生物學(xué)校本課程《奇妙的植物》的開(kāi)發(fā)和實(shí)踐*

唐 鳳 （江蘇省南京市第一中學(xué) 江蘇南京 210001）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017 版）》中進(jìn)一步明確了普通高中課程的培養(yǎng)目標(biāo)：“進(jìn)一步提高學(xué)生的綜合素質(zhì)，著力發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，使學(xué)生具有理想信念和社會(huì)責(zé)任感， 具有科學(xué)文化素養(yǎng)和終身學(xué)習(xí)能力， 具有自主發(fā)展能力和溝通合作能力?！保?］以課程標(biāo)準(zhǔn)所制定的培養(yǎng)目標(biāo)作為前提，立足高中生物學(xué)課堂教學(xué),充分利用學(xué)校和地方特色開(kāi)發(fā)的校本課程資源， 是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)、實(shí)現(xiàn)生物學(xué)課程立德樹(shù)人、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展的具體途徑。

1 校本課程《奇妙的植物》的實(shí)施背景和意義

高中學(xué)生獨(dú)立性增強(qiáng)，開(kāi)始關(guān)注社會(huì)、積極探索，嘗試?yán)谜n堂所學(xué)習(xí)的生物學(xué)知識(shí)探究和解決實(shí)際生活中的問(wèn)題。 例如：本校學(xué)生對(duì)于校園中的植物種類產(chǎn)生疑問(wèn),確定了“校園植物種類”的研究課題；觀察到學(xué)校附近的內(nèi)秦淮河段因污染而在春夏季出現(xiàn)的河水發(fā)黑、發(fā)臭的現(xiàn)象后，結(jié)合必修3中“生態(tài)系統(tǒng)”的內(nèi)容，確定了“小型水生生態(tài)系統(tǒng)對(duì)水質(zhì)凈化作用”的研究課題；在學(xué)習(xí)了必修1 中“細(xì)胞的增殖、分化、衰老和凋亡”的相關(guān)知識(shí)后，學(xué)生考慮到自己和家人對(duì)多肉植物的喜愛(ài)， 確定了“多肉植物的組織培養(yǎng)與繁殖”的研究課題等。

本校生物學(xué)教師在指導(dǎo)學(xué)生開(kāi)展生物學(xué)相關(guān)主題的探究活動(dòng)過(guò)程中, 發(fā)現(xiàn)學(xué)生具有應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的意識(shí)， 但具體的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作能力較差， 導(dǎo)致探究活動(dòng)無(wú)法順利實(shí)施，學(xué)生的實(shí)踐精神受挫。 在此背景下，筆者組織開(kāi)發(fā)了以常見(jiàn)植物為材料， 以植物生物技術(shù)為主線的專題實(shí)驗(yàn)探究形式的校本課程《奇妙的植物》，其意義有以下幾點(diǎn)：1）從必修生物學(xué)教材現(xiàn)有的知識(shí)和實(shí)驗(yàn)出發(fā)， 聯(lián)系生活和社會(huì)發(fā)展補(bǔ)充的系列生物技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生熱愛(ài)生物學(xué)、探究生命世界的潛能得到充分發(fā)展, 有助于生物學(xué)科核心素養(yǎng)的形成。 2）為生物學(xué)教師進(jìn)行現(xiàn)代生物技術(shù)的教學(xué)提供實(shí)踐。 3）響應(yīng)開(kāi)發(fā)面向核心素養(yǎng)的課程體系的號(hào)召：充分開(kāi)發(fā)和利用各種資源，探索高中開(kāi)展生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)的有效方法與途徑， 為構(gòu)建跨學(xué)科的、 與社會(huì)生活相結(jié)合的生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)提供經(jīng)驗(yàn)借鑒。

2 《奇妙的植物》的課程開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)

2.1 編寫(xiě)課程綱要制定課程目標(biāo) 參照課程標(biāo)準(zhǔn)，以生物學(xué)科核心素養(yǎng)作為宗旨，結(jié)合學(xué)校和學(xué)生的特點(diǎn)，編制了《“奇妙的植物”校本課程方案》。從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任4 個(gè)緯度確定了課程目標(biāo)：

