開展科技實踐活動 培養生物核心素養

陳衛東 （江蘇省沭陽高級中學 江蘇宿遷 223600）

開展科技實踐活動 培養生物核心素養

陳衛東 （江蘇省沭陽高級中學 江蘇宿遷 223600）

現代中學生在實踐能力方面明顯滯后于現代社會的需求，培養學生實踐能力是學校、家庭、社會的共同責任。學校作為學生綜合能力培養的主陣地，更發揮著不可替代的作用。學校不僅要讓學生學習文化知識，也要在綜合能力培養方面下功夫。在中學開展科技實踐活動，就是一種提升學生綜合能力的有效途徑。

無論學生的學習多么緊張，筆者都應該見縫插針，利用一些課余時間在學生中開展生物科技實踐活動，尤其是以校園植物為研究對象，開展了一系列活動（把生物科技實踐活動作為一門校本課程來開展）。學生的科技實踐活動成果，如“探究污染物對植物生長的影響”“探究銀杏外種皮浸出液對植物生長影響”“甲狀腺制劑對蝌蚪發育的影響的實驗”等參加省、市青少年科技創新大賽，多項獲得省、市級獎。

在中學開展生物科技實踐活動，有助于學生生物學核心素養的培養。生物學核心素養是學生在生物學課程學習及實踐過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的必備品格和關鍵能力。生物學核心素養的培養包括生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任四個方面。

1 生命觀念

“生命觀念”是指對觀察到的生命現象及相互關系（或特性）進行解釋后的抽象，是人們經過實證后的觀點，是能夠理解或解釋生物學相關事件和現象的意識、觀念和思想方法。

在生物科技實踐活動中，由于是以生物作為研究對象，是觀察、研究生物的基本特征、分布、對環境的影響等生物生命活動的特點、規律等，能夠有助于學生更好地保護和利用生物。通過對生物的重新認識，學生對一些問題的理解將更加到位、準確。如在給學生講豌豆是“閉花授粉、自花授粉”植物，因為很多學生根本就沒有見過豌豆，所以很難理解。至于說豌豆雜交實驗，如何操作的，學生也沒有感性認識，就只能死記硬背。如果教師在校園內種植一些豌豆（可以種植不同品種的），讓學生去觀察不同表現型的豌豆，自己動手進行雜交實驗。學生肯定更容易理解這些知識點，理解也會更準確、更到位，而且不容易遺忘。通過這樣的途徑，學生既對知識理解更加透徹，也有助于學生形成科學的自然觀、結構與功能觀、進化與適應觀等生命觀念。

學生在以生物為研究對象開展科技實踐活動的過程中，通過對研究對象的再認識、實踐、探索等，都有助于生命觀念的形成。在所開展的“探究污染物對植物生長的影響”“探究熱水浸泡對枸杞種子萌發的影響”和“甲狀腺制劑對蝌蚪發育的影響的實驗”等實踐活動中都體現得比較明顯。如教科書上介紹動物的甲狀腺激素能夠促進動物的生長發育，教師通過帶領用“甲狀腺制劑（從藥店購買藥劑）”飼喂小蝌蚪，發現小蝌蚪能夠在較短時間內發育成小青蛙（或小蟾蜍），從而證明這一觀點。通過這樣的實踐活動，學生對這一知識點不需要去強行記憶也能理解到位，永久不忘。

2 理性思維

“理性思維”是指尊重事實和證據，崇尚嚴謹和務實的求知態度，運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題的思維習慣和能力。

科技實踐活動能夠有效培養學生的理性思維，對于自己發現的問題、所作的假設、設想的內容能夠通過科學的設計去探究、去驗證，而不是武斷地去推論。實踐活動重在實踐和探索，在實踐中學生去學習知識，培養能力。

以學生開展的探究性問題“熱水浸泡對枸杞種子萌發影響的探究”為例。在人們習慣性的思維中，枸杞子（枸杞的果實）經過多次開水沖泡，其中種子必然已被殺死，是不可能再種植發芽的。但是偶然的機會，有學生發現被熱水沖泡過多次的枸杞果實倒在花盆中，其種子竟然能夠繼續萌發，長出了枸杞小苗。于是學生就提出疑問：“是不是枸杞的種子耐高溫能力強呢？”筆者要求學生自己去設計實驗去驗證。通過實驗驗證，多次經開水沖泡的枸杞果實中的種子，之所以能夠發芽，是因為外面有果肉保護的原因。如去掉果肉，再用開水沖泡幾次，就幾乎不會發芽。

