連波

摘 要 通過種植實(shí)驗(yàn)園的開發(fā)實(shí)踐，嘗試實(shí)驗(yàn)室與種植園相結(jié)合的生物實(shí)驗(yàn)基地模式建設(shè)，組織學(xué)生開展多種類型的生物實(shí)驗(yàn)探究、農(nóng)耕勞動(dòng)等活動(dòng)以期培養(yǎng)學(xué)生自主的探究能力、訓(xùn)練科學(xué)的思維方法、形成正確的情感價(jià)值觀，以至全面提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 種植實(shí)驗(yàn)園 實(shí)驗(yàn)基地 生物學(xué)教學(xué)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 實(shí)踐的背景

普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)指出：生物科學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)，它是農(nóng)業(yè)科學(xué)、環(huán)境科學(xué)及其他有關(guān)科學(xué)和技術(shù)的基礎(chǔ)。生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)又是生物課程教育中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，而實(shí)驗(yàn)室則是它不可或缺的物質(zhì)基礎(chǔ)。

國內(nèi)生物實(shí)驗(yàn)室目前多以室內(nèi)為主，據(jù)教育部儀器研究所相關(guān)統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前國內(nèi)85%的生物實(shí)驗(yàn)室布局為教室式，學(xué)生實(shí)驗(yàn)活動(dòng)范圍以及時(shí)間都局限于一個(gè)較小的范圍，不利于與自然密切相關(guān)的探究展開以及大面積與種植有關(guān)的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)實(shí)施。因此現(xiàn)階段拓展思路、整合現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備資源，建設(shè)符合新課程要求的種植實(shí)驗(yàn)園就顯得更具價(jià)值。

所謂“種植實(shí)驗(yàn)園”是指以種植蔬菜、花卉等實(shí)驗(yàn)農(nóng)作物為主，兼以養(yǎng)殖魚蝦、蛙類等動(dòng)物為輔的生物課程實(shí)驗(yàn)園地，既是現(xiàn)有生物實(shí)驗(yàn)室的拓展和延伸，也是它的一個(gè)有效補(bǔ)充。

我校于2014年投資建設(shè)了種植實(shí)驗(yàn)園，占地20余畝，有菜地、魚池、果林、大棚等設(shè)施，同時(shí)，依托生物組、實(shí)驗(yàn)室以及高校提供強(qiáng)大的學(xué)科指導(dǎo)，為種植實(shí)驗(yàn)園的教學(xué)實(shí)踐研究以及各種社團(tuán)活動(dòng)提供了廣闊的實(shí)驗(yàn)場地以及各種實(shí)驗(yàn)對(duì)象。

2 實(shí)踐的策略

2.1 規(guī)劃種植園的功能區(qū)塊，為生物課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了“試驗(yàn)田”

2.1.1 區(qū)塊豐富，設(shè)施齊備

種植實(shí)驗(yàn)園分為四個(gè)區(qū)塊，包括果林區(qū)、露天種植區(qū)、大棚區(qū)、池塘養(yǎng)殖區(qū)。果林區(qū)的特點(diǎn)是利用整個(gè)園區(qū)邊沿不規(guī)則區(qū)域栽種了多種具有江南地域特色的楊梅、櫻桃等果樹，它主要為果樹的嫁接、果樹的病蟲害防治等選修課程提供實(shí)踐場地與材料；露天種植區(qū)占地面積最大，約10畝，主要為課程實(shí)驗(yàn)、課程拓展實(shí)驗(yàn)、選修課程、學(xué)生自主興趣探究實(shí)驗(yàn)、與高校省市級(jí)科研單位合作項(xiàng)目提供場地與生物素材；大棚區(qū)四季溫暖如春，頂棚與側(cè)方安裝的可開關(guān)薄膜、排風(fēng)扇與氣溫計(jì)可以適時(shí)調(diào)節(jié)棚內(nèi)溫度，避免夏天溫度過高導(dǎo)致農(nóng)作物死亡，主要為草莓的栽培、無土栽培以及綠色生態(tài)病蟲害防治等選修課程提供場地以及材料；池塘養(yǎng)殖區(qū)放養(yǎng)了一些普通淡水魚類以及蝦和螺絲等，目前主要以提供實(shí)驗(yàn)材料為主；整個(gè)園區(qū)也為全體師生提供綠色食材以及農(nóng)業(yè)勞動(dòng)場所，同時(shí)也是養(yǎng)殖種植社開展科研活動(dòng)的基地。