1）對(duì)校園、南京紫金山、中山植物園進(jìn)行實(shí)地考察，結(jié)合多種實(shí)驗(yàn)手段，利用互聯(lián)網(wǎng)等對(duì)植物形態(tài)、結(jié)構(gòu)、類群特征的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行收集，知道校園常見(jiàn)植物類群的基本特征、 生活環(huán)境， 養(yǎng)成認(rèn)識(shí)、欣賞、研究植物的能力；培養(yǎng)熱愛(ài)校園、熱愛(ài)家鄉(xiāng)、熱愛(ài)自然的情懷。

2）學(xué)會(huì)水培、無(wú)土栽培等技術(shù)，繁殖和培養(yǎng)常見(jiàn)的觀賞植物；利用組織培養(yǎng)、制作人工種子等技術(shù)進(jìn)行植物種質(zhì)資源保存，通過(guò)光合、呼吸速率的測(cè)定、色素的含量測(cè)定等方法，探究環(huán)境的改變對(duì)植物生理狀態(tài)的影響， 掌握科學(xué)探究的思路和方法，能利用正確的實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行生物學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

3）建立小型水生生態(tài)系統(tǒng)，嘗試提出對(duì)南京秦淮河水質(zhì)凈化的方案； 對(duì)南京江浦地區(qū)環(huán)境污染狀況進(jìn)行調(diào)查，提出治理措施。培養(yǎng)應(yīng)用知識(shí)解決現(xiàn)實(shí)生活問(wèn)題的意識(shí)和社會(huì)責(zé)任感。

4）以小組實(shí)驗(yàn)、合作探究、參觀、考察等多種形式， 了解和宣傳生物技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用和發(fā)展，愿意承擔(dān)科普、抵制不良生活習(xí)慣等社會(huì)責(zé)任，為大學(xué)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，為走向社會(huì)的良好認(rèn)知打下基礎(chǔ)。

2.2 課程內(nèi)容 此校本課程是面向高一年級(jí)對(duì)生物學(xué)科感興趣的學(xué)生開(kāi)設(shè)的，按照“認(rèn)識(shí)植物—了解植物—培養(yǎng)植物—利用植物”的主線展開(kāi)，以高中生物學(xué)必修課本的理論知識(shí)為基礎(chǔ)， 在植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分類、生理、植物與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系等方面，對(duì)教材相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充，拓展形成了與實(shí)際生活密切結(jié)合的、利于高中學(xué)生接受的、實(shí)踐性強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)體系。

圖1 《奇妙的植物》實(shí)驗(yàn)體系

本課程包括“基本技能”和“探究活動(dòng)”兩大模塊。在“基本技能”模塊中，學(xué)生通過(guò)顯微鏡的使用、徒手切片、臨時(shí)裝片的制作，觀察和學(xué)習(xí)植物的細(xì)胞、組織和器官的結(jié)構(gòu)。 本校校園環(huán)境優(yōu)美,植物種類多達(dá)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(dá)3 000 種, 為植物分類學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)提供了得天獨(dú)厚的條件。 結(jié)合“多肉植物熱”,進(jìn)行的植物快繁、組織培養(yǎng)等實(shí)驗(yàn)，可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性?！盎炯寄堋蹦K的內(nèi)容可讓學(xué)生掌握基本的實(shí)驗(yàn)技能， 養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，為后繼的學(xué)習(xí)和探究打下良好的基礎(chǔ)。

在“探究活動(dòng)”模塊中，立足本校作為江蘇省環(huán)境生物技術(shù)課程基地的實(shí)驗(yàn)條件， 通過(guò)顯微鏡、分光光度計(jì)、PCR 儀等實(shí)驗(yàn)儀器的使用， 對(duì)高中生物學(xué)必修課程中光合作用、細(xì)胞呼吸、有絲分裂、組織培養(yǎng)、DNA 的擴(kuò)增等相關(guān)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行擴(kuò)展，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法探究生物與環(huán)境的關(guān)系。 例如：嘗試構(gòu)建小型水生生態(tài)系統(tǒng)凈化污水，并對(duì)南京內(nèi)秦淮河段提出治理方案；對(duì)南京江浦地區(qū)的植被破壞和環(huán)境污染狀況進(jìn)行調(diào)查并提出綜合治理方案；在校園中舉辦類型多樣的生物學(xué)科普展等。

