培育瓶中小植物 助力生态大环境

侯越

活动背景

《全球环境展望》中指出，生态系统的完整性和各种功能正在衰退，每14 个陆地栖息地中就有10个植被生产力下降，物种灭绝的速度也在上升。如何有效地保护生物多样性不被破坏，实现人与自然和谐相处，是全球需要共同面对的难题。北京市第八中学在开展中学生命科学创新教育方面有丰富的经验和过硬的基础条件，在学生中多年开展植物组织培养技术学习，在常见植物、珍稀植物及特殊植物的培育和繁育工作中全面提升了学生对植物的认知。参与此次活动的学生已经进行了1 个学期生命科学创新实践课程的基础学习，对于植物组织培养的基本知识和技术有所了解和掌握，但无菌操作及植物培育的成功率并不高，同时缺少科学研究中坚持不懈的科学态度及日常观察记录的科学习惯，需要在活动中将他们的兴趣点延续并深入。

活动对象

参与本次活动的学生年龄为13 ～ 15 岁，好奇心较强，对很多身边的问题都充满强烈的探究欲望。

活动目标

在社会热点问题引导下，通过问题驱动，学习生物多样性相关知识，思考自身在生物多样性保护中所作的贡献，激发学生的社会责任感。

确定研究方向后，通过自主查询资料、设计方案等，掌握选定植物的相关背景知识，初步形成科学探究的基本思路。

确定研究方案后，通过小组合作，开展实践探究，掌握无菌组织培养植物的最优条件和方法，探究该种植物的生物作用和社会价值，培养学生在科学研究过程中坚持不懈的态度和一丝不苟的科学精神。

完成选定植物培育后，通过与其他组的分享与交流，提高学生语言表达和总结能力，增强自身对于植物多样性的认识，树立人与自然和谐相处的大生态观。

活动重难点及创新点

重点

掌握所选择植物组织培养的最佳条件和方法，深刻体会科学研究中的严谨和坚持。

难点

利用植物组织培养技术成功培育植物，并发现该种植物可以深入开展研究的方向。

创新点

从植物组织培养技术的社会价值入手，利用项目式学习理念，创设真实情境，引导学生完成常见植物、难得一见植物的培育，通过一个小玻璃瓶，实现学生近距离观察、学习不同植物知识的愿望，激发学生研究兴趣，实现深度学习。

活动理念

活动以项目式学习为活动理念，紧抓社会热点中学生感兴趣的驱动问题引发思考，充分发挥学生作为活动主体的作用，教师作为活动的引导者和指导者，通过实践探究的方式解决问题，并在活动过程中不断深入思考，实现研究的深入，全面提升学生的科学素养。

活动过程

环节一：问题驱动，确定方向（1次活动）

教师活动 ①介绍生物多样性的相关背景知识，与学生一起讨论生物多样性对人类乃至整个生态系统的重要性。②提出问题，包括生物多样性保护对于地球和人类的重要作用，植物多样性在生物多样性中的作用，对于植物多样性我们可以做些什么等。发放问题单，引发学生对于生物多样性的思考，作为中学生可以为生物多样性的保护做什么？

学生活动 ①学生针对教师提出的问题进行思考。②针对教师提出的驱动问题，学生逐一解答，并完成问题单，明确可以参与的活动方向。

设计意图 在问题驱动下，引导学生独立思考，选择活动方向并进行深入的设计和探究，培养学生独立解决问题的意识。

环节二：分解问题，设计方案（1 ～ 2 次活動）

教师活动 ①以培育植物方案设计作为活动主题，与学生一起对新的问题进行分解。②设计研究思考单，问题包括研究对象是什么，需要控制或改变什么因素，需要测量什么指标等。③设计对比不同种植方式的问题单，包括使用的材料、生长周期、成活率等，启发学生思考采取传统方法和采用新技术开展植物培育的区别，以及组织培养技术的优势。

学生活动 ①学生分组设计活动方案，并对不同种植方式进行深入的思考。②确定本组开展研究的植物种类及具体的实施方案。

设计意图 通过前期学习和自主查阅资料完善研究方案，发挥学生的主观能动性，并在后续的实验探究中对方案的可行性进行验证。

环节三： 探究论证，实践检验（3～4次活动）

教师活动 ①根据学生的兴趣方向分组。②准备好探究过程中所需的植物材料、试剂、器材等。③设计初步的实验记录单，强调安全注意事项，现场指导学生做好实验记录。

学生活动 ①优化完善实验方案，做好实验准备，包括土壤、培养基、种子等。②在教师指导下开展种植实验，做好日常观察记录。

设计意图 培养学生养成依据方案开展实验、规范进行实验记录的良好习惯。

环节四：解决问题，成果分享（1 ～ 2 次活动）

教师活动 ①布置分享交流任务，要求学生以小组为单位，通过5 ～ 10 分钟的PPT 分享，介绍自己的研究成果、学习感悟等，及时总结并给予反馈，鼓励学生，并提出改进建议。②围绕活动目标，从学习态度、实验设计及操作、项目成果等方面设计评价量表，结合自评、小组内互评及教师评价等形式开展综合评价。

学生活动 ①各小组展示交流探究活动成果及感悟。②认真学习其他项目成功之处，并对有疑问的地方及时与他人进行交流。

设计意图 培养学生对实验结果的分析总结能力，提高学生语言表达能力及现场应变能力。

评价标准与方式

成果评价

学生的研究报告、成果汇报及培育的植物。

形成性评价

学生在研究过程中的实验记录、个人体会及学习单的完成情况等。

量表评价

从学习态度、实验设计及操作、项目成果等方面设计评价量表。

该项目参与了第36 届全国青少年科技创新大赛科技辅导员科教创新成果线上交流活动。