林佳 鐘琳

摘要 以社會(huì)責(zé)任培養(yǎng)作為活動(dòng)開(kāi)發(fā)主線，借助校本課程平臺(tái)，開(kāi)展生物學(xué)實(shí)驗(yàn)知識(shí)教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注家鄉(xiāng)事務(wù)，師生共同選題并實(shí)施“以秀麗隱桿線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力監(jiān)測(cè)廣州河涌水質(zhì)”生物學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，提升和內(nèi)化學(xué)生的社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 社會(huì)責(zé)任 高中生物學(xué) 活動(dòng)實(shí)踐 線蟲(chóng) 水質(zhì)監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

“社會(huì)責(zé)任”是高中生物核心素養(yǎng)之一，旨在培養(yǎng)學(xué)生參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問(wèn)題的擔(dān)當(dāng)和能力。筆者借助廣州市南武中學(xué)校本課程，課堂上教授基本實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和查閱文獻(xiàn)資料方法，以社會(huì)責(zé)任培養(yǎng)作為活動(dòng)開(kāi)發(fā)主線，引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展并實(shí)施“以秀麗隱桿線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力監(jiān)測(cè)廣州河涌水質(zhì)”這一生物學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。從課堂延伸至課外，從知識(shí)教育過(guò)渡為行為教育，最終落實(shí)“社會(huì)責(zé)任”核心意識(shí)培養(yǎng)。

1 活動(dòng)開(kāi)發(fā)背景

目前，國(guó)內(nèi)各地各校對(duì)“社會(huì)責(zé)任”培養(yǎng)的落地途徑相對(duì)單一。相關(guān)研究指出生物學(xué)教學(xué)主要借助學(xué)校課堂這一渠道，結(jié)合教材，促進(jìn)學(xué)生關(guān)注生物學(xué)相關(guān)社會(huì)議題和滲透生態(tài)教育，同時(shí)德育教育時(shí)結(jié)合班會(huì)課滲透健康教育，但是通過(guò)社區(qū)活動(dòng)或科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)這一渠道落地則較少。另外，生物學(xué)實(shí)踐活動(dòng)大多利用學(xué)生的課余時(shí)間開(kāi)展，學(xué)生由于高考學(xué)習(xí)壓力往往也選擇放棄參加。

基于上述教學(xué)實(shí)踐中存在的問(wèn)題，教師借助校內(nèi)特色校本課程《模塊1.選修II.斯坦福創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室課程》，開(kāi)展生物學(xué)活動(dòng)必備知識(shí)的課堂教學(xué)，啟發(fā)學(xué)生乘“社會(huì)”之風(fēng)——關(guān)注家鄉(xiāng)與生物學(xué)相關(guān)的社會(huì)熱點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生尋“責(zé)任”之地——開(kāi)展監(jiān)測(cè)廣州河涌水質(zhì)的實(shí)踐活動(dòng)。學(xué)生既體驗(yàn)了科學(xué)探究的一般過(guò)程，又親身參與身邊社會(huì)事務(wù)的討論，真正實(shí)現(xiàn)從“旁觀者”到“主人翁”的社會(huì)責(zé)任意識(shí)轉(zhuǎn)變。

2 活動(dòng)實(shí)施內(nèi)容

2.1 課堂教學(xué)

本次生物學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展對(duì)象是高一年級(jí)學(xué)生，學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的一般過(guò)程、生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和操作未形成系統(tǒng)認(rèn)知。因此，教師在校本課程課堂開(kāi)展以下教學(xué)內(nèi)容：

①介紹文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)（中國(guó)知網(wǎng)和萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)）的使用方法。

②講解生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本操作和設(shè)計(jì)原理——線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力測(cè)定方法原理。秀麗隱桿線蟲(chóng)是生命科學(xué)研究常用的模式生物，其致死率、運(yùn)動(dòng)行為、生殖能力、個(gè)體發(fā)育情況等多用于評(píng)價(jià)環(huán)境優(yōu)劣評(píng)價(jià)的指標(biāo)。鄧雅斌等將秀麗小桿線蟲(chóng)應(yīng)用于廈門島不同海域海水進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)觀察并記錄線蟲(chóng)在采集水樣環(huán)境中的致死率和染色率，以此指示廈門附近海水的質(zhì)量。在前人研究基礎(chǔ)上，此次生物學(xué)活動(dòng)的實(shí)驗(yàn)方案結(jié)合校本課程的教學(xué)實(shí)際，改用以線蟲(chóng)頭部擺動(dòng)頻率和身體彎曲頻率作為觀察和記錄指標(biāo)，監(jiān)測(cè)廣州市區(qū)各河涌水質(zhì)情況。