2.1.2 分片管理，責(zé)任明確

整個(gè)園區(qū)由“園長”負(fù)責(zé)整體規(guī)劃、協(xié)調(diào)，生物實(shí)驗(yàn)員負(fù)責(zé)課程實(shí)驗(yàn)的開發(fā)、種植社團(tuán)的指導(dǎo)以及與科研合作單位的項(xiàng)目安排與協(xié)調(diào)，全體生物教師負(fù)責(zé)選修課的開發(fā)實(shí)踐。進(jìn)出園區(qū)都使用門禁刷卡系統(tǒng)，園區(qū)的四面都安有攝像頭以保障師生的人身安全。平時(shí)園區(qū)配有二三名農(nóng)工進(jìn)行日常維護(hù)，生物學(xué)教師根據(jù)自己開設(shè)的農(nóng)作物選修課程責(zé)任到人，課堂教學(xué)以及課間休息時(shí)間就由責(zé)任教師以及學(xué)生負(fù)責(zé)主要養(yǎng)護(hù)工作。每個(gè)學(xué)年初始，在本學(xué)年要使用種植園場地的老師都要到園長處填寫種植實(shí)驗(yàn)園土地使用預(yù)登記表，以便合理預(yù)算資金、規(guī)劃分片管理；每個(gè)學(xué)年結(jié)束后要填寫種植實(shí)驗(yàn)園土地使用情況反饋表，總結(jié)年度經(jīng)驗(yàn)、匯總年度成果。

2.1.3 多重功能，特色鮮明

種植實(shí)驗(yàn)園兼具課本實(shí)驗(yàn)室、課題探究基地、農(nóng)耕實(shí)踐場所等多重功能。種植園的開發(fā)堅(jiān)持3個(gè)特色：① 360°立體的探究空間，里面的每一個(gè)生命物體都是學(xué)生的實(shí)驗(yàn)對(duì)象；② 全天候開放，學(xué)生可以利用生物課堂時(shí)間、中午傍晚的休息時(shí)間、下午活動(dòng)課時(shí)間甚至是節(jié)假日都隨時(shí)可以進(jìn)行他們感興趣的研究活動(dòng)；③ 多種類的學(xué)生活動(dòng)形式相結(jié)合，分為國家課題訓(xùn)練型、課本實(shí)驗(yàn)實(shí)踐型、自選課題探究型、勞動(dòng)情感培養(yǎng)型。

2.2 整合校內(nèi)外各類資源，為學(xué)生課內(nèi)外探究活動(dòng)創(chuàng)設(shè)了“孵化器”

2.2.1 整合高校資源，參與省級(jí)立項(xiàng)課題數(shù)據(jù)的測量與收集，提升科學(xué)素養(yǎng)

采用“請(qǐng)進(jìn)來走出去”的方式，與杭師大和省農(nóng)科院建立了長期的合作關(guān)系，簽訂了“創(chuàng)新人才培養(yǎng)協(xié)議”養(yǎng)正種植園也成為兩家單位的的實(shí)訓(xùn)基地。

