高中生物教學(xué)在銜接大學(xué)創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中的嘗試

曹燕波

（無(wú)錫市輔仁高級(jí)中學(xué) 江蘇無(wú)錫 214123）

1 話題緣由

創(chuàng)新是民族進(jìn)步的靈魂。在科技興國(guó)的戰(zhàn)略下，各高校大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)開展得如火如荼。然而，大學(xué)新生創(chuàng)新實(shí)踐基礎(chǔ)能力薄弱也成了在眾多高校提高創(chuàng)新水平的瓶頸。新入學(xué)的大學(xué)生普遍缺乏最基本的科學(xué)研究訓(xùn)練，獨(dú)立承擔(dān)研究項(xiàng)目、撰寫論文等的綜合能力不足。跟蹤往屆校友的成長(zhǎng)軌跡，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)年在高中只是考試成績(jī)好的學(xué)生后來(lái)進(jìn)入大學(xué)、步入社會(huì)后，大多成就平平；樂(lè)于參加生物學(xué)科課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究、探究、種植等活動(dòng)、積極參與撰寫研究報(bào)告的學(xué)生，盡管他們的學(xué)習(xí)成績(jī)可能只是位于中等或中等以上水平，然而他們?cè)诤髞?lái)各自大學(xué)的創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)中卻如魚得水，容易脫穎而出。鑒于此，筆者開始思考如何在高中階段培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維意識(shí)、發(fā)展基礎(chǔ)科學(xué)研究能力、提升研究思考的獨(dú)立性，為學(xué)生將來(lái)升入大學(xué)進(jìn)一步深造做好鋪墊和銜接，并進(jìn)行了一些實(shí)踐和探索。

在課程學(xué)習(xí)設(shè)置方面，學(xué)校將國(guó)家課程、校本課程、校內(nèi)課程進(jìn)行了重新整合，讓學(xué)生有機(jī)會(huì)從創(chuàng)新科學(xué)研究的角度接觸更加具體系統(tǒng)的創(chuàng)新實(shí)踐基本常識(shí)，提升創(chuàng)新意識(shí)和能力。創(chuàng)新教學(xué)組織形式由日常授課班轉(zhuǎn)為分層選修班，由單個(gè)主題研究性學(xué)習(xí)小組轉(zhuǎn)為科研實(shí)戰(zhàn)小組，從傳統(tǒng)的課堂教學(xué)傳授轉(zhuǎn)為社區(qū)、高校和科研院所的體驗(yàn)性、拓展性實(shí)踐活動(dòng)。通過(guò)系列創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生對(duì)生物科學(xué)研究有了較系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，創(chuàng)新綜合能力獲得了一定提升。2012年，我校成功獲批建設(shè)江蘇省學(xué)科課程基地——“生物科學(xué)探究基地”，依托這個(gè)平臺(tái)，生物組和“中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院淡水漁業(yè)研究中心”“江南大學(xué)生物工程學(xué)院”“南京農(nóng)業(yè)大學(xué)蓋氏細(xì)胞實(shí)驗(yàn)室”“無(wú)錫市農(nóng)業(yè)委員會(huì)”等科研院所建立了密切的聯(lián)系，眾多學(xué)者專家對(duì)我校開展高中階段生物學(xué)科開展面向大學(xué)銜接的創(chuàng)新教學(xué)研究活動(dòng)提供了指導(dǎo)和幫助。

2 具體實(shí)施

2.1 分層教學(xué)確立活動(dòng)內(nèi)容

圍繞提升學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力，在學(xué)習(xí)課程設(shè)置方面，我校生物學(xué)教師將國(guó)家課程、校本課程、綜合實(shí)踐活動(dòng)、學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)等進(jìn)行整合分層，從低到高設(shè)為基礎(chǔ)課程（激趣啟蒙）、進(jìn)階課程（實(shí)踐拓展）和高階課程（卓越先修），讓學(xué)生有機(jī)會(huì)從學(xué)科教材接觸創(chuàng)新實(shí)踐基本常識(shí)，通過(guò)學(xué)科拓展實(shí)驗(yàn)熟悉創(chuàng)新實(shí)踐的常規(guī)步驟，在研究學(xué)科自主課題中提升創(chuàng)新意識(shí)和能力。