教師通過科技實踐活動，指導學生要善于發現問題，要運用批判性思維去探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證生物學問題，培養自己的理性思維。

3 科學探究

“科學探究”是指能夠發現現實世界中的生物學問題，針對特定的生物學現象，進行觀察、提問、實驗設計、方案實施以及結果的交流與討論的能力。

科技實踐活動分為不同類型：① 驗證性活動，主要是驗證一些書本上已知的實驗現象；② 探究性活動，即發現某一現象或問題，針對這一現象開展的探究性活動。

當學生發現一個問題后，如何把其轉化為研究課題，如何設計實驗步驟，實驗的目的是什么，需要使用什么材料和用具？這些都是要教師提前預設或提前準備的。對在實驗過程中可能出現什么樣的問題（生成性問題），可能有什么樣的結果等教師也要有預案。

如探究性活動要經歷的過程是：發現并提出問題→設計實驗方案→動手實踐探究→觀察現象→總結成果→討論、交流。通過這樣的過程培養學生科學探究的能力，提升學生科學探究的核心素養。

以“探究銀杏外種皮浸出液對植物生長影響”的探究過程為例：

① 提出問題：每到秋季，校園內都有大量的銀杏果成熟落下。用手撿拾，外種皮的汁液沾到手上，會引起不舒服的感覺，并且會腐蝕皮膚。不少的落果，由于無人收集（銀杏價格便宜，處理難度較大），只能任其自然腐爛。在這些樹下，竟然很少有雜草生存。由于銀杏的種皮很難腐爛，因此把銀杏外種皮浸出物對植物生長影響作為探究性課題。

② 實驗過程：材料準備（成熟的銀杏種子、洋蔥、其他實驗材料）→操作過程（浸泡種子，同時初步培養洋蔥→獲取外種皮→去除外果皮水分→研磨→配置不同稀釋度的溶液→測定pH→對照培養）→觀察結果→結果分析、討論→追根求源（查找資料）。

③ 實驗結論：可能正是銀杏外種皮中含有大量酸性物質，因此其浸出液pH偏低，導致銀杏外種皮浸出液嚴重影響植物的生長。銀杏外種及浸出液濃度較高情況時，能夠讓植物根腐爛，導致植物根本無法生長。這也是為什么在種子未處理的銀杏樹周圍土中，很少有其他植物生長的原因。

4 社會責任

“社會責任”是指基于生物學的認識，參與個人與社會事務的討論，作出理性解釋和判斷，嘗試解決生產生活問題的擔當和能力。

社會是一個大家庭，服務社會需要大家共同努力。學生也需盡自己的一份力。學生通過科學探究過程，形成生態意識，參與環境保護實踐；結合本地、本校資源開展科技實踐活動，嘗試解決現實中一些生產、生活問題。通過生物科技實踐活動，探索實踐活動成果，學生能夠利用這些實踐活動研究成果為社會、他人提出一些合理化建議或指導，盡自己的一份責任服務于社會。

比如通過“探究銀杏外種皮浸出液對植物生長影響”，學生提出的合理化建議是：

（1）及時處理掉落種子，防止污染周圍土壤和影響這些區域植物的生長。

（2）合理利用：制造藥物、獸藥和農藥。

再如通過“探究污染物對植物生長的影響”，學生提出的合理化建議是：

從實驗結果看，酸性溶液、堿性溶液、電池浸出液對植物生長都能產生不同程度的影響。因此，在日常生活中，要從各個細微之處愛護環境，如實驗后的實驗殘液不隨處亂倒，不隨處亂丟廢舊電池（廢舊電池有的呈酸性，有的呈堿性），不要隨意傾倒洗衣殘液（一般呈堿性）等。

學生參與生物學科技實踐活動，不斷積累知識，提升能力，更有利于其生物學核心素養的形成。

文件編號：1003-7586(2017)10-0048-03

本文是江蘇省教育科學“十三五”規劃2016年度重點資助課題（課題編號為B-a/2016/02/53）的研究成果。