合作單位每學(xué)期3或4次各派2位專家教授來種植實(shí)驗(yàn)園現(xiàn)場指導(dǎo)，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究。如2013-2014年種植社的學(xué)生參與了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“大麥品質(zhì)性狀的基因型與環(huán)境效應(yīng)分析”的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測量與記錄。學(xué)生以小組為單位、以每周一次的頻率主要調(diào)查了大麥抽穗期、株高、主穗長、芒長、劍葉長寬和百粒重等農(nóng)藝性狀。此項(xiàng)目延續(xù)時(shí)間近一年，學(xué)生在此過程中學(xué)到了專業(yè)的觀察測量方法和實(shí)驗(yàn)操作技巧（學(xué)會(huì)了用微距攝影拍攝大麥生長的各個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻照片、學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)抽穗期的記錄表格、如何精確地判定抽穗期等），養(yǎng)成了耐心、細(xì)致、堅(jiān)持的科學(xué)態(tài)度和精神。

學(xué)生每學(xué)期有4次左右的機(jī)會(huì)前往杭師大與省農(nóng)科院的實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場觀看科學(xué)家們的研究工作并動(dòng)手實(shí)踐。學(xué)生還結(jié)合以往積累的生物學(xué)知識(shí)與社會(huì)現(xiàn)狀，自行設(shè)計(jì)研究問題“探究5種家用洗滌劑對(duì)裸大麥生長情況的影響”，每周3次學(xué)生利用下午3：45以后的課余時(shí)間由實(shí)驗(yàn)老師帶領(lǐng)下去杭州師范大學(xué)生命科學(xué)院實(shí)驗(yàn)室做大麥葉片生理生化指標(biāo)（葉綠素、SOD、POD、MDA）的測定并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的搜集整理，最后形成研究性學(xué)習(xí)報(bào)告。

2.2.2 充分利用實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，開展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)探究精神

在進(jìn)行種植實(shí)驗(yàn)園的開發(fā)實(shí)踐過程中，把它和生物實(shí)驗(yàn)室作為一個(gè)有機(jī)的整體結(jié)合起來開發(fā)和使用。生物實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生進(jìn)行生物探究實(shí)驗(yàn)的主要場所，擁有完善的設(shè)備與嚴(yán)格控制的環(huán)境，具有不可替代的作用；而種植實(shí)驗(yàn)園是生物實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)延伸和有效的補(bǔ)充，它是生命科學(xué)研究對(duì)象的提供者也同時(shí)彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)室場地與空間的不足。如學(xué)生在開展“杭白菊從組培苗制作到田間管理”的研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，從種植園取來杭白菊外植體，在實(shí)驗(yàn)室利用綠色方式滅菌制作出無菌苗，放入光照恒溫培養(yǎng)箱里進(jìn)行組培，接著在光照培養(yǎng)架上定時(shí)光照恒溫練苗，到最后再次回到田間繁育。這樣讓學(xué)生同時(shí)體驗(yàn)了組培技術(shù)在工廠化生產(chǎn)中的作用以及農(nóng)作物田間管理的各個(gè)步驟，引導(dǎo)學(xué)生開展課題探究（如探究杭白菊外植體最佳的滅菌方式等）并撰寫小論文，大大提高了學(xué)生從實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的能力，學(xué)會(huì)探究的方法、培養(yǎng)了探究的精神。endprint