基礎(chǔ)課程以國(guó)家課程為主體，主要針對(duì)高一學(xué)生。教師在教學(xué)中充分挖掘和利用教材中科學(xué)史、探究實(shí)驗(yàn)、拓展題中涉及創(chuàng)新的內(nèi)容，讓學(xué)生感受科學(xué)家實(shí)驗(yàn)研究中的奇思妙想，體驗(yàn)創(chuàng)新手段對(duì)于科學(xué)發(fā)展的推動(dòng)。

進(jìn)階課程包括學(xué)校日常的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)、生物競(jìng)賽活動(dòng)中的實(shí)驗(yàn)拓展活動(dòng)，主要針對(duì)高二選修生物的學(xué)生。根據(jù)學(xué)生的需要，學(xué)校開設(shè)了“生物學(xué)科的研究型學(xué)習(xí)選題”“生物實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)操作”“創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)研究的基本原理”“青少年科技大賽優(yōu)秀項(xiàng)目介紹”等系列講座或課程。

高階課程主要針對(duì)那些在研究性學(xué)習(xí)和課內(nèi)外實(shí)驗(yàn)研究中表現(xiàn)出突出的學(xué)生和小組，學(xué)校聯(lián)合高校導(dǎo)師為這些學(xué)生開設(shè)了部分大學(xué)先修課程，如“生物化學(xué)”“微生物學(xué)”“普通生物學(xué)”“分子生物學(xué)”等課程，引導(dǎo)學(xué)生不斷調(diào)整研究思路、優(yōu)化課題研究、拓展研究新領(lǐng)域，并積極參加各級(jí)各類的青少年科技創(chuàng)新大賽等活動(dòng)。

2.2 按學(xué)生需求實(shí)施活動(dòng)項(xiàng)目

根據(jù)問(wèn)卷調(diào)查獲得的信息及我校的實(shí)際情況，將擬開展的生物學(xué)科創(chuàng)新實(shí)踐活動(dòng)的確定為“教材實(shí)驗(yàn)優(yōu)化與創(chuàng)新”“植物種植與雜交”“水環(huán)境與治理”“新生物技術(shù)的應(yīng)用”“健康生活中的生物學(xué)研究”等幾個(gè)方向。

學(xué)校針對(duì)學(xué)生個(gè)體在研究能力方面的優(yōu)勢(shì)和不足，根據(jù)“個(gè)人興趣結(jié)合優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)”的原則進(jìn)行編組，由本校不同研究特長(zhǎng)的生物學(xué)教師擔(dān)任不同組別的指導(dǎo)教師。實(shí)踐課題（方案）的設(shè)計(jì)和實(shí)施過(guò)程注重利用教師指導(dǎo)、學(xué)生互助、師生研討等形式提升學(xué)生的研究能力。在課題研究過(guò)程中，預(yù)計(jì)學(xué)生會(huì)遇到關(guān)于分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、動(dòng)植物生理學(xué)、微生物生態(tài)等領(lǐng)域的學(xué)科知識(shí)，學(xué)校積極聯(lián)系高校和科研院所，聘請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域的教授、專家作為創(chuàng)新課題研究小組的導(dǎo)師。各研究小組定期向?qū)焻R報(bào)研究進(jìn)展，并向他們請(qǐng)教目前高中學(xué)段沒(méi)有能力解決的理論和技術(shù)問(wèn)題。

例如，針對(duì)《必修1·分子與細(xì)胞》中的“動(dòng)植物細(xì)胞膜具有選擇透過(guò)性”，研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)想利用腌咸蛋的過(guò)程了解細(xì)胞膜對(duì)水分子和其他離子選擇性的差異。他們選擇了生、熟兩種鵪鶉蛋進(jìn)行研制實(shí)驗(yàn)，通過(guò)口嘗蛋白咸淡來(lái)比較具有生蛋的“活性膜”的與熟蛋的“喪失活性膜”對(duì)控制Na+進(jìn)入細(xì)胞的情況。在詳細(xì)聽取了他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)想之后，該小組的導(dǎo)師——江南大學(xué)食品系的教授從科研的角度給他們提出了指導(dǎo)建議：品嘗蛋白咸淡的方法屬于對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的定性分析記錄，受實(shí)驗(yàn)者主觀因素的干擾較多，一般不被作為主要的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。當(dāng)聽到學(xué)生說(shuō)曾想到過(guò)測(cè)定蛋白中Na+、Cl-含量變化，但卻少測(cè)定技術(shù)指導(dǎo)的時(shí)候，該教授向?qū)W生介紹了“凱氏定氮法”。考慮到實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程會(huì)涉及硫酸等一些危險(xiǎn)化學(xué)藥品，該教授主動(dòng)提出其課題組利用業(yè)余時(shí)間幫研究小組完成Na+含量的定量測(cè)定工作。為了加深學(xué)生對(duì)這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的印象，還專門向?qū)W生開放了一次凱氏定氮法實(shí)驗(yàn)操作的參觀活動(dòng)

