高中微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究案例

王晉飛 王西奎

摘 要：高中階段的創(chuàng)客教育，需要考慮高中生的知識結(jié)構(gòu)和素養(yǎng)發(fā)展水平，量身制定符合實(shí)際情況的創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程，還需要密切結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，建設(shè)符合學(xué)校發(fā)展規(guī)劃和愿景的創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究方案。本次微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究案例從課程資源、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程活動和課程評價五個方面進(jìn)行設(shè)置，以期增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，包括創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識，也對創(chuàng)客教師的教學(xué)方式產(chǎn)生了更加積極的影響和觸動，并對學(xué)科融合有了新的理解和認(rèn)識。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)客教育;高中微生物;實(shí)踐研究

自2015年以來，創(chuàng)客運(yùn)動開始席卷全球，以學(xué)生、問題、活動為中心進(jìn)行創(chuàng)新能力培養(yǎng)的基于廣泛學(xué)習(xí)資源的創(chuàng)客教育（馬麗琴，2020）在學(xué)校、校外機(jī)構(gòu)甚至企業(yè)中不斷推廣流行，但國內(nèi)主要的創(chuàng)客教育還是以學(xué)校為主要實(shí)施場所。“互聯(lián)網(wǎng)+”教育是目前教育變革的一大趨勢，而創(chuàng)客教育又是推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”教育的變革路徑之一。

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

黃榮懷教授（黃榮懷，2016）提出了創(chuàng)客教育在我國基礎(chǔ)教育中的發(fā)展途徑，其中一條是：創(chuàng)客教育在小學(xué)、初中和高中階段應(yīng)根據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展和科學(xué)素養(yǎng)采用不同的策略（如圖1所示）。

微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課主要參考五步創(chuàng)客教學(xué)法（王蕾，2015），參考馬麗琴（馬麗琴，2020）的高中創(chuàng)客案例，并結(jié)合微生物這種材料本身的特點(diǎn)，從課程資源、課程目標(biāo)、課程內(nèi)容、課程活動、課程評價這五個方面設(shè)計(jì)并開設(shè)學(xué)校微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課。

一、微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程資源

目前我校高中創(chuàng)客課程主要的開設(shè)形式有學(xué)校課程和社團(tuán)活動。其中學(xué)校課程主要是通用技術(shù)課程，社團(tuán)課程則比較豐富。

1.空間資源

我校有一間微生物實(shí)驗(yàn)室，配有雙人超凈工作臺2臺、搖床2臺、恒溫恒濕培養(yǎng)箱2臺等設(shè)備。依托這些基礎(chǔ)條件，學(xué)校開展了一系列微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究。

2.師資力量

我校擁有理學(xué)（生命科學(xué)領(lǐng)域）博士教師4人，博士后1人，碩士1人，與中國科學(xué)院微生物所緊密結(jié)合，院校共同開發(fā)創(chuàng)客項(xiàng)目課程。

3.學(xué)生團(tuán)隊(duì)

授課對象主要是通過社團(tuán)選拔的、對生物學(xué)具有一定興趣的學(xué)生，由于人數(shù)控制，基本是2～3人為一個小組。

二、微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程目標(biāo)

微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程目標(biāo)的制定，結(jié)合學(xué)生的實(shí)際情況，并參照《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2020年修訂）》，確定課程目標(biāo)。

知識目標(biāo)：微生物無菌操作、微生物培養(yǎng)、分子實(shí)驗(yàn)原理。

創(chuàng)新能力：培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并科學(xué)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(yǎng)學(xué)生合作配合的精神和共同完成項(xiàng)目的價值觀取向。

（2）培養(yǎng)學(xué)生綜合思考問題的能力。

三、微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程內(nèi)容

微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程內(nèi)容主要分為三類：基本實(shí)驗(yàn)操作的練習(xí)、借助文獻(xiàn)獲取信息以及小組完成課題。其中前兩項(xiàng)是為第三項(xiàng)的完成做基礎(chǔ)，穿插在項(xiàng)目過程中。

在微生物高中創(chuàng)客課程建設(shè)方面，切入點(diǎn)為微生物采樣、富集、純化和鑒定，中間主要涉及與數(shù)學(xué)學(xué)科和信息學(xué)科的融合。

四、微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程活動

微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課活動設(shè)計(jì)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(nèi)容。課時設(shè)計(jì)如表2所示。

