高中生物教学在衔接大学创新实践活动中的尝试

曹燕波

（无锡市辅仁高级中学 江苏无锡 214123）

1 话题缘由

创新是民族进步的灵魂。在科技兴国的战略下，各高校大学生创新实践活动开展得如火如荼。然而，大学新生创新实践基础能力薄弱也成了在众多高校提高创新水平的瓶颈。新入学的大学生普遍缺乏最基本的科学研究训练，独立承担研究项目、撰写论文等的综合能力不足。跟踪往届校友的成长轨迹，发现：当年在高中只是考试成绩好的学生后来进入大学、步入社会后，大多成就平平；乐于参加生物学科课内外实验研究、探究、种植等活动、积极参与撰写研究报告的学生，尽管他们的学习成绩可能只是位于中等或中等以上水平，然而他们在后来各自大学的创新实践活动中却如鱼得水，容易脱颖而出。鉴于此，笔者开始思考如何在高中阶段培养学生的创新思维意识、发展基础科学研究能力、提升研究思考的独立性，为学生将来升入大学进一步深造做好铺垫和衔接，并进行了一些实践和探索。

在课程学习设置方面，学校将国家课程、校本课程、校内课程进行了重新整合，让学生有机会从创新科学研究的角度接触更加具体系统的创新实践基本常识，提升创新意识和能力。创新教学组织形式由日常授课班转为分层选修班，由单个主题研究性学习小组转为科研实战小组，从传统的课堂教学传授转为社区、高校和科研院所的体验性、拓展性实践活动。通过系列创新实践活动，学生对生物科学研究有了较系统的认识，创新综合能力获得了一定提升。2012年，我校成功获批建设江苏省学科课程基地——“生物科学探究基地”，依托这个平台，生物组和“中国水产科学研究院淡水渔业研究中心”“江南大学生物工程学院”“南京农业大学盖氏细胞实验室”“无锡市农业委员会”等科研院所建立了密切的联系，众多学者专家对我校开展高中阶段生物学科开展面向大学衔接的创新教学研究活动提供了指导和帮助。

2 具体实施

2.1 分层教学确立活动内容

围绕提升学生创新意识和能力，在学习课程设置方面，我校生物学教师将国家课程、校本课程、综合实践活动、学科竞赛活动等进行整合分层，从低到高设为基础课程（激趣启蒙）、进阶课程（实践拓展）和高阶课程（卓越先修），让学生有机会从学科教材接触创新实践基本常识，通过学科拓展实验熟悉创新实践的常规步骤，在研究学科自主课题中提升创新意识和能力。

基础课程以国家课程为主体，主要针对高一学生。教师在教学中充分挖掘和利用教材中科学史、探究实验、拓展题中涉及创新的内容，让学生感受科学家实验研究中的奇思妙想，体验创新手段对于科学发展的推动。

进阶课程包括学校日常的研究性学习活动、生物竞赛活动中的实验拓展活动，主要针对高二选修生物的学生。根据学生的需要，学校开设了“生物学科的研究型学习选题”“生物实验的基础操作”“创新实验研究的基本原理”“青少年科技大赛优秀项目介绍”等系列讲座或课程。

高阶课程主要针对那些在研究性学习和课内外实验研究中表现出突出的学生和小组，学校联合高校导师为这些学生开设了部分大学先修课程，如“生物化学”“微生物学”“普通生物学”“分子生物学”等课程，引导学生不断调整研究思路、优化课题研究、拓展研究新领域，并积极参加各级各类的青少年科技创新大赛等活动。

2.2 按学生需求实施活动项目

根据问卷调查获得的信息及我校的实际情况，将拟开展的生物学科创新实践活动的确定为“教材实验优化与创新”“植物种植与杂交”“水环境与治理”“新生物技术的应用”“健康生活中的生物学研究”等几个方向。

