如何有效地組織學生開展生物學科技實踐活動

陳衛(wèi)東

(江蘇省沭陽高級中學 宿遷 223600)

有效地組織學生開展生物學科技實踐活動，對學生綜合素質(zhì)的發(fā)展具有較大的促進作用。但現(xiàn)階段中學生學習壓力較大，時間偏緊，如何能在有限的課時時間內(nèi)，有效地開展生物學科技實踐活動是必須面對的現(xiàn)實問題。科技實踐活動的開展必須條理性強、目標明確和思路清晰。學生才能默契配合，組織有序，達到事半功倍的效果。

1 成立科技活動組

目前我國各個中學的學生普遍較多，每個班級學生人數(shù)也多，受場地、指導教師及其他一些環(huán)境條件的限制，科技實踐活動無法大規(guī)模地開展，通過成立科技活動小組形式(或?qū)W生社團)是開展科技活動的有效途徑之一。科技活動小組的成員需要對科技實踐活動有濃厚的興趣，這樣才能積極、主動參加活動。如果要增加學生參與數(shù)，可增加科技活動小組的數(shù)量，或采用輪換的方式開展活動。

2 選題需可操作性

科技實踐活動的開展，選題非常重要。切合實際、可操作性強的選題是成功的一半。科技實踐活動的選題要關注幾點： ①要相對容易操作，有利于開展探索研究。如果操作難度太大，花費的時間較多，成功率會較低，學生的興趣程度也會降低；②操作成本要低，便于一定規(guī)模的開展。探究實驗過程中所涉及的實驗器材、材料等要盡可能是常規(guī)材料，獲取也比較容易。如果實驗器材過于昂貴或?qū)嶒灢牧想y以獲取，就無法在較多的學生群體中開展；③要有一定的探索性，讓學生能夠在探究過程中有所收獲。所選擇的課題，要讓學生去開展實驗或開展調(diào)查研究后才能得出結(jié)論，在實驗或調(diào)查過程中會提升學生的各項能力；④要從日常生活中去發(fā)現(xiàn)研究課題。要學會利用已有的生物學知識去研究、解釋生活中所遇到的問題。

對高中生而言，科技實踐活動的選題還可以來源于教材，從教材中一些研究型學習課題或探究性實驗中，去選擇研究課題或加以拓展研究。可以通過探究，讓學生去鞏固教材中的知識；通過這些課題的探究，培養(yǎng)學生知識運用、拓展等方面的能力。

例如，我校近期組織開展的3個科技實踐活動課題分別是：“不同種類茶水對植物生長影響的對比研究”“沭陽楊樹、花木等經(jīng)濟林對生態(tài)環(huán)境的負面影響研究”和“嘗試利用杜梨果實制作果酒的研究”。第一個課題是常見生活問題的探究；第二個則是對地方環(huán)境問題的調(diào)查，涉及面相對較廣，但操作起來難度不高；第三個課題則是教材中的實驗拓展。

3 設計研究的方案

探究性實踐活動的研究方案一般遵循“假說—演繹法”的基本思路，即分為“提出問題、作出假設、實驗驗證和得出結(jié)論”4個步驟。①提出問題，是指找到要研究的目標問題；②作出假設，就是指針對所提出的問題做出一定的預設(假定)，去解釋提出的問題；③實驗驗證，就是假設預設是正確的，那么按照預設的思路設計相關實驗，并通過實驗來驗證這個設計實驗；④得出結(jié)論，是指根據(jù)實驗的結(jié)論來推斷前面假設的正確性。如果實驗結(jié)果能夠驗證前面的假設，就說明假設是成立的、正確的；如果實驗結(jié)果沒有支持假設，就說明假設是不成立的、錯誤的。

例如，“不同種類茶水對植物生長影響的對比研究”的小課題，學生通過觀察發(fā)現(xiàn)一種現(xiàn)象： 人們習慣將喝剩的茶水澆灌到家中種植的盆栽花木上。據(jù)說，這樣會促進植物生長，會給植物提供更多的營養(yǎng)。針對這個問題，學生到網(wǎng)絡及資料上搜索茶水中所含有物質(zhì)的信息，查出茶水中所含成分很多，主要有一些咖啡堿、茶堿和可可堿等。堿類物質(zhì)以及嘌呤、酮類、萜烯類、酚類、醇類、醛類、酸類、酯類、芳香油化合物、碳水化合物、多種維生素、蛋白質(zhì)、氨基酸和含有多種礦物質(zhì)等。這些物質(zhì)究竟對植物生長是有利還是有害的，需要設計實驗(可以設計多組不同的實驗)加以驗證，最終才能得出相應的結(jié)論。

4 開展實驗或調(diào)查

方案制定好后，主要的工作就是對照方案開展實驗研究或調(diào)查研究。這是生物學科技實踐活動的核心環(huán)節(jié)。學生要按照制定好的方案分組，有序地開展探究性實驗或調(diào)查研究，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)(或通過文字、圖片記錄調(diào)查過程和現(xiàn)象及數(shù)據(jù)等)。

