曹燕波

（無錫市輔仁高級中學 江蘇無錫 214123）

1 話題緣由

創(chuàng)新是民族進步的靈魂。在科技興國的戰(zhàn)略下，各高校大學生創(chuàng)新實踐活動開展得如火如荼。然而，大學新生創(chuàng)新實踐基礎能力薄弱也成了在眾多高校提高創(chuàng)新水平的瓶頸。新入學的大學生普遍缺乏最基本的科學研究訓練，獨立承擔研究項目、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：當年在高中只是考試成績好的學生后來進入大學、步入社會后，大多成就平平；樂于參加生物學科課內外實驗研究、探究、種植等活動、積極參與撰寫研究報告的學生，盡管他們的學習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)學生的創(chuàng)新思維意識、發(fā)展基礎科學研究能力、提升研究思考的獨立性，為學生將來升入大學進一步深造做好鋪墊和銜接，并進行了一些實踐和探索。

在課程學習設置方面，學校將國家課程、校本課程、校內課程進行了重新整合，讓學生有機會從創(chuàng)新科學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)新教學組織形式由日常授課班轉為分層選修班，由單個主題研究性學習小組轉為科研實戰(zhàn)小組，從傳統(tǒng)的課堂教學傳授轉為社區(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，學生對生物科學研究有了較系統(tǒng)的認識，創(chuàng)新綜合能力獲得了一定提升。2012年，我校成功獲批建設江蘇省學科課程基地——“生物科學探究基地”，依托這個平臺，生物組和“中國水產科學研究院淡水漁業(yè)研究中心”“江南大學生物工程學院”“南京農業(yè)大學蓋氏細胞實驗室”“無錫市農業(yè)委員會”等科研院所建立了密切的聯系，眾多學者專家對我校開展高中階段生物學科開展面向大學銜接的創(chuàng)新教學研究活動提供了指導和幫助。

2 具體實施

2.1 分層教學確立活動內容

圍繞提升學生創(chuàng)新意識和能力，在學習課程設置方面，我校生物學教師將國家課程、校本課程、綜合實踐活動、學科競賽活動等進行整合分層，從低到高設為基礎課程（激趣啟蒙）、進階課程（實踐拓展）和高階課程（卓越先修），讓學生有機會從學科教材接觸創(chuàng)新實踐基本常識，通過學科拓展實驗熟悉創(chuàng)新實踐的常規(guī)步驟，在研究學科自主課題中提升創(chuàng)新意識和能力。

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

進階課程包括學校日常的研究性學習活動、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生。根據學生的需要，學校開設了“生物學科的研究型學習選題”“生物實驗的基礎操作”“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習和課內外實驗研究中表現出突出的學生和小組，學校聯合高校導師為這些學生開設了部分大學先修課程，如“生物化學”“微生物學”“普通生物學”“分子生物學”等課程，引導學生不斷調整研究思路、優(yōu)化課題研究、拓展研究新領域，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 按學生需求實施活動項目

根據問卷調查獲得的信息及我校的實際情況，將擬開展的生物學科創(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”“新生物技術的應用”“健康生活中的生物學研究”等幾個方向。

學校針對學生個體在研究能力方面的優(yōu)勢和不足，根據“個人興趣結合優(yōu)勢互補”的原則進行編組，由本校不同研究特長的生物學教師擔任不同組別的指導教師。實踐課題（方案）的設計和實施過程注重利用教師指導、學生互助、師生研討等形式提升學生的研究能力。在課題研究過程中，預計學生會遇到關于分子生物學、生態(tài)學、動植物生理學、微生物生態(tài)等領域的學科知識，學校積極聯系高校和科研院所，聘請相關領域的教授、專家作為創(chuàng)新課題研究小組的導師。各研究小組定期向導師匯報研究進展，并向他們請教目前高中學段沒有能力解決的理論和技術問題。

例如，針對《必修1·分子與細胞》中的“動植物細胞膜具有選擇透過性”，研究性學習小組設想利用腌咸蛋的過程了解細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+進入細胞的情況。在詳細聽取了他們的實驗設想之后，該小組的導師——江南大學食品系的教授從科研的角度給他們提出了指導建議：品嘗蛋白咸淡的方法屬于對實驗現象的定性分析記錄，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。當聽到學生說曾想到過測定蛋白中Na+、Cl-含量變化，但卻少測定技術指導的時候，該教授向學生介紹了“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。為了加深學生對這項實驗的印象，還專門向學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，但校外導師江南大學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象陳述層面，沒有深入對到科學原理的探究?！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”是因為產生了某種化學物質，發(fā)生了化感作用。該教授建議再設計一組對照實驗：從水生植物提取分離各種化學物質后，分別加入到銅綠微囊藻培養(yǎng)液中，再觀察藻類的數量和形態(tài)變化。依據導師的建議，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 轉變學科學習思維

以往學生和家長甚至教師都以為生物學習只要看書、記記背背就能取得好成績?，F在，不僅教師對推行實踐創(chuàng)新教學的必要性有了深入認知，學生也對生物學習的態(tài)度和思維方式上出現了很大的轉變，開始追求理論聯系實際，有了學以致用的意識，并且產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。

3.2 拓寬學科創(chuàng)新視

學生學習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。學生走進科研院所，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，接受領悟更快；對于基礎知識的理解更為深刻，運用生物學科知識分析、解決問題的能力也更強。

3.3 提高創(chuàng)新研究能力

通過一系列的科學研究實訓，學生激發(fā)好奇心，逐漸學會獨立地進行文獻資料調研、總結，并能獨立完成實驗方案的制定、操作、數據整理，提升了科學素養(yǎng)和綜合能力。

撰寫實驗論文是學生體驗到學術成果生成的一個重要方面。學生通過撰寫創(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據進行系統(tǒng)整理和加工的過程中，還強化了為每一項研究數據的真實性和每一個實驗步驟的科學性負責的態(tài)度。學生具備了這些技能，對科學研究充滿了自信和好奇，特別是對大學期間的創(chuàng)新科研活動，有了更多的期待。