯過來的術(shù)語，一般被稱為“翻轉(zhuǎn)課堂式教學(xué)模式”，指的是翻轉(zhuǎn)課堂與課后學(xué)習(xí)的一種教學(xué)模式，其核心是體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)過程。翻轉(zhuǎn)課堂模式最大的優(yōu)點是，翻轉(zhuǎn)了教師與學(xué)生在教學(xué)中的位置，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)核心地位。翻轉(zhuǎn)課堂從2007年出現(xiàn)后，迅速風(fēng)靡全球。繆靜敏認(rèn)為，翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式能為學(xué)生提供更多主動參與學(xué)習(xí)的機(jī)會;祝智庭認(rèn)為，翻轉(zhuǎn)課堂的本質(zhì)是幫助學(xué)生實現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，聚焦問題解決，培養(yǎng)高階思維能力;潘炳超將翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)用于高校教學(xué)，認(rèn)為高校教學(xué)有效應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂模式應(yīng)因“課”制宜，以教學(xué)模式的創(chuàng)新為突破。

對中學(xué)生物實驗進(jìn)行科學(xué)和教學(xué)的設(shè)計創(chuàng)新研究，是中學(xué)生物教師在教學(xué)研究上發(fā)展的要求，是新課程改革的需要，也是中學(xué)生物學(xué)發(fā)展的動力基礎(chǔ)之一。適應(yīng)生物學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)要求，培養(yǎng)具有實驗教學(xué)和實驗研究的新時代生物學(xué)教師，是師范生專業(yè)培養(yǎng)的現(xiàn)實緊急需求。

中學(xué)生物實驗研究課程是對中學(xué)生物實驗課進(jìn)行實驗科學(xué)和實驗教學(xué)研究的一門課程，對師范生的素質(zhì)教育，以及之后從事中學(xué)生物實驗的教學(xué)研究工作，具有重要的實踐指導(dǎo)作用。

一、中學(xué)生物實驗研究課程設(shè)計與翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用

根據(jù)高等師范教育目的、生物新課程改革的要求、師范生的需求和生物教師訪查結(jié)果分析，結(jié)合學(xué)生知識身心發(fā)展?fàn)顩r，參考施良方課程理論，本研究采用“目標(biāo)模式”對中學(xué)生物實驗研究進(jìn)行整體的課程設(shè)計，包括課程目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、課程評價等。

（一）課程目標(biāo)

本杰明·布魯姆（Benjamin Bloom）將教育目標(biāo)分為“知識、理解、應(yīng)用、分析、綜合、評價”六個層次，對于大學(xué)生而言，“應(yīng)用、分析、評價、創(chuàng)建”等中高層次的目標(biāo)才是重點。中學(xué)生物實驗研究課程擬通過以點帶面的各種實驗設(shè)計、研究和實驗課的模擬、異構(gòu)訓(xùn)練，使得學(xué)生的實驗研究和實驗教學(xué)等能力得到不斷鍛煉，故將課程三維目標(biāo)設(shè)置為：

認(rèn)知領(lǐng)域。掌握各種生物實驗設(shè)計原則和科學(xué)研究方法，設(shè)計實驗方案，制訂研究計劃;理解生物學(xué)實驗教學(xué)的各類教學(xué)原則及教學(xué)過程的意義，編寫實驗課教學(xué)設(shè)計。

技能領(lǐng)域。靈活運(yùn)用科學(xué)實驗的方法技巧，親自動手進(jìn)行實驗研究，嘗試實驗創(chuàng)新方法;把握實驗教學(xué)方法的多樣性和靈活性，掌握不同類型實驗課授課的教學(xué)技能。

情感領(lǐng)域。認(rèn)同生物實驗課程的重要性;積極參與實驗研究，獨(dú)立思考，堅定科學(xué)探究精神。

（二）教學(xué)內(nèi)容

根據(jù)課程目標(biāo)，教學(xué)主要內(nèi)容分為兩個模塊，模塊一是針對實驗科學(xué)創(chuàng)新研究，模塊二是實驗教學(xué)技能的訓(xùn)練。兩個模塊相互獨(dú)立又相互滲透。

模塊一的安排，首先是學(xué)習(xí)內(nèi)容的確定。學(xué)生自主形成二人學(xué)習(xí)小組，根據(jù)興趣（或抓鬮）選取中學(xué)生物中任意一個實驗（全班不重復(fù)），先實踐教材上的實驗，并在實驗的過程中仔細(xì)體驗實驗的細(xì)節(jié)關(guān)鍵，之后針對中學(xué)生物實驗本體從實驗歷史，實驗改進(jìn)（原料、藥品、儀器改進(jìn)，多種實驗方法探討），設(shè)計簡化、可操作性更強(qiáng)的實驗方案（材料易得、操作簡便、效果明顯、成本減少等）等方面進(jìn)行創(chuàng)新研究，訓(xùn)練實驗操作技能并鍛煉對中學(xué)生物實驗進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新的實驗研究能力。模塊二是對所選的實驗進(jìn)行教學(xué)研究，提升對中學(xué)生物學(xué)實驗教學(xué)目標(biāo)制訂、教學(xué)方法手段運(yùn)用、教學(xué)過程掌控、實驗教學(xué)效果以及教學(xué)資源管理優(yōu)化的諸項能力;進(jìn)行實驗教學(xué)設(shè)計并試教，對比不同類型實驗教學(xué)的異同，訓(xùn)練并掌握實驗教學(xué)的基本技能。

