高中微生物創客教學實踐研究案例

王晉飛 王西奎

摘 要：高中階段的創客教育，需要考慮高中生的知識結構和素養發展水平，量身制定符合實際情況的創客教學實踐研究課程，還需要密切結合學校實際情況，建設符合學校發展規劃和愿景的創客教學實踐研究方案。本次微生物創客教學實踐研究案例從課程資源、課程目標、課程內容、課程活動和課程評價五個方面進行設置，以期增強學生的創新能力，包括創新思維和創新意識，也對創客教師的教學方式產生了更加積極的影響和觸動，并對學科融合有了新的理解和認識。

關鍵詞：創客教育;高中微生物;實踐研究

自2015年以來，創客運動開始席卷全球，以學生、問題、活動為中心進行創新能力培養的基于廣泛學習資源的創客教育（馬麗琴，2020）在學校、校外機構甚至企業中不斷推廣流行，但國內主要的創客教育還是以學校為主要實施場所。“互聯網+”教育是目前教育變革的一大趨勢，而創客教育又是推進“互聯網+”教育的變革路徑之一。

高中創客課程的開展形式也比較多樣，其中主要開設形式包括利用3D打印（徐欽，2021）、開源硬件、機器人和虛擬現實等技術，以信息技術（楊玉梅，2021）、通用技術等必修課程和綜合實踐、研究性學習課題等選修課程為依托的具有本學校特色的課程（劉敏，2021），也有與其他高考科目結合的課程開發，如英語（毛曉燕，2020）和化學（劉文濤，2019）等。

黃榮懷教授（黃榮懷，2016）提出了創客教育在我國基礎教育中的發展途徑，其中一條是：創客教育在小學、初中和高中階段應根據學生認知發展和科學素養采用不同的策略（如圖1所示）。

微生物創客教學實踐研究課主要參考五步創客教學法（王蕾，2015），參考馬麗琴（馬麗琴，2020）的高中創客案例，并結合微生物這種材料本身的特點，從課程資源、課程目標、課程內容、課程活動、課程評價這五個方面設計并開設學校微生物創客教學實踐研究課。

一、微生物創客教學實踐研究課程資源

目前我校高中創客課程主要的開設形式有學校課程和社團活動。其中學校課程主要是通用技術課程，社團課程則比較豐富。

1.空間資源

我校有一間微生物實驗室，配有雙人超凈工作臺2臺、搖床2臺、恒溫恒濕培養箱2臺等設備。依托這些基礎條件，學校開展了一系列微生物創客教學實踐研究。

2.師資力量

我校擁有理學（生命科學領域）博士教師4人，博士后1人，碩士1人，與中國科學院微生物所緊密結合，院校共同開發創客項目課程。

3.學生團隊

授課對象主要是通過社團選拔的、對生物學具有一定興趣的學生，由于人數控制，基本是2～3人為一個小組。

二、微生物創客教學實踐研究課程目標

微生物創客教學實踐研究課程目標的制定，結合學生的實際情況，并參照《普通高中生物學課程標準（2020年修訂）》，確定課程目標。

知識目標：微生物無菌操作、微生物培養、分子實驗原理。

創新能力：培養學生發現問題并科學地提出問題，采用不同的方式探索和解決問題的精神和能力。

綜合能力：（1）培養學生合作配合的精神和共同完成項目的價值觀取向。

（2）培養學生綜合思考問題的能力。

三、微生物創客教學實踐研究課程內容

微生物創客教學實踐研究課程內容主要分為三類：基本實驗操作的練習、借助文獻獲取信息以及小組完成課題。其中前兩項是為第三項的完成做基礎，穿插在項目過程中。

在微生物高中創客課程建設方面，切入點為微生物采樣、富集、純化和鑒定，中間主要涉及與數學學科和信息學科的融合。

四、微生物創客教學實踐研究課程活動

微生物創客教學實踐研究課活動設計基本為14課時，每次課時1～1.5 h。每次課程會以解決一個核心問題為主，小組討論后交流，并完成小組活動內容。課時設計如表2所示。

五、微生物創客教學實踐研究課程評價

微生物創客教學實踐研究課程評價主要由兩部分組成，學生問卷星測試和實驗答辯。其中學生問卷測試是參考馬麗琴（馬麗琴，2020）設計的調查問卷，對學生的創新意識情況、創新知識技能水平、創新綜合能力進行評估。實驗答辯則通過實驗結果和項目完成過程中表現出的綜合能力進行評估。

1.學生問卷星測試評價

通過問卷星測評，結果顯示學生對微生物創客教學實踐研究課程具有濃厚的興趣，并希望能夠繼續學習本課程，對于激發并維持學生的興趣具有一定的意義。但由于數據缺少課程之前的測試，不能從數據中看出學生創新能力、批判思維和發散思維、形象思維是否有明顯的進步，只能從之前選擇社團的理由和答辯的角度進行判斷。同時由于社團控制人數，還需要進一步擴大授課范圍和評價范圍，使結果具有更強的說服力。

2.實驗答辯評價

實驗答辯以小組為單位進行，評委有任課教師、內容接近的小組，答辯評價由任課教師、班主任和社團學生組成。

評價方式為小組學生上臺答辯5～8 min，回答評委問題5 min，每個小組時間控制在10 min左右，同時任課教師、班主任和社團學生進行量化考核。

教師測評占整體權重50%。其中任課教師權重80%，主要考查學生知識掌握、實驗技能、問題解決能力、小組合作能力。班主任權重20%，主要考查學生進入社團的前后對比，其中包括對微生物的學習興趣、小組合作能力、與人溝通能力的對比。

社團學生評價占整體權重50%。其他學生主要從小組合作程度、是否解決問題、是否有可以借鑒的地方、實驗方案是否需要補充完善等方面進行評價。小組自評主要從團隊分工、自我認知、小組貢獻、自我成長等方面進行評價。

答辯環節只包含課后評價，學生自評得分較低，一方面說明學生對自己有一定的要求，但也反映出學生的自信心需要進一步加強。互評中學生體現高風亮節，充分看待其他組同學的優勢和進步，還能反思自己的不足。

六、微生物創客教學實踐研究課程體會

經過近三年的打磨，生物課題組的教師不斷強化和改進微生物創客教學實踐研究課程，具有一定的可操作性，學生動手能力、創新能力、綜合能力都有所提升。

學生在學習整體課程后，提出科學問題的能力有所提升。以“運動能夠提高機體抵抗力”為例，從這個思維火花的出現，到后期抵抗力檢測指標、抵抗力提升標準、實驗分組、實驗對象選擇和監測、實驗內容篩選等各個方向進行討論，選定“課后560運動籃球和健美操對高一學生肺活量的影響”這一具有明確研究對象和測定指標的命題。

微生物創客教學實踐研究課程在培養高中學生創新意識、創新思維和創新能力的同時，也潛移默化地提高了學生解決問題和協作學習的能力，同時通過參與項目式創客活動，使學生的核心素養得到培養。

微生物創客教學實踐研究課程對創客教師的教學方式產生了更加積極的影響，并對學科融合有了新的理解和認識。

參考文獻：

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[8]王蕾.五步創客教學法上好Scratch課[J].中國信息技術教育，2015（17）：41-42.