3 課程的實(shí)施

3.1 課程的學(xué)時(shí)及形式 《奇妙的植物》校本課程面向高一年級(jí)選修生物學(xué)校本課程的學(xué)生開(kāi)設(shè)，高一上學(xué)期側(cè)重于“基本技能”模塊，旨在培養(yǎng)學(xué)生基本的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ桓咭幌聦W(xué)期側(cè)重于“探究活動(dòng)”模塊，旨在培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用生物學(xué)的知識(shí)和技能解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 授課教師將課程綱要上傳至學(xué)校校園網(wǎng)的選課平臺(tái)后, 學(xué)生登陸網(wǎng)站自行選報(bào)，每學(xué)期限定的選課人數(shù)是40 人，每學(xué)期18 課時(shí)，隔周上一次課，每次2 課時(shí)，授課采取理論講解與學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的形式。經(jīng)過(guò)評(píng)價(jià)，成績(jī)合格的學(xué)生可獲得1 學(xué)分。 筆者已完成了3年的教學(xué)，收到了良好的效果，學(xué)生特別喜愛(ài)能動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的課程，有部分學(xué)生在上學(xué)期選修之后，下學(xué)期繼續(xù)選修。因課時(shí)不足，嘗試將面向高一學(xué)生的校本課程與面向高二學(xué)生的研究性學(xué)習(xí)、 社團(tuán)活動(dòng)等相結(jié)合，這樣不僅可彌補(bǔ)課時(shí)不足的現(xiàn)狀，而且可使不同專題的開(kāi)設(shè)形式多樣化， 收到更好的教學(xué)效果。

《奇妙的植物》以學(xué)生實(shí)驗(yàn)的形式開(kāi)展。 每次開(kāi)課之前,授課教師要在編制教案的同時(shí),對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌安排。 生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的儀器和設(shè)備要滿足實(shí)驗(yàn)要求， 實(shí)驗(yàn)材料由教師購(gòu)買或者由學(xué)生自備。 教師可提前取樣或指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)材料的取樣。

因課時(shí)所限，校本課程的教學(xué)組織分為課前、課中和課后3 個(gè)環(huán)節(jié)。 在教學(xué)的組織與設(shè)計(jì)過(guò)程中，充分體現(xiàn)學(xué)生為主體的思想。將學(xué)生每5 人組成一個(gè)學(xué)習(xí)小組， 教師通過(guò)編制并發(fā)放學(xué)習(xí)清單的形式， 讓學(xué)習(xí)小組能做到課前進(jìn)行核心概念的文獻(xiàn)收集、 課上小組分工合作制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃并實(shí)施，課后能夠?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。

圖2 《奇妙的植物》教學(xué)組織形式

3.2 課程的具體實(shí)施案例一則 例如，在探究模塊中，在進(jìn)行蠶豆根尖微核實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)校附近的秦淮河段水質(zhì)狀況進(jìn)行初步評(píng)估。 課前教師組織學(xué)習(xí)小組對(duì)“微核”“微核產(chǎn)生的原因”“微核實(shí)驗(yàn)方法”等問(wèn)題進(jìn)行資料收集，組織學(xué)生取水樣，指導(dǎo)進(jìn)行初期的實(shí)驗(yàn)處理；課上小組交流進(jìn)一步明確“微核”的成因及與環(huán)境的關(guān)系，在教師的指導(dǎo)下對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行完善后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

