基于社会责任培养的生物学活动开发与实践

林佳 钟琳

摘要 以社会责任培养作为活动开发主线，借助校本课程平台，开展生物学实验知识教学，引导学生关注家乡事务，师生共同选题并实施“以秀丽隐杆线虫运动能力监测广州河涌水质”生物学实践活动，提升和内化学生的社会责任核心素养。

关键词 社会责任 高中生物学 活动实践 线虫 水质监测

中图分类号 G633.91

文献标志码 B

“社会责任”是高中生物核心素养之一，旨在培养学生参与个人与社会事务的讨论，作出理性解释和判断，解决生产生活问题的担当和能力。笔者借助广州市南武中学校本课程，课堂上教授基本实验操作、实验设计和查阅文献资料方法，以社会责任培养作为活动开发主线，引导学生开展并实施“以秀丽隐杆线虫运动能力监测广州河涌水质”这一生物学实践活动。从课堂延伸至课外，从知识教育过渡为行为教育，最终落实“社会责任”核心意识培养。

1 活动开发背景

目前，国内各地各校对“社会责任”培养的落地途径相对单一。相关研究指出生物学教学主要借助学校课堂这一渠道，结合教材，促进学生关注生物学相关社会议题和渗透生态教育，同时德育教育时结合班会课渗透健康教育，但是通过社区活动或科学实践活动这一渠道落地则较少。另外，生物学实践活动大多利用学生的课余时间开展，学生由于高考学习压力往往也选择放弃参加。

基于上述教学实践中存在的问题，教师借助校内特色校本课程《模块1.选修II.斯坦福创新实验室课程》，开展生物学活动必备知识的课堂教学，启发学生乘“社会”之风——关注家乡与生物学相关的社会热点，引导学生寻“责任”之地——开展监测广州河涌水质的实践活动。学生既体验了科学探究的一般过程，又亲身参与身边社会事务的讨论，真正实现从“旁观者”到“主人翁”的社会责任意识转变。

2 活动实施内容

2.1 课堂教学

本次生物学活动的开展对象是高一年级学生，学生对科学探究的一般过程、生物学实验的设计和操作未形成系统认知。因此，教师在校本课程课堂开展以下教学内容：

①介绍文献数据库（中国知网和万方数据库）的使用方法。

②讲解生物学实验的基本操作和设计原理——线虫运动能力测定方法原理。秀丽隐杆线虫是生命科学研究常用的模式生物，其致死率、运动行为、生殖能力、个体发育情况等多用于评价环境优劣评价的指标。邓雅斌等将秀丽小杆线虫应用于厦门岛不同海域海水进行监测，通过观察并记录线虫在采集水样环境中的致死率和染色率，以此指示厦门附近海水的质量。在前人研究基础上，此次生物学活动的实验方案结合校本课程的教学实际，改用以线虫头部摆动频率和身体弯曲频率作为观察和记录指标，监测广州市区各河涌水质情况。

③向学生展示与生物学相关的政府工作开展资料，引起学生探究兴趣。广州是水系发达的岭南水乡。近年来，广州市全面推行河长制，以河长带头对河涌水质进行治理，以求增加河道内生物多样性，恢复生态。这与十九大报告提出的“绿水青山就是金山银山”理念如出一辙，是对生态环境的高度重视。

2.2 课外实验

2.21 活动课题方向与实验材料的选定

教师向学生展示与生物学相关的政府工作开展资料，激发学生对广州本地河涌水治理情况的兴趣。学生从互联网、图书馆、资料馆、博物馆等途径查找资料，发现目前广州市水质检测主要以总磷浓度、化学需氧量浓度以及氨氮浓度作为指标。该指标只能通过水体的化学物质含量反映水环境是否适于生物的生存，不能对水环境是否利于生物优质生存进行直观性反映和监测。因此，学生提出用线虫运动能力作为指标监测广州河涌水质，为政府河涌水质报告补充直观性评价。同时，学生通过实地走访，发现广州市区内景观湖众多，而且不少河涌穿插在居民区。因此，学生在景观湖中选取了海珠湖、晓港湖、荔枝湾湖泊;在居民区河涌中选取了东濠涌、海珠涌;在工业用水中选取了珠江（滨江段）。学生还选取了海珠区居民用水（工业大道路段），监测居民用水的水质。

2.2.2 采取河涌水样

已灭菌的双蒸水作为对照组，2018年8月于以下地点所取水样为实验组，分别是海珠湖、晓港湖、荔枝湾、东濠涌、海珠涌、珠江（滨江段）以及海珠区居民用水（工业大道路段），共7组水样，如图1所示。

2.2.3 大肠杆菌的培养

大肠杆菌是线虫的食物。配制大肠杆菌液体培养液，接入菌落后进行振荡培养，大约十几小时后长出足量菌落。配制NCM固体培养基，将河涌水样加入培养基并放置24 h。无菌条件下将大肠杆菌接种至含河涌水样的NGM培养基，置于20℃生化培养箱培养72h后，备用。