五、微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程評價

微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程評價主要由兩部分組成，學(xué)生問卷星測試和實(shí)驗(yàn)答辯。其中學(xué)生問卷測試是參考馬麗琴（馬麗琴，2020）設(shè)計(jì)的調(diào)查問卷，對學(xué)生的創(chuàng)新意識情況、創(chuàng)新知識技能水平、創(chuàng)新綜合能力進(jìn)行評估。實(shí)驗(yàn)答辯則通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果和項(xiàng)目完成過程中表現(xiàn)出的綜合能力進(jìn)行評估。

1.學(xué)生問卷星測試評價

通過問卷星測評，結(jié)果顯示學(xué)生對微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程具有濃厚的興趣，并希望能夠繼續(xù)學(xué)習(xí)本課程，對于激發(fā)并維持學(xué)生的興趣具有一定的意義。但由于數(shù)據(jù)缺少課程之前的測試，不能從數(shù)據(jù)中看出學(xué)生創(chuàng)新能力、批判思維和發(fā)散思維、形象思維是否有明顯的進(jìn)步，只能從之前選擇社團(tuán)的理由和答辯的角度進(jìn)行判斷。同時由于社團(tuán)控制人數(shù)，還需要進(jìn)一步擴(kuò)大授課范圍和評價范圍，使結(jié)果具有更強(qiáng)的說服力。

2.實(shí)驗(yàn)答辯評價

實(shí)驗(yàn)答辯以小組為單位進(jìn)行，評委有任課教師、內(nèi)容接近的小組，答辯評價由任課教師、班主任和社團(tuán)學(xué)生組成。

評價方式為小組學(xué)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(tuán)學(xué)生進(jìn)行量化考核。

教師測評占整體權(quán)重50%。其中任課教師權(quán)重80%，主要考查學(xué)生知識掌握、實(shí)驗(yàn)技能、問題解決能力、小組合作能力。班主任權(quán)重20%，主要考查學(xué)生進(jìn)入社團(tuán)的前后對比，其中包括對微生物的學(xué)習(xí)興趣、小組合作能力、與人溝通能力的對比。

社團(tuán)學(xué)生評價占整體權(quán)重50%。其他學(xué)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(shí)驗(yàn)方案是否需要補(bǔ)充完善等方面進(jìn)行評價。小組自評主要從團(tuán)隊(duì)分工、自我認(rèn)知、小組貢獻(xiàn)、自我成長等方面進(jìn)行評價。

答辯環(huán)節(jié)只包含課后評價，學(xué)生自評得分較低，一方面說明學(xué)生對自己有一定的要求，但也反映出學(xué)生的自信心需要進(jìn)一步加強(qiáng)?；ピu中學(xué)生體現(xiàn)高風(fēng)亮節(jié)，充分看待其他組同學(xué)的優(yōu)勢和進(jìn)步，還能反思自己的不足。

六、微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程體會

經(jīng)過近三年的打磨，生物課題組的教師不斷強(qiáng)化和改進(jìn)微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程，具有一定的可操作性，學(xué)生動手能力、創(chuàng)新能力、綜合能力都有所提升。

學(xué)生在學(xué)習(xí)整體課程后，提出科學(xué)問題的能力有所提升。以“運(yùn)動能夠提高機(jī)體抵抗力”為例，從這個思維火花的出現(xiàn)，到后期抵抗力檢測指標(biāo)、抵抗力提升標(biāo)準(zhǔn)、實(shí)驗(yàn)分組、實(shí)驗(yàn)對象選擇和監(jiān)測、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容篩選等各個方向進(jìn)行討論，選定“課后560運(yùn)動籃球和健美操對高一學(xué)生肺活量的影響”這一具有明確研究對象和測定指標(biāo)的命題。

微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程在培養(yǎng)高中學(xué)生創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的同時，也潛移默化地提高了學(xué)生解決問題和協(xié)作學(xué)習(xí)的能力，同時通過參與項(xiàng)目式創(chuàng)客活動，使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到培養(yǎng)。

微生物創(chuàng)客教學(xué)實(shí)踐研究課程對創(chuàng)客教師的教學(xué)方式產(chǎn)生了更加積極的影響，并對學(xué)科融合有了新的理解和認(rèn)識。

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