生物学校本课程《奇妙的植物》的开发和实践*

唐 凤 （江苏省南京市第一中学 江苏南京 210001）

《普通高中生物学课程标准（2017 版）》中进一步明确了普通高中课程的培养目标：“进一步提高学生的综合素质，着力发展学生核心素养，使学生具有理想信念和社会责任感， 具有科学文化素养和终身学习能力， 具有自主发展能力和沟通合作能力。”［1］以课程标准所制定的培养目标作为前提，立足高中生物学课堂教学,充分利用学校和地方特色开发的校本课程资源， 是培养学生生物学科核心素养、实现生物学课程立德树人、促进学生全面发展的具体途径。

1 校本课程《奇妙的植物》的实施背景和意义

高中学生独立性增强，开始关注社会、积极探索，尝试利用课堂所学习的生物学知识探究和解决实际生活中的问题。 例如：本校学生对于校园中的植物种类产生疑问,确定了“校园植物种类”的研究课题；观察到学校附近的内秦淮河段因污染而在春夏季出现的河水发黑、发臭的现象后，结合必修3中“生态系统”的内容，确定了“小型水生生态系统对水质净化作用”的研究课题；在学习了必修1 中“细胞的增殖、分化、衰老和凋亡”的相关知识后，学生考虑到自己和家人对多肉植物的喜爱， 确定了“多肉植物的组织培养与繁殖”的研究课题等。

本校生物学教师在指导学生开展生物学相关主题的探究活动过程中, 发现学生具有应用生物学知识解决实际问题的意识， 但具体的实验设计和实验操作能力较差， 导致探究活动无法顺利实施，学生的实践精神受挫。 在此背景下，笔者组织开发了以常见植物为材料， 以植物生物技术为主线的专题实验探究形式的校本课程《奇妙的植物》，其意义有以下几点：1）从必修生物学教材现有的知识和实验出发， 联系生活和社会发展补充的系列生物技术的实验，使学生热爱生物学、探究生命世界的潜能得到充分发展, 有助于生物学科核心素养的形成。 2）为生物学教师进行现代生物技术的教学提供实践。 3）响应开发面向核心素养的课程体系的号召：充分开发和利用各种资源，探索高中开展生物技术实验的有效方法与途径， 为构建跨学科的、 与社会生活相结合的生物技术实验活动提供经验借鉴。

2 《奇妙的植物》的课程开发和设计

2.1 编写课程纲要制定课程目标 参照课程标准，以生物学科核心素养作为宗旨，结合学校和学生的特点，编制了《“奇妙的植物”校本课程方案》。从生命观念、科学思维、科学探究、社会责任4 个纬度确定了课程目标：

1）对校园、南京紫金山、中山植物园进行实地考察，结合多种实验手段，利用互联网等对植物形态、结构、类群特征的相关知识进行收集，知道校园常见植物类群的基本特征、 生活环境， 养成认识、欣赏、研究植物的能力；培养热爱校园、热爱家乡、热爱自然的情怀。

2）学会水培、无土栽培等技术，繁殖和培养常见的观赏植物；利用组织培养、制作人工种子等技术进行植物种质资源保存，通过光合、呼吸速率的测定、色素的含量测定等方法，探究环境的改变对植物生理状态的影响， 掌握科学探究的思路和方法，能利用正确的实验方法进行生物学实践活动。

3）建立小型水生生态系统，尝试提出对南京秦淮河水质净化的方案； 对南京江浦地区环境污染状况进行调查，提出治理措施。培养应用知识解决现实生活问题的意识和社会责任感。

4）以小组实验、合作探究、参观、考察等多种形式， 了解和宣传生物技术在现实生活中的应用和发展，愿意承担科普、抵制不良生活习惯等社会责任，为大学的学习打下基础，为走向社会的良好认知打下基础。

2.2 课程内容 此校本课程是面向高一年级对生物学科感兴趣的学生开设的，按照“认识植物—了解植物—培养植物—利用植物”的主线展开，以高中生物学必修课本的理论知识为基础， 在植物的形态结构和分类、生理、植物与生态环境的关系等方面，对教材相关内容进行适当补充，拓展形成了与实际生活密切结合的、利于高中学生接受的、实践性强的实验体系。

图1 《奇妙的植物》实验体系

本课程包括“基本技能”和“探究活动”两大模块。在“基本技能”模块中，学生通过显微镜的使用、徒手切片、临时装片的制作，观察和学习植物的细胞、组织和器官的结构。 本校校园环境优美,植物种类多达36 科83 属105 种植物（含野生植物）；南京市中山植物园植物种类多达3 000 种, 为植物分类学实验的学习提供了得天独厚的条件。 结合“多肉植物热”,进行的植物快繁、组织培养等实验，可充分调动学生的积极性。“基本技能”模块的内容可让学生掌握基本的实验技能， 养成良好的实验习惯，为后继的学习和探究打下良好的基础。

在“探究活动”模块中，立足本校作为江苏省环境生物技术课程基地的实验条件， 通过显微镜、分光光度计、PCR 仪等实验仪器的使用， 对高中生物学必修课程中光合作用、细胞呼吸、有丝分裂、组织培养、DNA 的扩增等相关实验进行扩展，让学生学会用科学的实验方法探究生物与环境的关系。 例如：尝试构建小型水生生态系统净化污水，并对南京内秦淮河段提出治理方案；对南京江浦地区的植被破坏和环境污染状况进行调查并提出综合治理方案；在校园中举办类型多样的生物学科普展等。