2.2.4 线虫运动能力监测河涌水质实验

将线虫移入含大肠杆菌和河涌水样的NGM培养基自由运动约5 min。

①以线虫头部摆向一侧为一次头部摆动，记录1 min内线虫头部摆动次数作为头部摆动频率的指标。

②以线虫相对于身体长轴方向上的1个波长的移动为1次弯曲。记录1 min内线虫身体弯曲次数并作为身体弯曲频率的指标。每次试验随机挑选3条线虫，重复3次，取平均值。

③间隔观察时间为12、24、48、72、96、120、144、168 h，此间隔时间具有梯度，突出实验的可行性。观察完毕后，用Excle进行数据处理与统计。

2.3 活动成果

2.3.1 以48 h内线虫运动能力作为河涌水质短期监测指标的可行性

学生通过查阅各类政府相关部门出具的报告获悉本实验所监测河涌的水质情况，并与培养48 h内线虫运动能力监测情况（表1）进行对比，发现：报告公布水质较差的河涌對线虫运动能力影响均较大，而水质较优的河涌对线虫运动能力影响较小。各河涌的线虫运动能力监测数据趋势与政府水质报告结果相符，证明以线虫运动能力作为水质短期监测指标的科学性，希望这一指标能作为政府河涌水质报告中的直观性评价。

2.3.2 以线虫运动能力变化作为长期监测水质指标的科学性

学生结合表1和表2实验数据发现：大部分河涌组的线虫运动能力在培养72 h会出现恢复，而培养144 h后又开始减慢;居民用水却不存在这一现象。学生通过检索资料发现，这是由于居民用水因经自来水厂深处理，且流动性强，因此水质监测效果最佳;而河涌水流动性较居民用水差，虽经治理但污染物的残留仍比较多。学生因此提出建议：对河涌进行治理时，可参照居民用水的处理频率，在第一阶段治理后间隔6d进行二次治理，使水质的治理效果保持稳定。

2.4 成果交流

通过本次生物学活动的实践，学生获得两点探究成果：

①证明了以线虫运动能力作为水质短期监测指标的科学性，希望这一指标能作为政府河涌水质报告中的直观性评价。

②对河涌进行治理时，可参照居民用水的处理频率，在第一阶段治理后间隔6d进行二次治理，使水质的治理效果保持稳定。

探究成果带给了学生强烈的成就感，更提高了学生关注社会议题，参与社会事务的兴趣。

为了巩固并提升学生的社会责任素养，教师要求学生以多种形式呈现活动成果。

①科技论文：科技写作是新时代创新型人才的必备能力。教师从数据整理、科学逻辑等方面指导学生进行科技论文写作，并指导学生参与市级、区级青少年创新大赛，使学生掌握数据分能力和科学思维，并逐步提升社会责任意识。

②科学视频：教师从活动开展时即要求学生以视频、照片形式记录整个活动过程，并要求学生进行编辑、整理，形成展现科学活动过程的视频，使学生在制作视频过程中对活动进行回顾和思考。同时，教师组织学生将视频投放至各种创新比赛（第三届国际青少年科学发现影像大赛优秀科学微电影二等奖、2018广州首届青少年创新成果擂台赛创新实践银奖、第七届广州市青少年科技创意与发明大赛活动二等奖），使活动成果有了向社会宣传的途径，不断强化学生关注社会事务的主人翁意识，内化社会责任素养。

3 活动评价反思

此次生物学活动是为培养学生社会责任素养而开展。教师借用新闻、政府报告等社会资料，从知识层面引导学生关注广州水质监测情况，引起学生意识层面的社会责任兴趣点;教师引导学生开展以线虫监测水质情况的实验活动，学生获得实验成果，并以科技论文、科学视频等形式进行社会宣传，以一系列活动行为让学生完成从“旁观者”到“主人翁”的社会身份转变，逐步提升和内化学生社会责任的生物学学科核心素养！

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物学课程标准（2017版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]李娜，周艳华，芦荣胜，等.高中生生物学科核心素养培养的现状及策略[J].西部素质教育，2018，4（13）：56-57.

[3]鲁文慧.高中生物学教学中渗透社会责任意识的研究[D].哈尔滨：哈尔滨师范大学，2018.

[4]邓雅斌，杨玉荣.用秀丽小杆线虫监测厦门岛海水水质[J].海洋环境科学，2007，（6）：527-529.

[5]广州市环境局.重点整治河涌水质监测信息（月报）[EB/OLl.（ 2019- 04- 04）. [201 8- 08l. http： //www.gzeph.gov.cn/zwgk/hcszvh/。

[6] 李拉.海珠马涌打“组合拳”努力甩掉“黑臭”帽[EB/OL].（2019- 04-04）. [2017- 12-1 ll.http：//www.sohu.com/a/209692407_161795？qq-pf-to=pcqq.group.

[7]谢源源，吴少敏，蔡铭.荔湾区水治理见成效，生态修复使荔湾湖清澈见底[EB/OL].（2019-04- 04）.[2017-10- 12].http： //epaper.xkh.com.c n/view/1 089 334.

[8]杨宇.珠江广州河段水质状况分析[Jl.广东化工，2017，44（14）：204-205.

[9]刘尧.教育学革命：从知识教育学到行为教育学[J].中国电子教育，2001，（2）：5-6..

[10]王妍，李建宏.基于STEM的“生活污水處理工程”生物学活动设计[J].生物学教学，2018，43（8）：77-79.