③向?qū)W生展示與生物學(xué)相關(guān)的政府工作開(kāi)展資料，引起學(xué)生探究興趣。廣州是水系發(fā)達(dá)的嶺南水鄉(xiāng)。近年來(lái)，廣州市全面推行河長(zhǎng)制，以河長(zhǎng)帶頭對(duì)河涌水質(zhì)進(jìn)行治理，以求增加河道內(nèi)生物多樣性，恢復(fù)生態(tài)。這與十九大報(bào)告提出的“綠水青山就是金山銀山”理念如出一轍，是對(duì)生態(tài)環(huán)境的高度重視。

2.2 課外實(shí)驗(yàn)

2.21 活動(dòng)課題方向與實(shí)驗(yàn)材料的選定

教師向?qū)W生展示與生物學(xué)相關(guān)的政府工作開(kāi)展資料，激發(fā)學(xué)生對(duì)廣州本地河涌水治理情況的興趣。學(xué)生從互聯(lián)網(wǎng)、圖書(shū)館、資料館、博物館等途徑查找資料，發(fā)現(xiàn)目前廣州市水質(zhì)檢測(cè)主要以總磷濃度、化學(xué)需氧量濃度以及氨氮濃度作為指標(biāo)。該指標(biāo)只能通過(guò)水體的化學(xué)物質(zhì)含量反映水環(huán)境是否適于生物的生存，不能對(duì)水環(huán)境是否利于生物優(yōu)質(zhì)生存進(jìn)行直觀性反映和監(jiān)測(cè)。因此，學(xué)生提出用線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力作為指標(biāo)監(jiān)測(cè)廣州河涌水質(zhì)，為政府河涌水質(zhì)報(bào)告補(bǔ)充直觀性評(píng)價(jià)。同時(shí)，學(xué)生通過(guò)實(shí)地走訪，發(fā)現(xiàn)廣州市區(qū)內(nèi)景觀湖眾多，而且不少河涌穿插在居民區(qū)。因此，學(xué)生在景觀湖中選取了海珠湖、曉港湖、荔枝灣湖泊;在居民區(qū)河涌中選取了東濠涌、海珠涌;在工業(yè)用水中選取了珠江（濱江段）。學(xué)生還選取了海珠區(qū)居民用水（工業(yè)大道路段），監(jiān)測(cè)居民用水的水質(zhì)。

2.2.2 采取河涌水樣

已滅菌的雙蒸水作為對(duì)照組，2018年8月于以下地點(diǎn)所取水樣為實(shí)驗(yàn)組，分別是海珠湖、曉港湖、荔枝灣、東濠涌、海珠涌、珠江（濱江段）以及海珠區(qū)居民用水（工業(yè)大道路段），共7組水樣，如圖1所示。

2.2.3 大腸桿菌的培養(yǎng)

大腸桿菌是線蟲(chóng)的食物。配制大腸桿菌液體培養(yǎng)液，接入菌落后進(jìn)行振蕩培養(yǎng)，大約十幾小時(shí)后長(zhǎng)出足量菌落。配制NCM固體培養(yǎng)基，將河涌水樣加入培養(yǎng)基并放置24 h。無(wú)菌條件下將大腸桿菌接種至含河涌水樣的NGM培養(yǎng)基，置于20℃生化培養(yǎng)箱培養(yǎng)72h后，備用。

2.2.4 線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力監(jiān)測(cè)河涌水質(zhì)實(shí)驗(yàn)

將線蟲(chóng)移入含大腸桿菌和河涌水樣的NGM培養(yǎng)基自由運(yùn)動(dòng)約5 min。

①以線蟲(chóng)頭部擺向一側(cè)為一次頭部擺動(dòng)，記錄1 min內(nèi)線蟲(chóng)頭部擺動(dòng)次數(shù)作為頭部擺動(dòng)頻率的指標(biāo)。

②以線蟲(chóng)相對(duì)于身體長(zhǎng)軸方向上的1個(gè)波長(zhǎng)的移動(dòng)為1次彎曲。記錄1 min內(nèi)線蟲(chóng)身體彎曲次數(shù)并作為身體彎曲頻率的指標(biāo)。每次試驗(yàn)隨機(jī)挑選3條線蟲(chóng)，重復(fù)3次，取平均值。

③間隔觀察時(shí)間為12、24、48、72、96、120、144、168 h，此間隔時(shí)間具有梯度，突出實(shí)驗(yàn)的可行性。觀察完畢后，用Excle進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)。

2.3 活動(dòng)成果

2.3.1 以48 h內(nèi)線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力作為河涌水質(zhì)短期監(jiān)測(cè)指標(biāo)的可行性

學(xué)生通過(guò)查閱各類政府相關(guān)部門出具的報(bào)告獲悉本實(shí)驗(yàn)所監(jiān)測(cè)河涌的水質(zhì)情況，并與培養(yǎng)48 h內(nèi)線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力監(jiān)測(cè)情況（表1）進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)：報(bào)告公布水質(zhì)較差的河涌對(duì)線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力影響均較大，而水質(zhì)較優(yōu)的河涌對(duì)線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力影響較小。各河涌的線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)趨勢(shì)與政府水質(zhì)報(bào)告結(jié)果相符，證明以線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力作為水質(zhì)短期監(jiān)測(cè)指標(biāo)的科學(xué)性，希望這一指標(biāo)能作為政府河涌水質(zhì)報(bào)告中的直觀性評(píng)價(jià)。