3 课程的实施

3.1 课程的学时及形式 《奇妙的植物》校本课程面向高一年级选修生物学校本课程的学生开设，高一上学期侧重于“基本技能”模块，旨在培养学生基本的实验能力；高一下学期侧重于“探究活动”模块，旨在培养学生应用生物学的知识和技能解决实际问题的能力。 授课教师将课程纲要上传至学校校园网的选课平台后, 学生登陆网站自行选报，每学期限定的选课人数是40 人，每学期18 课时，隔周上一次课，每次2 课时，授课采取理论讲解与学生分组实验相结合的形式。经过评价，成绩合格的学生可获得1 学分。 笔者已完成了3年的教学，收到了良好的效果，学生特别喜爱能动手实验的课程，有部分学生在上学期选修之后，下学期继续选修。因课时不足，尝试将面向高一学生的校本课程与面向高二学生的研究性学习、 社团活动等相结合，这样不仅可弥补课时不足的现状，而且可使不同专题的开设形式多样化， 收到更好的教学效果。

《奇妙的植物》以学生实验的形式开展。 每次开课之前,授课教师要在编制教案的同时,对实验进行设计和统筹安排。 生物学实验室的仪器和设备要满足实验要求， 实验材料由教师购买或者由学生自备。 教师可提前取样或指导学生进行相关实验材料的取样。

因课时所限，校本课程的教学组织分为课前、课中和课后3 个环节。 在教学的组织与设计过程中，充分体现学生为主体的思想。将学生每5 人组成一个学习小组， 教师通过编制并发放学习清单的形式， 让学习小组能做到课前进行核心概念的文献收集、 课上小组分工合作制定实验计划并实施，课后能够将实验数据进行分析处理。

图2 《奇妙的植物》教学组织形式

3.2 课程的具体实施案例一则 例如，在探究模块中，在进行蚕豆根尖微核实验的基础上，对学校附近的秦淮河段水质状况进行初步评估。 课前教师组织学习小组对“微核”“微核产生的原因”“微核实验方法”等问题进行资料收集，组织学生取水样，指导进行初期的实验处理；课上小组交流进一步明确“微核”的成因及与环境的关系，在教师的指导下对实验步骤进行完善后进行实验。

表1 “微核的形成”教学案例

图3 学生观察到的微核

本探究实验是基于高中生物学必修1《分子与细胞》模块，第5 章第1 节中“观察植物细胞的有丝分裂的实验”，与学生感兴趣的学校附近秦淮河段水质评估相结合进行的拓展探究。 教师在课前设置了学校附近秦淮河段河水诱导蚕豆生根的处理组，学生并未观察到微核的形成。在教师的指导下， 学生从学校附近和家庭所在地附近分别取水样，并配置了梯度浓度的CuSO4溶液，作为实验的自变量。在经过CuSO4溶液诱导的实验组中，学生观察到了微核的出现，经过查阅有关资料，得出结论： 秦淮河水中金属离子的含量是符合环保标准的， 河水发黑发臭主要原因是生活污水导致的有机物污染造成的。

此探究实验中,实验的取样、设置、溶液的配置、仪器的使用、微核的观察、结果的比较与分析等，每一阶段会出现不同的情况和问题，学生查阅资料或与教师讨论，找到解决问题的办法。由于多种原因，虽然并未得到合理的预期结果，但学生知道了应用书本知识解决实际问题的方法， 实验能力和解决问题的能力都有较大提高， 同时也为后续的探究活动打下良好的基础。

4 课程的评价

生物学校本课程的实施是在“学生为中心”的教学理念指导下,围绕生活中的问题展开的,探究活动的形式多样。所以，教师在传统的纸笔评价的基础上， 重视过程性评价和结果性评价并开发形式多样的评价量表，例如：学习小组的组员之间的互评、 教师针对学生在探究活动中表现进行的评价等。 同时，指向学习目标的有效评价，也为教师对校本课程的授课效果能有所把握，例如：指导学生利用无性繁殖技术培养常见多肉植物后， 组织学生收集资料、自制植物展板，在校园中举办多肉植物展。学生精心设计的展板，可以很好地将学生的兴趣和学习状态反馈给教师。

5 反思与展望

生物学校本课程的开发不是一蹴而就的，从课程内容的确定，体系的形成、实施，到课程的完善，往往要经历漫长的过程。立足必修教材的生物学基础知识， 结合实际生活进行必要的拓展后形成知识体系， 从本校的实际实验条件和学生特点出发， 这样的开发思路， 既可调动学生的参与热情，也可充分体现学校和地方特色，是校本课程开发的前提。 校本课程的开发同时也是师生共同成长的过程， 师生共同参与的探究、 科普宣传等活动，也是学生生物学科核心素养形成的具体途径。本校本课程因为时间限制， 实施形式和相关实验的结果尚未达到预期， 学生对于此校本课程的评价， 尚未有具体的数据分析， 在未来的授课过程中，此类问题将进一步完善。