表1 “微核的形成”教學(xué)案例

圖3 學(xué)生觀察到的微核

本探究實(shí)驗(yàn)是基于高中生物學(xué)必修1《分子與細(xì)胞》模塊，第5 章第1 節(jié)中“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂的實(shí)驗(yàn)”，與學(xué)生感興趣的學(xué)校附近秦淮河段水質(zhì)評(píng)估相結(jié)合進(jìn)行的拓展探究。 教師在課前設(shè)置了學(xué)校附近秦淮河段河水誘導(dǎo)蠶豆生根的處理組，學(xué)生并未觀察到微核的形成。在教師的指導(dǎo)下， 學(xué)生從學(xué)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(shí)驗(yàn)的自變量。在經(jīng)過(guò)CuSO4溶液誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)組中，學(xué)生觀察到了微核的出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)查閱有關(guān)資料，得出結(jié)論： 秦淮河水中金屬離子的含量是符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的， 河水發(fā)黑發(fā)臭主要原因是生活污水導(dǎo)致的有機(jī)物污染造成的。

此探究實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)的取樣、設(shè)置、溶液的配置、儀器的使用、微核的觀察、結(jié)果的比較與分析等，每一階段會(huì)出現(xiàn)不同的情況和問(wèn)題，學(xué)生查閱資料或與教師討論，找到解決問(wèn)題的辦法。由于多種原因，雖然并未得到合理的預(yù)期結(jié)果，但學(xué)生知道了應(yīng)用書(shū)本知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的方法， 實(shí)驗(yàn)?zāi)芰徒鉀Q問(wèn)題的能力都有較大提高， 同時(shí)也為后續(xù)的探究活動(dòng)打下良好的基礎(chǔ)。

4 課程的評(píng)價(jià)

生物學(xué)校本課程的實(shí)施是在“學(xué)生為中心”的教學(xué)理念指導(dǎo)下,圍繞生活中的問(wèn)題展開(kāi)的,探究活動(dòng)的形式多樣。所以，教師在傳統(tǒng)的紙筆評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上， 重視過(guò)程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)并開(kāi)發(fā)形式多樣的評(píng)價(jià)量表，例如：學(xué)習(xí)小組的組員之間的互評(píng)、 教師針對(duì)學(xué)生在探究活動(dòng)中表現(xiàn)進(jìn)行的評(píng)價(jià)等。 同時(shí)，指向?qū)W習(xí)目標(biāo)的有效評(píng)價(jià)，也為教師對(duì)校本課程的授課效果能有所把握，例如：指導(dǎo)學(xué)生利用無(wú)性繁殖技術(shù)培養(yǎng)常見(jiàn)多肉植物后， 組織學(xué)生收集資料、自制植物展板，在校園中舉辦多肉植物展。學(xué)生精心設(shè)計(jì)的展板，可以很好地將學(xué)生的興趣和學(xué)習(xí)狀態(tài)反饋給教師。

5 反思與展望

生物學(xué)校本課程的開(kāi)發(fā)不是一蹴而就的，從課程內(nèi)容的確定，體系的形成、實(shí)施，到課程的完善，往往要經(jīng)歷漫長(zhǎng)的過(guò)程。立足必修教材的生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)， 結(jié)合實(shí)際生活進(jìn)行必要的拓展后形成知識(shí)體系， 從本校的實(shí)際實(shí)驗(yàn)條件和學(xué)生特點(diǎn)出發(fā)， 這樣的開(kāi)發(fā)思路， 既可調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與熱情，也可充分體現(xiàn)學(xué)校和地方特色，是校本課程開(kāi)發(fā)的前提。 校本課程的開(kāi)發(fā)同時(shí)也是師生共同成長(zhǎng)的過(guò)程， 師生共同參與的探究、 科普宣傳等活動(dòng)，也是學(xué)生生物學(xué)科核心素養(yǎng)形成的具體途徑。本校本課程因?yàn)闀r(shí)間限制， 實(shí)施形式和相關(guān)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果尚未達(dá)到預(yù)期， 學(xué)生對(duì)于此校本課程的評(píng)價(jià)， 尚未有具體的數(shù)據(jù)分析， 在未來(lái)的授課過(guò)程中，此類問(wèn)題將進(jìn)一步完善。