再如，研究小組開展了“利用水生植物抑制太湖銅綠微囊藻的生長(zhǎng)”的研究。該項(xiàng)目是通過(guò)將各種水生植物與太湖銅綠微囊藻共同栽種，觀察銅綠微囊藻的生長(zhǎng)情況。實(shí)驗(yàn)雖然取得了較好的效果，但校外導(dǎo)師江南大學(xué)的教授指出了研究中存在的問(wèn)題：該研究依舊停留在低階的現(xiàn)象陳述層面，沒(méi)有深入對(duì)到科學(xué)原理的探究。“水生植物能夠抑制太湖銅綠微囊藻的生長(zhǎng)”只是實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，是研究的起點(diǎn)而非終點(diǎn)。事實(shí)上，“水生植物對(duì)銅綠微囊藻生長(zhǎng)的抑制”是因?yàn)楫a(chǎn)生了某種化學(xué)物質(zhì)，發(fā)生了化感作用。該教授建議再設(shè)計(jì)一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)：從水生植物提取分離各種化學(xué)物質(zhì)后，分別加入到銅綠微囊藻培養(yǎng)液中，再觀察藻類的數(shù)量和形態(tài)變化。依據(jù)導(dǎo)師的建議，研究小組重新規(guī)劃了實(shí)驗(yàn)方案，將研究課題更改為“利用化感作用抑制太湖銅綠微囊藻的生長(zhǎng)”。

3 效果分析

3.1 轉(zhuǎn)變學(xué)科學(xué)習(xí)思維

以往學(xué)生和家長(zhǎng)甚至教師都以為生物學(xué)習(xí)只要看書、記記背背就能取得好成績(jī)。現(xiàn)在，不僅教師對(duì)推行實(shí)踐創(chuàng)新教學(xué)的必要性有了深入認(rèn)知，學(xué)生也對(duì)生物學(xué)習(xí)的態(tài)度和思維方式上出現(xiàn)了很大的轉(zhuǎn)變，開始追求理論聯(lián)系實(shí)際，有了學(xué)以致用的意識(shí)，并且產(chǎn)生了濃厚的科研興趣和創(chuàng)新意愿，逐步形成在日常生活中敢于面對(duì)困難的態(tài)度以及樂(lè)于探索、努力求知的職業(yè)素質(zhì)。

3.2 拓寬學(xué)科創(chuàng)新視

學(xué)生學(xué)習(xí)生物的空間不再局限于課堂，可以在報(bào)告廳、實(shí)驗(yàn)室，甚至在校園之外。學(xué)生走進(jìn)科研院所，參與科研實(shí)踐，大大拓寬了視野；對(duì)于教材上介紹的科技前沿知識(shí)，接受領(lǐng)悟更快；對(duì)于基礎(chǔ)知識(shí)的理解更為深刻，運(yùn)用生物學(xué)科知識(shí)分析、解決問(wèn)題的能力也更強(qiáng)。

3.3 提高創(chuàng)新研究能力

通過(guò)一系列的科學(xué)研究實(shí)訓(xùn)，學(xué)生激發(fā)好奇心，逐漸學(xué)會(huì)獨(dú)立地進(jìn)行文獻(xiàn)資料調(diào)研、總結(jié)，并能獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)方案的制定、操作、數(shù)據(jù)整理，提升了科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。

撰寫實(shí)驗(yàn)論文是學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)術(shù)成果生成的一個(gè)重要方面。學(xué)生通過(guò)撰寫創(chuàng)新實(shí)踐項(xiàng)目的小論文，不僅物化了實(shí)驗(yàn)成果，在對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整理和加工的過(guò)程中，還強(qiáng)化了為每一項(xiàng)研究數(shù)據(jù)的真實(shí)性和每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的科學(xué)性負(fù)責(zé)的態(tài)度。學(xué)生具備了這些技能，對(duì)科學(xué)研究充滿了自信和好奇，特別是對(duì)大學(xué)期間的創(chuàng)新科研活動(dòng)，有了更多的期待。