2.2.3 開發(fā)種植實(shí)驗(yàn)園的功能，把生物學(xué)抽象理論具體化，訓(xùn)練科學(xué)的思維習(xí)慣

有了種植實(shí)驗(yàn)園，教師不僅可以把孟德爾定律實(shí)踐一遍還可以引導(dǎo)學(xué)生實(shí)地驗(yàn)證課本的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以及生物的某些實(shí)驗(yàn)題。如已知玉米的子粒黑色和黃色是一對(duì)相對(duì)性狀，由一對(duì)等位基因（G、g）控制?，F(xiàn)從農(nóng)科院得到黑色玉米子粒，且黑色為顯性，如何判斷該玉米籽粒是純合體還是雜合體？哪種方法最簡便？在實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生親身體驗(yàn)了用自交法和測交法來驗(yàn)證猜想的方法，學(xué)會(huì)了人工授粉以及套袋技術(shù)以及理解了原理，體驗(yàn)到了科學(xué)家的思維過程、對(duì)科學(xué)定律怎么來的有了切身的感受。又如，高中生物必修三中“探究生長素類似物促進(jìn)植物插條生根的最適濃度”，一些學(xué)生在學(xué)到這塊內(nèi)容時(shí)提出來：可否使用混合激素、可否用土培進(jìn)行實(shí)驗(yàn)？結(jié)果會(huì)是怎么樣？于是設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)：選擇常見的生長素類似物NAA和IBA作為刺激生根的藥物，采自園內(nèi)的一年生金銀花枝條作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使很小心地挖出根有泥土的金銀花，在用清水漂洗泥土之后仍有些根會(huì)折斷；土培雖然比水培的透氣性好、不容易爛根，但每次測量過程中對(duì)已生長出來的根造成損傷會(huì)影響之后的檢測結(jié)果；除了以上因素的影響，混合激素NAA+IBA效果最好，因此課本利用水培的方法還是有它的道理。

2.3 提升種植園的應(yīng)用功能，為校園科普農(nóng)耕活動(dòng)構(gòu)建了實(shí)踐基地

2.3.1 關(guān)注情感價(jià)值培養(yǎng)的農(nóng)耕體驗(yàn)

在開放種植園的同時(shí)，教師鼓勵(lì)住校生到種植園觀察并思考，嘗試發(fā)現(xiàn)問題，了解一些田園常識(shí)，以班級(jí)為單位，采取輪值制度，利用課余時(shí)間到種植園開展拔草、施肥、采摘蔬菜等農(nóng)業(yè)勞動(dòng)，同時(shí)利用提示板、校園小廣告等形式讓學(xué)生觀察種植園的農(nóng)作物不同時(shí)期的成長規(guī)律。以一定的形式予以班級(jí)活動(dòng)考核評(píng)價(jià)。以采摘玉米為例，每個(gè)班在同等面積的玉米地里開展勞動(dòng)競賽，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)根據(jù)采摘數(shù)量、漏摘數(shù)量少?zèng)Q出優(yōu)勝，獎(jiǎng)品即晚餐免費(fèi)享用勞動(dòng)果實(shí)。同時(shí)將勞動(dòng)的參與程度與班級(jí)綜合評(píng)分掛鉤，列入期末年級(jí)評(píng)選優(yōu)勝班級(jí)的考核指標(biāo)。開展小型競賽活動(dòng)，擴(kuò)大參與面并進(jìn)一步提升影響力。

2.3.2 關(guān)注實(shí)驗(yàn)習(xí)慣培養(yǎng)的花卉栽培

我校種植社和杭州花圃開展合作，作為他們的科研推廣基地，“國內(nèi)外草花良種及其F1代雜種引進(jìn)與技術(shù)推廣研究”項(xiàng)目在種植園里進(jìn)行部分試驗(yàn)。學(xué)生在專業(yè)工程師指導(dǎo)下體驗(yàn)了整個(gè)花卉的生長過程，從做苗床、育種等過程直至成為成為成品花卉。這些花卉部分被移栽到校園各處美化環(huán)境，部分作為全校性的“我愛校園草花領(lǐng)養(yǎng)活動(dòng)”的材料。教師事先發(fā)給每個(gè)班級(jí)領(lǐng)養(yǎng)代表3盆不同種類的花卉、養(yǎng)護(hù)說明，要求他們按規(guī)定填寫表格、記錄養(yǎng)護(hù)日記，定期拍攝花卉的生長照片，3個(gè)月之后上交以上資料，種植社的成員根據(jù)上述材料無記名投票統(tǒng)計(jì)評(píng)選出一、二、三等獎(jiǎng)的班級(jí)，獲獎(jiǎng)班級(jí)在一學(xué)年之內(nèi)無償取得不等數(shù)量的種植園自產(chǎn)花卉作為獎(jiǎng)品美化教室。

2.3.3 關(guān)注知識(shí)拓展的講座培訓(xùn)