2.3.2 以線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力變化作為長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)水質(zhì)指標(biāo)的科學(xué)性

學(xué)生結(jié)合表1和表2實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：大部分河涌組的線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力在培養(yǎng)72 h會(huì)出現(xiàn)恢復(fù)，而培養(yǎng)144 h后又開(kāi)始減慢;居民用水卻不存在這一現(xiàn)象。學(xué)生通過(guò)檢索資料發(fā)現(xiàn)，這是由于居民用水因經(jīng)自來(lái)水廠深處理，且流動(dòng)性強(qiáng)，因此水質(zhì)監(jiān)測(cè)效果最佳;而河涌水流動(dòng)性較居民用水差，雖經(jīng)治理但污染物的殘留仍比較多。學(xué)生因此提出建議：對(duì)河涌進(jìn)行治理時(shí)，可參照居民用水的處理頻率，在第一階段治理后間隔6d進(jìn)行二次治理，使水質(zhì)的治理效果保持穩(wěn)定。

2.4 成果交流

通過(guò)本次生物學(xué)活動(dòng)的實(shí)踐，學(xué)生獲得兩點(diǎn)探究成果：

①證明了以線蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)能力作為水質(zhì)短期監(jiān)測(cè)指標(biāo)的科學(xué)性，希望這一指標(biāo)能作為政府河涌水質(zhì)報(bào)告中的直觀性評(píng)價(jià)。

②對(duì)河涌進(jìn)行治理時(shí)，可參照居民用水的處理頻率，在第一階段治理后間隔6d進(jìn)行二次治理，使水質(zhì)的治理效果保持穩(wěn)定。

探究成果帶給了學(xué)生強(qiáng)烈的成就感，更提高了學(xué)生關(guān)注社會(huì)議題，參與社會(huì)事務(wù)的興趣。

為了鞏固并提升學(xué)生的社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)，教師要求學(xué)生以多種形式呈現(xiàn)活動(dòng)成果。

①科技論文：科技寫(xiě)作是新時(shí)代創(chuàng)新型人才的必備能力。教師從數(shù)據(jù)整理、科學(xué)邏輯等方面指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行科技論文寫(xiě)作，并指導(dǎo)學(xué)生參與市級(jí)、區(qū)級(jí)青少年創(chuàng)新大賽，使學(xué)生掌握數(shù)據(jù)分能力和科學(xué)思維，并逐步提升社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

②科學(xué)視頻：教師從活動(dòng)開(kāi)展時(shí)即要求學(xué)生以視頻、照片形式記錄整個(gè)活動(dòng)過(guò)程，并要求學(xué)生進(jìn)行編輯、整理，形成展現(xiàn)科學(xué)活動(dòng)過(guò)程的視頻，使學(xué)生在制作視頻過(guò)程中對(duì)活動(dòng)進(jìn)行回顧和思考。同時(shí)，教師組織學(xué)生將視頻投放至各種創(chuàng)新比賽（第三屆國(guó)際青少年科學(xué)發(fā)現(xiàn)影像大賽優(yōu)秀科學(xué)微電影二等獎(jiǎng)、2018廣州首屆青少年創(chuàng)新成果擂臺(tái)賽創(chuàng)新實(shí)踐銀獎(jiǎng)、第七屆廣州市青少年科技創(chuàng)意與發(fā)明大賽活動(dòng)二等獎(jiǎng)），使活動(dòng)成果有了向社會(huì)宣傳的途徑，不斷強(qiáng)化學(xué)生關(guān)注社會(huì)事務(wù)的主人翁意識(shí)，內(nèi)化社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)。

3 活動(dòng)評(píng)價(jià)反思

此次生物學(xué)活動(dòng)是為培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任素養(yǎng)而開(kāi)展。教師借用新聞、政府報(bào)告等社會(huì)資料，從知識(shí)層面引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注廣州水質(zhì)監(jiān)測(cè)情況，引起學(xué)生意識(shí)層面的社會(huì)責(zé)任興趣點(diǎn);教師引導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展以線蟲(chóng)監(jiān)測(cè)水質(zhì)情況的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生獲得實(shí)驗(yàn)成果，并以科技論文、科學(xué)視頻等形式進(jìn)行社會(huì)宣傳，以一系列活動(dòng)行為讓學(xué)生完成從“旁觀者”到“主人翁”的社會(huì)身份轉(zhuǎn)變，逐步提升和內(nèi)化學(xué)生社會(huì)責(zé)任的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)！

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