生物學校本課程《奇妙的植物》的開發和實踐*

唐 鳳 （江蘇省南京市第一中學 江蘇南京 210001）

《普通高中生物學課程標準（2017 版）》中進一步明確了普通高中課程的培養目標：“進一步提高學生的綜合素質，著力發展學生核心素養，使學生具有理想信念和社會責任感， 具有科學文化素養和終身學習能力， 具有自主發展能力和溝通合作能力。”［1］以課程標準所制定的培養目標作為前提，立足高中生物學課堂教學,充分利用學校和地方特色開發的校本課程資源， 是培養學生生物學科核心素養、實現生物學課程立德樹人、促進學生全面發展的具體途徑。

1 校本課程《奇妙的植物》的實施背景和意義

高中學生獨立性增強，開始關注社會、積極探索，嘗試利用課堂所學習的生物學知識探究和解決實際生活中的問題。 例如：本校學生對于校園中的植物種類產生疑問,確定了“校園植物種類”的研究課題；觀察到學校附近的內秦淮河段因污染而在春夏季出現的河水發黑、發臭的現象后，結合必修3中“生態系統”的內容，確定了“小型水生生態系統對水質凈化作用”的研究課題；在學習了必修1 中“細胞的增殖、分化、衰老和凋亡”的相關知識后，學生考慮到自己和家人對多肉植物的喜愛， 確定了“多肉植物的組織培養與繁殖”的研究課題等。

本校生物學教師在指導學生開展生物學相關主題的探究活動過程中, 發現學生具有應用生物學知識解決實際問題的意識， 但具體的實驗設計和實驗操作能力較差， 導致探究活動無法順利實施，學生的實踐精神受挫。 在此背景下，筆者組織開發了以常見植物為材料， 以植物生物技術為主線的專題實驗探究形式的校本課程《奇妙的植物》，其意義有以下幾點：1）從必修生物學教材現有的知識和實驗出發， 聯系生活和社會發展補充的系列生物技術的實驗，使學生熱愛生物學、探究生命世界的潛能得到充分發展, 有助于生物學科核心素養的形成。 2）為生物學教師進行現代生物技術的教學提供實踐。 3）響應開發面向核心素養的課程體系的號召：充分開發和利用各種資源，探索高中開展生物技術實驗的有效方法與途徑， 為構建跨學科的、 與社會生活相結合的生物技術實驗活動提供經驗借鑒。

2 《奇妙的植物》的課程開發和設計

2.1 編寫課程綱要制定課程目標 參照課程標準，以生物學科核心素養作為宗旨，結合學校和學生的特點，編制了《“奇妙的植物”校本課程方案》。從生命觀念、科學思維、科學探究、社會責任4 個緯度確定了課程目標：

1）對校園、南京紫金山、中山植物園進行實地考察，結合多種實驗手段，利用互聯網等對植物形態、結構、類群特征的相關知識進行收集，知道校園常見植物類群的基本特征、 生活環境， 養成認識、欣賞、研究植物的能力；培養熱愛校園、熱愛家鄉、熱愛自然的情懷。

2）學會水培、無土栽培等技術，繁殖和培養常見的觀賞植物；利用組織培養、制作人工種子等技術進行植物種質資源保存，通過光合、呼吸速率的測定、色素的含量測定等方法，探究環境的改變對植物生理狀態的影響， 掌握科學探究的思路和方法，能利用正確的實驗方法進行生物學實踐活動。

3）建立小型水生生態系統，嘗試提出對南京秦淮河水質凈化的方案； 對南京江浦地區環境污染狀況進行調查，提出治理措施。培養應用知識解決現實生活問題的意識和社會責任感。

4）以小組實驗、合作探究、參觀、考察等多種形式， 了解和宣傳生物技術在現實生活中的應用和發展，愿意承擔科普、抵制不良生活習慣等社會責任，為大學的學習打下基礎，為走向社會的良好認知打下基礎。

2.2 課程內容 此校本課程是面向高一年級對生物學科感興趣的學生開設的，按照“認識植物—了解植物—培養植物—利用植物”的主線展開，以高中生物學必修課本的理論知識為基礎， 在植物的形態結構和分類、生理、植物與生態環境的關系等方面，對教材相關內容進行適當補充，拓展形成了與實際生活密切結合的、利于高中學生接受的、實踐性強的實驗體系。

圖1 《奇妙的植物》實驗體系

本課程包括“基本技能”和“探究活動”兩大模塊。在“基本技能”模塊中，學生通過顯微鏡的使用、徒手切片、臨時裝片的制作，觀察和學習植物的細胞、組織和器官的結構。 本校校園環境優美,植物種類多達36 科83 屬105 種植物（含野生植物）；南京市中山植物園植物種類多達3 000 種, 為植物分類學實驗的學習提供了得天獨厚的條件。 結合“多肉植物熱”,進行的植物快繁、組織培養等實驗，可充分調動學生的積極性。“基本技能”模塊的內容可讓學生掌握基本的實驗技能， 養成良好的實驗習慣，為后繼的學習和探究打下良好的基礎。

在“探究活動”模塊中，立足本校作為江蘇省環境生物技術課程基地的實驗條件， 通過顯微鏡、分光光度計、PCR 儀等實驗儀器的使用， 對高中生物學必修課程中光合作用、細胞呼吸、有絲分裂、組織培養、DNA 的擴增等相關實驗進行擴展，讓學生學會用科學的實驗方法探究生物與環境的關系。 例如：嘗試構建小型水生生態系統凈化污水，并對南京內秦淮河段提出治理方案；對南京江浦地區的植被破壞和環境污染狀況進行調查并提出綜合治理方案；在校園中舉辦類型多樣的生物學科普展等。