在此期間，以大講堂的形式特地邀請(qǐng)到市園文局的園林景觀高級(jí)工程師來給同學(xué)們開設(shè)有關(guān)“園林景觀藝術(shù)與花卉養(yǎng)護(hù)栽培知識(shí)”的培訓(xùn)課，讓學(xué)生了解基本的花卉養(yǎng)護(hù)知識(shí)、園林景觀藝術(shù)，讓學(xué)生在職業(yè)生涯規(guī)劃過程中多了解一個(gè)方面。

3 實(shí)踐的成效

3.1 種植實(shí)驗(yàn)園的建立提供了農(nóng)業(yè)勞動(dòng)的場所，提高了學(xué)習(xí)效率和社會(huì)效益

我校種植社團(tuán)以各種不同的形式組織學(xué)生在種植園里開展農(nóng)業(yè)勞動(dòng)、花卉栽培等活動(dòng)，讓學(xué)生充分感受到了勞作的艱辛與快樂、體驗(yàn)到了生命的成長過程。有的學(xué)生緊張學(xué)習(xí)之余跑到種植園放松心情；有的學(xué)生把自己收獲的蘿卜拿回去與家人分享，讓家長也體驗(yàn)到收獲的喜悅。校種植社因此獲得2016年度杭州市中小學(xué)優(yōu)秀社團(tuán)稱號(hào)。

3.2 種植實(shí)驗(yàn)園的建立提供了觀察生命活動(dòng)的窗口，成為了新課程開發(fā)的沃土

種植園這個(gè)天然生態(tài)實(shí)驗(yàn)室給學(xué)生打開了一個(gè)立體動(dòng)態(tài)充滿變化的生物世界窗口。參與無土栽培課程的一位學(xué)生說過：“種植活動(dòng)的親身體驗(yàn)讓我意識(shí)到了生命的寶貴，無論動(dòng)物、植物還是人……”此課程獲得了2015年杭州市第六批精品課程稱號(hào)，我校的生物創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室也因此于2016年獲得杭州市創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室優(yōu)秀案例。

3.3 種植實(shí)驗(yàn)園的建立提供了動(dòng)態(tài)資源，讓對(duì)生物科學(xué)感興趣的學(xué)生有了進(jìn)一步深入探究的空間

開放的種植園給學(xué)生提供了一個(gè)探究生物問題的資源庫，也給學(xué)生搭建了一個(gè)探究各類生物問題的實(shí)踐平臺(tái)。在這里學(xué)生可以取得課堂實(shí)驗(yàn)需要的各種材料；也可以把課堂實(shí)驗(yàn)中的疑問或練習(xí)本上的探究題拿到這里試一試；甚至可以在老師的指導(dǎo)下自己根據(jù)現(xiàn)場資源設(shè)計(jì)研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，讓對(duì)生物科學(xué)感興趣的學(xué)生有了進(jìn)一步探究的空間。我校2013屆高一學(xué)生參與了杭州師范大學(xué)和浙江省農(nóng)科院合作的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目“大麥品質(zhì)性狀的基因型與環(huán)境效應(yīng)分析”的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)測量與記錄，現(xiàn)該項(xiàng)目已順利結(jié)題。

總之，生物學(xué)的發(fā)展和研究離不開良好的科學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究的場所，高中生物種植實(shí)驗(yàn)園的開發(fā)實(shí)踐為學(xué)生的情感培養(yǎng)提供廣闊的天地、為各種類型的學(xué)生探究活動(dòng)提供了沃土，加深了學(xué)生對(duì)科學(xué)態(tài)度、科學(xué)精神的認(rèn)識(shí)，對(duì)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)以及創(chuàng)新潛能的發(fā)展都起到了積極的促進(jìn)作用，幫助他們提升社會(huì)責(zé)任感與人生規(guī)劃能力，對(duì)學(xué)生個(gè)人終身的發(fā)展都有重要意義。

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