学校针对学生个体在研究能力方面的优势和不足，根据“个人兴趣结合优势互补”的原则进行编组，由本校不同研究特长的生物学教师担任不同组别的指导教师。实践课题（方案）的设计和实施过程注重利用教师指导、学生互助、师生研讨等形式提升学生的研究能力。在课题研究过程中，预计学生会遇到关于分子生物学、生态学、动植物生理学、微生物生态等领域的学科知识，学校积极联系高校和科研院所，聘请相关领域的教授、专家作为创新课题研究小组的导师。各研究小组定期向导师汇报研究进展，并向他们请教目前高中学段没有能力解决的理论和技术问题。

例如，针对《必修1·分子与细胞》中的“动植物细胞膜具有选择透过性”，研究性学习小组设想利用腌咸蛋的过程了解细胞膜对水分子和其他离子选择性的差异。他们选择了生、熟两种鹌鹑蛋进行研制实验，通过口尝蛋白咸淡来比较具有生蛋的“活性膜”的与熟蛋的“丧失活性膜”对控制Na+进入细胞的情况。在详细听取了他们的实验设想之后，该小组的导师——江南大学食品系的教授从科研的角度给他们提出了指导建议：品尝蛋白咸淡的方法属于对实验现象的定性分析记录，受实验者主观因素的干扰较多，一般不被作为主要的实验证据。当听到学生说曾想到过测定蛋白中Na+、Cl-含量变化，但却少测定技术指导的时候，该教授向学生介绍了“凯氏定氮法”。考虑到实验操作过程会涉及硫酸等一些危险化学药品，该教授主动提出其课题组利用业余时间帮研究小组完成Na+含量的定量测定工作。为了加深学生对这项实验的印象，还专门向学生开放了一次凯氏定氮法实验操作的参观活动

再如，研究小组开展了“利用水生植物抑制太湖铜绿微囊藻的生长”的研究。该项目是通过将各种水生植物与太湖铜绿微囊藻共同栽种，观察铜绿微囊藻的生长情况。实验虽然取得了较好的效果，但校外导师江南大学的教授指出了研究中存在的问题：该研究依旧停留在低阶的现象陈述层面，没有深入对到科学原理的探究。“水生植物能够抑制太湖铜绿微囊藻的生长”只是实验的现象，是研究的起点而非终点。事实上，“水生植物对铜绿微囊藻生长的抑制”是因为产生了某种化学物质，发生了化感作用。该教授建议再设计一组对照实验：从水生植物提取分离各种化学物质后，分别加入到铜绿微囊藻培养液中，再观察藻类的数量和形态变化。依据导师的建议，研究小组重新规划了实验方案，将研究课题更改为“利用化感作用抑制太湖铜绿微囊藻的生长”。

3 效果分析

3.1 转变学科学习思维

以往学生和家长甚至教师都以为生物学习只要看书、记记背背就能取得好成绩。现在，不仅教师对推行实践创新教学的必要性有了深入认知，学生也对生物学习的态度和思维方式上出现了很大的转变，开始追求理论联系实际，有了学以致用的意识，并且产生了浓厚的科研兴趣和创新意愿，逐步形成在日常生活中敢于面对困难的态度以及乐于探索、努力求知的职业素质。

3.2 拓宽学科创新视

学生学习生物的空间不再局限于课堂，可以在报告厅、实验室，甚至在校园之外。学生走进科研院所，参与科研实践，大大拓宽了视野；对于教材上介绍的科技前沿知识，接受领悟更快；对于基础知识的理解更为深刻，运用生物学科知识分析、解决问题的能力也更强。

3.3 提高创新研究能力

通过一系列的科学研究实训，学生激发好奇心，逐渐学会独立地进行文献资料调研、总结，并能独立完成实验方案的制定、操作、数据整理，提升了科学素养和综合能力。

撰写实验论文是学生体验到学术成果生成的一个重要方面。学生通过撰写创新实践项目的小论文，不仅物化了实验成果，在对实验过程和实验数据进行系统整理和加工的过程中，还强化了为每一项研究数据的真实性和每一个实验步骤的科学性负责的态度。学生具备了这些技能，对科学研究充满了自信和好奇，特别是对大学期间的创新科研活动，有了更多的期待。