例如，“不同種類茶水對植物生長影響的對比研究”的小課題，學生這一階段主要完成的工作有： ①實驗材料的準備；②實驗操作；③實驗觀察和數(shù)據(jù)記錄等。該階段主要做了以下幾個實驗： ①探究不同種類茶水對綠豆發(fā)芽的影響；②探究不同種類茶水對洋蔥或大蒜生根的影響；③探究不同種類茶水對綠蘿生長的影響；④同步進行茶水稀釋重復實驗。

又如，“沭陽楊樹、花木等經(jīng)濟林對生態(tài)環(huán)境的負面影響研究”小課題，是一種調(diào)查類科技實踐研究項目。研究小組在這一階段主要完成工作有： ①擬定調(diào)查的主要工作： 楊樹、花木等經(jīng)濟林可能對環(huán)境造成的一些負面影響，如對生物多樣性的影響，病蟲害的發(fā)生情況，可能造成環(huán)境污染問題，對土壤結(jié)構(gòu)的影響，對植物的保護影響，對糧食生產(chǎn)受到影響等(這些指標大部分是在調(diào)查之前預設好的，有的可能是在調(diào)查過程中后生成的)；②擬定調(diào)查路線、目標、范圍及分工；③分小組開展調(diào)查活動并記錄過程、數(shù)據(jù)等；④調(diào)查結(jié)果整理、匯總。

5 結(jié)果分析與討論

對于學生實驗或調(diào)查獲得的數(shù)據(jù)、現(xiàn)象和圖像等，要進行分類整合，最后得出結(jié)論。在這個過程中，如果需要查閱資料的，可通過網(wǎng)絡、雜志和書籍等查閱相關資料，并把相關內(nèi)容一起加以分析。

例如，在探究“不同種類茶水對植物生長影響的對比研究”小課題中，通過3組實驗發(fā)現(xiàn)不同種類的茶水對綠豆發(fā)芽、洋蔥和大蒜的發(fā)芽、對綠蘿的生長等都會產(chǎn)生不同程度的影響。與清水對照組相比，都起一定的抑制作用。對于究竟是什么成分在起作用，學生根據(jù)目前已有的條件無法完成探究。因此，這一部分材料就需要查閱資料。通過查閱資料發(fā)現(xiàn)影響植物生長的原因： 茶水中含有茶堿、咖啡堿和其他生物堿等。這些堿類物質(zhì)，不僅能破壞盆土中的有機成分，而且還會降低盆土的肥力。并且，茶水還能改變土壤中的pH值，它們都會影響植物的生長。

又如，在調(diào)查“楊樹、花木等經(jīng)濟林對生態(tài)環(huán)境的負面影響研究”小課題時，發(fā)現(xiàn)經(jīng)濟林有很多負面影響： 破壞了生物多樣性(本土樹種消失)、加劇了病蟲害的發(fā)生(樹種過于單一)、造成了一定的環(huán)境污染(楊絮等)、造成表層土壤的流失(花木帶土移栽)、不利于植物的保護(很多大型樹木移栽過程死亡)、糧食生產(chǎn)受到影響(耕地面積減少)和破壞了土壤結(jié)構(gòu)(營養(yǎng)成分流失或缺少)等。

6 提出合理化建議

學生開展生物學科技實踐活動，要有為社會實踐服務的意識。因此，最后要提出一些合理化的建議，以服務社會或他人。

例如，“不同種類茶水對植物生長影響的對比研究”課題小組提出的合理化建議是： 平時喝茶泡茶葉時要把握好水量，避免不必要的浪費。確有剩余茶水，建議將茶水處理后，如充分發(fā)酵腐熟，添加一些物質(zhì)中和茶水中的堿性物質(zhì)，改善茶水的pH值等一系列處理后再用于澆灌植物。

又如，“經(jīng)濟林對生態(tài)環(huán)境的負面影響研究”課題小組提出的合理化建議有： 混合種植和立體種植(或養(yǎng)殖)、枯枝敗葉的合理利用、合理利用土地資源(合理利用小塊地)、適當保留本地樹種，并加強本地樹種的利用研究、調(diào)整經(jīng)濟林種植品種(如三倍體楊樹或雄性楊樹)等。對于經(jīng)濟林的種植要合理、適度和切合實際，不能以破壞子孫后代環(huán)境利益為代價。

7 展示交流與討論

要提升生物學科技實踐活動的效果及影響，每個學期需要開展2～3次實踐活動展示、交流會。由不同課題小組的成員展示各自的研究或調(diào)查成果，組織更多的學生參加旁聽和討論，讓旁聽者參與到其中都能有所收獲。交流會可設一個重要環(huán)節(jié)，就是讓旁聽者向課題小組成員提出該研究課題相關的問題，由課題小組的學生解答。通過這個環(huán)節(jié)能完善研究小組的研究活動，也能讓旁聽者有更多的收獲，讓生物學科技實踐活動的成果得到進一步輻射。