曹燕波

（無錫市輔仁高級中學(xué) 江蘇無錫 214123）

1 話題緣由

創(chuàng)新是民族進(jìn)步的靈魂。在科技興國的戰(zhàn)略下，各高校大學(xué)生創(chuàng)新實踐活動開展得如火如荼。然而，大學(xué)新生創(chuàng)新實踐基礎(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，獨立承擔(dān)研究項目、撰寫論文等的綜合能力不足。跟蹤往屆校友的成長軌跡，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)年在高中只是考試成績好的學(xué)生后來進(jìn)入大學(xué)、步入社會后，大多成就平平；樂于參加生物學(xué)科課內(nèi)外實驗研究、探究、種植等活動、積極參與撰寫研究報告的學(xué)生，盡管他們的學(xué)習(xí)成績可能只是位于中等或中等以上水平，然而他們在后來各自大學(xué)的創(chuàng)新實踐活動中卻如魚得水，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、發(fā)展基礎(chǔ)科學(xué)研究能力、提升研究思考的獨立性，為學(xué)生將來升入大學(xué)進(jìn)一步深造做好鋪墊和銜接，并進(jìn)行了一些實踐和探索。

在課程學(xué)習(xí)設(shè)置方面，學(xué)校將國家課程、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)新實踐基本常識，提升創(chuàng)新意識和能力。創(chuàng)新教學(xué)組織形式由日常授課班轉(zhuǎn)為分層選修班，由單個主題研究性學(xué)習(xí)小組轉(zhuǎn)為科研實戰(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性、拓展性實踐活動。通過系列創(chuàng)新實踐活動，學(xué)生對生物科學(xué)研究有了較系統(tǒng)的認(rèn)識，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”，依托這個平臺，生物組和“中國水產(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)胞實驗室”“無錫市農(nóng)業(yè)委員會”等科研院所建立了密切的聯(lián)系，眾多學(xué)者專家對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)研究活動提供了指導(dǎo)和幫助。

2 具體實施

2.1 分層教學(xué)確立活動內(nèi)容

圍繞提升學(xué)生創(chuàng)新意識和能力，在學(xué)習(xí)課程設(shè)置方面，我校生物學(xué)教師將國家課程、校本課程、綜合實踐活動、學(xué)科競賽活動等進(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（實踐拓展）和高階課程（卓越先修），讓學(xué)生有機(jī)會從學(xué)科教材接觸創(chuàng)新實踐基本常識，通過學(xué)科拓展實驗熟悉創(chuàng)新實踐的常規(guī)步驟，在研究學(xué)科自主課題中提升創(chuàng)新意識和能力。

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

進(jìn)階課程包括學(xué)校日常的研究性學(xué)習(xí)活動、生物競賽活動中的實驗拓展活動，主要針對高二選修生物的學(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”“生物實驗的基礎(chǔ)操作”“創(chuàng)新實驗研究的基本原理”“青少年科技大賽優(yōu)秀項目介紹”等系列講座或課程。

高階課程主要針對那些在研究性學(xué)習(xí)和課內(nèi)外實驗研究中表現(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，并積極參加各級各類的青少年科技創(chuàng)新大賽等活動。

2.2 按學(xué)生需求實施活動項目

根據(jù)問卷調(diào)查獲得的信息及我校的實際情況，將擬開展的生物學(xué)科創(chuàng)新實踐活動的確定為“教材實驗優(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”等幾個方向。

學(xué)校針對學(xué)生個體在研究能力方面的優(yōu)勢和不足，根據(jù)“個人興趣結(jié)合優(yōu)勢互補(bǔ)”的原則進(jìn)行編組，由本校不同研究特長的生物學(xué)教師擔(dān)任不同組別的指導(dǎo)教師。實踐課題（方案）的設(shè)計和實施過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。在課題研究過程中，預(yù)計學(xué)生會遇到關(guān)于分子生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、動植物生理學(xué)、微生物生態(tài)等領(lǐng)域的學(xué)科知識，學(xué)校積極聯(lián)系高校和科研院所，聘請相關(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報研究進(jìn)展，并向他們請教目前高中學(xué)段沒有能力解決的理論和技術(shù)問題。

例如，針對《必修1·分子與細(xì)胞》中的“動植物細(xì)胞膜具有選擇透過性”，研究性學(xué)習(xí)小組設(shè)想利用腌咸蛋的過程了解細(xì)胞膜對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)行研制實驗，通過口嘗蛋白咸淡來比較具有生蛋的“活性膜”的與熟蛋的“喪失活性膜”對控制Na+進(jìn)入細(xì)胞的情況。在詳細(xì)聽取了他們的實驗設(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實驗現(xiàn)象的定性分析記錄，受實驗者主觀因素的干擾較多，一般不被作為主要的實驗證據(jù)。當(dāng)聽到學(xué)生說曾想到過測定蛋白中Na+、Cl-含量變化，但卻少測定技術(shù)指導(dǎo)的時候，該教授向?qū)W生介紹了“凱氏定氮法”?？紤]到實驗操作過程會涉及硫酸等一些危險化學(xué)藥品，該教授主動提出其課題組利用業(yè)余時間幫研究小組完成Na+含量的定量測定工作。為了加深學(xué)生對這項實驗的印象，還專門向?qū)W生開放了一次凱氏定氮法實驗操作的參觀活動

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”的研究。該項目是通過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情況。實驗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題：該研究依舊停留在低階的現(xiàn)象陳述層面，沒有深入對到科學(xué)原理的探究?！八参锬軌蛞种铺~綠微囊藻的生長”只是實驗的現(xiàn)象，是研究的起點而非終點。事實上，“水生植物對銅綠微囊藻生長的抑制”是因為產(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)計一組對照實驗：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)劃了實驗方案，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”。

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?，F(xiàn)在，不僅教師對推行實踐創(chuàng)新教學(xué)的必要性有了深入認(rèn)知，學(xué)生也對生物學(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)系實際，有了學(xué)以致用的意識，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困難的態(tài)度以及樂于探索、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，可以在報告廳、實驗室，甚至在校園之外。學(xué)生走進(jìn)科研院所，參與科研實踐，大大拓寬了視野；對于教材上介紹的科技前沿知識，接受領(lǐng)悟更快；對于基礎(chǔ)知識的理解更為深刻，運用生物學(xué)科知識分析、解決問題的能力也更強(qiáng)。

3.3 提高創(chuàng)新研究能力

通過一系列的科學(xué)研究實訓(xùn)，學(xué)生激發(fā)好奇心，逐漸學(xué)會獨立地進(jìn)行文獻(xiàn)資料調(diào)研、總結(jié)，并能獨立完成實驗方案的制定、操作、數(shù)據(jù)整理，提升了科學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。

撰寫實驗論文是學(xué)生體驗到學(xué)術(shù)成果生成的一個重要方面。學(xué)生通過撰寫創(chuàng)新實踐項目的小論文，不僅物化了實驗成果，在對實驗過程和實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)整理和加工的過程中，還強(qiáng)化了為每一項研究數(shù)據(jù)的真實性和每一個實驗步驟的科學(xué)性負(fù)責(zé)的態(tài)度。學(xué)生具備了這些技能，對科學(xué)研究充滿了自信和好奇，特別是對大學(xué)期間的創(chuàng)新科研活動，有了更多的期待。