在兩個模塊的學(xué)習(xí)過程中，主要加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考能力的鍛煉，為其終身學(xué)習(xí)研究打下基礎(chǔ)。

（三）教學(xué)方法

學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，學(xué)習(xí)主動性、積極性和創(chuàng)造性在課程教學(xué)中應(yīng)得到發(fā)展的機(jī)會，為了使學(xué)生更能發(fā)揮學(xué)習(xí)主觀能動性，教學(xué)更加有成效，本課程采用以學(xué)生為主體的翻轉(zhuǎn)課堂模式。

本研究參考翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)模式，設(shè)計具有自身特色的翻轉(zhuǎn)教學(xué)方式，將課堂實施方式分為三個部分：課前研究、課堂展示、課后改進(jìn)，教師的主要教學(xué)工作也由課堂講授轉(zhuǎn)為課間指導(dǎo)。

1.課前研究

在學(xué)生選定研究實驗題目后，通過自己主動查閱文獻(xiàn)，擬定研究方案，并親自動手實操研究，完成教材實驗的全過程，探索實驗存在的問題，并對其進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新研究，在此過程用文字、圖片或視頻進(jìn)行記錄，完成實驗探究后，將記錄整理分析，形成文案。在進(jìn)行實驗科學(xué)研究的同時，對實驗課堂教學(xué)進(jìn)行研究，通過研究教學(xué)參考書籍、觀看教學(xué)視頻資料、試教練習(xí)等，學(xué)習(xí)如何對實驗課堂進(jìn)行模擬教學(xué)。

2.課堂展示

學(xué)生將研究的詳細(xì)過程和結(jié)果展現(xiàn)在課堂，展示的形式分為兩部分，二人學(xué)習(xí)小組的兩位學(xué)生分別做實驗研究的匯報和實驗課堂的模擬。實驗研究匯報以PPT的形式展示，配上研究過程的圖片和視頻，介紹研究的背景、材料與方法、實驗的過程、結(jié)果和分析、結(jié)論和建議。模擬實驗課堂則選擇不同的實驗教學(xué)法，模仿實驗教師，在課堂上進(jìn)行實驗課的模擬教學(xué)，其他學(xué)生則扮演中學(xué)生，給予適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。

課堂上，其他小組的學(xué)生結(jié)合自己研究學(xué)習(xí)經(jīng)驗進(jìn)行交流，教師則根據(jù)匯報者的內(nèi)容和表現(xiàn)，給予修正整改的意見和建議。

3.課后改進(jìn)

展示結(jié)束后，學(xué)生根據(jù)教師的意見和同學(xué)的建議，對實驗科學(xué)研究和實驗教學(xué)設(shè)計做進(jìn)一步的改進(jìn)、修正，并最終形成實驗科學(xué)研究論文和實驗課教學(xué)設(shè)計文案，提交給教師作為課程考核的依據(jù)。

4.教師的“課間”工作

教學(xué)課堂翻轉(zhuǎn)后，教師的主要教學(xué)工作不在課堂上，而在是在課與課之間。根據(jù)教學(xué)安排順序，教師分不同時間段，使用一對一的方式，對不同小組學(xué)生的實驗科學(xué)研究和實驗教學(xué)研究進(jìn)行指導(dǎo)。在學(xué)生課前研究的過程中，教師要對學(xué)生的研究計劃、實驗方案、教學(xué)設(shè)計等進(jìn)行審核和指導(dǎo)，并對學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)做過程記錄。學(xué)生得到教師的指導(dǎo)意見后，經(jīng)修正再開展研究，以確保研究方向的正確性，并在研究的過程中與教師保持有效溝通，使實驗研究在教師的指導(dǎo)下有序進(jìn)行。課堂匯報的時候，教師根據(jù)學(xué)生匯報的內(nèi)容給予客觀評價，并提出改進(jìn)建議，使學(xué)生能根據(jù)教師建議再做進(jìn)一步的改進(jìn)研究。課后，學(xué)生將改進(jìn)修正后的研究論文和教學(xué)設(shè)計交給教師，教師再對學(xué)生提交的兩份作業(yè)做最后評價。

（四）課程評價

為了更全面評價學(xué)生達(dá)成教學(xué)目標(biāo)的情況，本課程設(shè)計采用過程評價與結(jié)果評價相結(jié)合的方式進(jìn)行綜合評價，在不同階段實施不同的評價方式，分別占30%和60%，剩余10%為考勤情況。