3 課程的實施

3.1 課程的學時及形式 《奇妙的植物》校本課程面向高一年級選修生物學校本課程的學生開設，高一上學期側重于“基本技能”模塊，旨在培養學生基本的實驗能力；高一下學期側重于“探究活動”模塊，旨在培養學生應用生物學的知識和技能解決實際問題的能力。 授課教師將課程綱要上傳至學校校園網的選課平臺后, 學生登陸網站自行選報，每學期限定的選課人數是40 人，每學期18 課時，隔周上一次課，每次2 課時，授課采取理論講解與學生分組實驗相結合的形式。經過評價，成績合格的學生可獲得1 學分。 筆者已完成了3年的教學，收到了良好的效果，學生特別喜愛能動手實驗的課程，有部分學生在上學期選修之后，下學期繼續選修。因課時不足，嘗試將面向高一學生的校本課程與面向高二學生的研究性學習、 社團活動等相結合，這樣不僅可彌補課時不足的現狀，而且可使不同專題的開設形式多樣化， 收到更好的教學效果。

《奇妙的植物》以學生實驗的形式開展。 每次開課之前,授課教師要在編制教案的同時,對實驗進行設計和統籌安排。 生物學實驗室的儀器和設備要滿足實驗要求， 實驗材料由教師購買或者由學生自備。 教師可提前取樣或指導學生進行相關實驗材料的取樣。

因課時所限，校本課程的教學組織分為課前、課中和課后3 個環節。 在教學的組織與設計過程中，充分體現學生為主體的思想。將學生每5 人組成一個學習小組， 教師通過編制并發放學習清單的形式， 讓學習小組能做到課前進行核心概念的文獻收集、 課上小組分工合作制定實驗計劃并實施，課后能夠將實驗數據進行分析處理。

圖2 《奇妙的植物》教學組織形式

3.2 課程的具體實施案例一則 例如，在探究模塊中，在進行蠶豆根尖微核實驗的基礎上，對學校附近的秦淮河段水質狀況進行初步評估。 課前教師組織學習小組對“微核”“微核產生的原因”“微核實驗方法”等問題進行資料收集，組織學生取水樣，指導進行初期的實驗處理；課上小組交流進一步明確“微核”的成因及與環境的關系，在教師的指導下對實驗步驟進行完善后進行實驗。

表1 “微核的形成”教學案例

圖3 學生觀察到的微核

本探究實驗是基于高中生物學必修1《分子與細胞》模塊，第5 章第1 節中“觀察植物細胞的有絲分裂的實驗”，與學生感興趣的學校附近秦淮河段水質評估相結合進行的拓展探究。 教師在課前設置了學校附近秦淮河段河水誘導蠶豆生根的處理組，學生并未觀察到微核的形成。在教師的指導下， 學生從學校附近和家庭所在地附近分別取水樣，并配置了梯度濃度的CuSO4溶液，作為實驗的自變量。在經過CuSO4溶液誘導的實驗組中，學生觀察到了微核的出現，經過查閱有關資料，得出結論： 秦淮河水中金屬離子的含量是符合環保標準的， 河水發黑發臭主要原因是生活污水導致的有機物污染造成的。

此探究實驗中,實驗的取樣、設置、溶液的配置、儀器的使用、微核的觀察、結果的比較與分析等，每一階段會出現不同的情況和問題，學生查閱資料或與教師討論，找到解決問題的辦法。由于多種原因，雖然并未得到合理的預期結果，但學生知道了應用書本知識解決實際問題的方法， 實驗能力和解決問題的能力都有較大提高， 同時也為后續的探究活動打下良好的基礎。

4 課程的評價

生物學校本課程的實施是在“學生為中心”的教學理念指導下,圍繞生活中的問題展開的,探究活動的形式多樣。所以，教師在傳統的紙筆評價的基礎上， 重視過程性評價和結果性評價并開發形式多樣的評價量表，例如：學習小組的組員之間的互評、 教師針對學生在探究活動中表現進行的評價等。 同時，指向學習目標的有效評價，也為教師對校本課程的授課效果能有所把握，例如：指導學生利用無性繁殖技術培養常見多肉植物后， 組織學生收集資料、自制植物展板，在校園中舉辦多肉植物展。學生精心設計的展板，可以很好地將學生的興趣和學習狀態反饋給教師。

5 反思與展望

生物學校本課程的開發不是一蹴而就的，從課程內容的確定，體系的形成、實施，到課程的完善，往往要經歷漫長的過程。立足必修教材的生物學基礎知識， 結合實際生活進行必要的拓展后形成知識體系， 從本校的實際實驗條件和學生特點出發， 這樣的開發思路， 既可調動學生的參與熱情，也可充分體現學校和地方特色，是校本課程開發的前提。 校本課程的開發同時也是師生共同成長的過程， 師生共同參與的探究、 科普宣傳等活動，也是學生生物學科核心素養形成的具體途徑。本校本課程因為時間限制， 實施形式和相關實驗的結果尚未達到預期， 學生對于此校本課程的評價， 尚未有具體的數據分析， 在未來的授課過程中，此類問題將進一步完善。