過程評價目的主要是為了促使學(xué)生對實驗研究和實驗教學(xué)進(jìn)行改進(jìn)。本研究參考王永花的翻轉(zhuǎn)課堂評價方式，在課堂教學(xué)的過程，采用學(xué)生自評、小組互評和教師點評的方式循序進(jìn)行。學(xué)生自評，是讓學(xué)生反思自己在研究過程中的優(yōu)缺點;小組互評，是相互交流同伴的研究學(xué)習(xí)經(jīng)驗，并做出評價建議;教師點評，是主要把控研究的整體方向和思路，并提出整改的意見。在此過程中，學(xué)生的研究態(tài)度得以體現(xiàn)，而研究的過程和結(jié)果也展現(xiàn)在課堂，并得到教師的指導(dǎo)意見和同學(xué)的建議。

在得到過程性評價之后，學(xué)生將有一段整改的時間，在此過程中，學(xué)生要根據(jù)教師意見和同學(xué)的建議，對原來的科學(xué)創(chuàng)新研究和實驗教學(xué)研究進(jìn)行整改，最終形成一份完整的研究論文和一份詳細(xì)的實驗課教學(xué)設(shè)計，在課程結(jié)束后，這兩份作業(yè)將作為本課程的結(jié)果評價依據(jù)。

二、中學(xué)生物實驗研究課程的實施結(jié)果

中學(xué)生物實驗研究的課程從2012年開設(shè)至今，在G學(xué)院歷經(jīng)五屆學(xué)生的教學(xué)實踐，不斷優(yōu)化教學(xué)方法，并進(jìn)行評價方式的改革，教學(xué)效果在不斷改革中趨向良好，受到越來越多學(xué)生的認(rèn)同，學(xué)生主動選修。

本研究在課程結(jié)束后，使用相同問卷對同一批學(xué)生知識技能掌握情況進(jìn)行課后再調(diào)查，對結(jié)果進(jìn)行自身前后的比較研究。課前課后調(diào)查結(jié)果如圖1和圖2所示，使用配對樣本t檢驗，結(jié)果如表1所示。對于實驗相關(guān)八種知識技能，學(xué)生總體掌握較好的課前與課后對比，課后人數(shù)增加10.12%，0.01

由于本課程實施的教學(xué)方式不同于常規(guī)課程，學(xué)生必須自主學(xué)習(xí)研究實驗與實驗課，才能取得研究成果，用于課堂匯報和完成最后研究報告。在此過程中，學(xué)生學(xué)習(xí)研究的主動性和獨(dú)立性都得到了極大的鍛煉，學(xué)習(xí)成就感也明顯增強(qiáng)，在與教師、同學(xué)進(jìn)行關(guān)于研究的交流中，個人溝通能力、團(tuán)隊協(xié)作能力也得到較多的鍛煉，這將促使學(xué)生變得更加自我肯定，自主學(xué)習(xí)和自主研究能力也得到明顯的提升。

三、結(jié)語

本研究根據(jù)當(dāng)前高等教育發(fā)展的要求，結(jié)合中學(xué)生物學(xué)的實驗研究課程教學(xué)需要，研究生物專業(yè)師范生的學(xué)習(xí)需求，并調(diào)查中學(xué)生物實驗課的開課現(xiàn)狀，了解教學(xué)一線教師的情況與需求，并根據(jù)課程建設(shè)理論，將生物學(xué)實驗的科學(xué)創(chuàng)新研究和實驗教學(xué)實踐兩者相結(jié)合，為師范生提供了一個研究實驗與教學(xué)的訓(xùn)練平臺。使用翻轉(zhuǎn)課堂的形式進(jìn)行教學(xué)后，對實驗相關(guān)八種知識技能中學(xué)生總體掌握較好的部分進(jìn)行課前與課后對比，發(fā)現(xiàn)課后掌握較好的人數(shù)增加了10.12%，課后掌握較差的人數(shù)減少了9.69%，表明極大提升了教學(xué)效果，總體的知識技能掌握程度比課前有顯著的進(jìn)步，其中實驗設(shè)計原則和演示實驗教學(xué)進(jìn)步最大。

本研究探索了增強(qiáng)師范生自主學(xué)習(xí)能力、實踐研究能力和科學(xué)創(chuàng)新能力培養(yǎng)具體途徑，嘗試將中學(xué)生物實驗研究建設(shè)成為一門具有師范特色的教師教育課程。

中學(xué)生物實驗研究課程建設(shè)的探索，對推進(jìn)生物實驗科學(xué)研究和實驗創(chuàng)新教學(xué)發(fā)展、創(chuàng)建應(yīng)用型大學(xué)人才培養(yǎng)模式、造就適應(yīng)社會發(fā)展需要的高素質(zhì)人才有重要意義。本研究完善了高等師范院校生物學(xué)師范生教育課程體系，也為其他專業(yè)、其他院校開設(shè)類似課程提供了借鑒，具有示范作用和應(yīng)用推廣價值。

[責(zé)任編輯：鐘嵐]