高中微生物创客教学实践研究案例

王晋飞 王西奎

摘 要：高中阶段的创客教育，需要考虑高中生的知识结构和素养发展水平，量身制定符合实际情况的创客教学实践研究课程，还需要密切结合学校实际情况，建设符合学校发展规划和愿景的创客教学实践研究方案。本次微生物创客教学实践研究案例从课程资源、课程目标、课程内容、课程活动和课程评价五个方面进行设置，以期增强学生的创新能力，包括创新思维和创新意识，也对创客教师的教学方式产生了更加积极的影响和触动，并对学科融合有了新的理解和认识。

关键词：创客教育;高中微生物;实践研究

自2015年以来，创客运动开始席卷全球，以学生、问题、活动为中心进行创新能力培养的基于广泛学习资源的创客教育（马丽琴，2020）在学校、校外机构甚至企业中不断推广流行，但国内主要的创客教育还是以学校为主要实施场所。“互联网+”教育是目前教育变革的一大趋势，而创客教育又是推进“互联网+”教育的变革路径之一。

高中创客课程的开展形式也比较多样，其中主要开设形式包括利用3D打印（徐钦，2021）、开源硬件、机器人和虚拟现实等技术，以信息技术（杨玉梅，2021）、通用技术等必修课程和综合实践、研究性学习课题等选修课程为依托的具有本学校特色的课程（刘敏，2021），也有与其他高考科目结合的课程开发，如英语（毛晓燕，2020）和化学（刘文涛，2019）等。

黄荣怀教授（黄荣怀，2016）提出了创客教育在我国基础教育中的发展途径，其中一条是：创客教育在小学、初中和高中阶段应根据学生认知发展和科学素养采用不同的策略（如图1所示）。

微生物创客教学实践研究课主要参考五步创客教学法（王蕾，2015），参考马丽琴（马丽琴，2020）的高中创客案例，并结合微生物这种材料本身的特点，从课程资源、课程目标、课程内容、课程活动、课程评价这五个方面设计并开设学校微生物创客教学实践研究课。

一、微生物创客教学实践研究课程资源

目前我校高中创客课程主要的开设形式有学校课程和社团活动。其中学校课程主要是通用技术课程，社团课程则比较丰富。

1.空间资源

我校有一间微生物实验室，配有双人超净工作台2台、摇床2台、恒温恒湿培养箱2台等设备。依托这些基础条件，学校开展了一系列微生物创客教学实践研究。

2.师资力量

我校拥有理学（生命科学领域）博士教师4人，博士后1人，硕士1人，与中国科学院微生物所紧密结合，院校共同开发创客项目课程。

3.学生团队

授课对象主要是通过社团选拔的、对生物学具有一定兴趣的学生，由于人数控制，基本是2～3人为一个小组。

二、微生物创客教学实践研究课程目标

微生物创客教学实践研究课程目标的制定，结合学生的实际情况，并参照《普通高中生物学课程标准（2020年修订）》，确定课程目标。

知识目标：微生物无菌操作、微生物培养、分子实验原理。

创新能力：培养学生发现问题并科学地提出问题，采用不同的方式探索和解决问题的精神和能力。

综合能力：（1）培养学生合作配合的精神和共同完成项目的价值观取向。

（2）培养学生综合思考问题的能力。

三、微生物创客教学实践研究课程内容

微生物创客教學实践研究课程内容主要分为三类：基本实验操作的练习、借助文献获取信息以及小组完成课题。其中前两项是为第三项的完成做基础，穿插在项目过程中。

在微生物高中创客课程建设方面，切入点为微生物采样、富集、纯化和鉴定，中间主要涉及与数学学科和信息学科的融合。

四、微生物创客教学实践研究课程活动

微生物创客教学实践研究课活动设计基本为14课时，每次课时1～1.5 h。每次课程会以解决一个核心问题为主，小组讨论后交流，并完成小组活动内容。课时设计如表2所示。

五、微生物创客教学实践研究课程评价

微生物创客教学实践研究课程评价主要由两部分组成，学生问卷星测试和实验答辩。其中学生问卷测试是参考马丽琴（马丽琴，2020）设计的调查问卷，对学生的创新意识情况、创新知识技能水平、创新综合能力进行评估。实验答辩则通过实验结果和项目完成过程中表现出的综合能力进行评估。

1.学生问卷星测试评价

通过问卷星测评，结果显示学生对微生物创客教学实践研究课程具有浓厚的兴趣，并希望能够继续学习本课程，对于激发并维持学生的兴趣具有一定的意义。但由于数据缺少课程之前的测试，不能从数据中看出学生创新能力、批判思维和发散思维、形象思维是否有明显的进步，只能从之前选择社团的理由和答辩的角度进行判断。同时由于社团控制人数，还需要进一步扩大授课范围和评价范围，使结果具有更强的说服力。

2.实验答辩评价

实验答辩以小组为单位进行，评委有任课教师、内容接近的小组，答辩评价由任课教师、班主任和社团学生组成。

评价方式为小组学生上台答辩5～8 min，回答评委问题5 min，每个小组时间控制在10 min左右，同时任课教师、班主任和社团学生进行量化考核。

教师测评占整体权重50%。其中任课教师权重80%，主要考查学生知识掌握、实验技能、问题解决能力、小组合作能力。班主任权重20%，主要考查学生进入社团的前后对比，其中包括对微生物的学习兴趣、小组合作能力、与人沟通能力的对比。

社团学生评价占整体权重50%。其他学生主要从小组合作程度、是否解决问题、是否有可以借鉴的地方、实验方案是否需要补充完善等方面进行评价。小组自评主要从团队分工、自我认知、小组贡献、自我成长等方面进行评价。

答辩环节只包含课后评价，学生自评得分较低，一方面说明学生对自己有一定的要求，但也反映出学生的自信心需要进一步加强。互评中学生体现高风亮节，充分看待其他组同学的优势和进步，还能反思自己的不足。

六、微生物创客教学实践研究课程体会

经过近三年的打磨，生物课题组的教师不断强化和改进微生物创客教学实践研究课程，具有一定的可操作性，学生动手能力、创新能力、综合能力都有所提升。

学生在学习整体课程后，提出科学问题的能力有所提升。以“运动能够提高机体抵抗力”为例，从这个思维火花的出现，到后期抵抗力检测指标、抵抗力提升标准、实验分组、实验对象选择和监测、实验内容筛选等各个方向进行讨论，选定“课后560运动篮球和健美操对高一学生肺活量的影响”这一具有明确研究对象和测定指标的命题。

微生物创客教学实践研究课程在培养高中学生创新意识、创新思维和创新能力的同时，也潜移默化地提高了学生解决问题和协作学习的能力，同时通过参与项目式创客活动，使学生的核心素养得到培养。

微生物创客教学实践研究课程对创客教师的教学方式产生了更加积极的影响，并对学科融合有了新的理解和认识。

参考文献：

[1]刘敏.STEM教育理念下初中创客校本课程的研究与实践[J].天津教育，2021（5）：67-69.

[2]刘文涛.基于创客教育理念的高中化学教学案例设计与实践探析[J].当代家庭教育，2019（19）：107.

[3]毛晓燕.创客教育背景下中职英语课堂建构探讨：以阅读课为例[J].英语广场，2020（36）：125-127.

[4]杨玉梅，张勇.创客教育模式在小学信息技术教学中的应用探究[J].数字通信世界，2021（1）：258.

[5]黄荣怀，刘晓琳.创客教育与学生创新能力培养[J].现代教育技术，2016，26（4）：12-19.

[6]马丽琴.高中创客课程设计与实践[D].兰州：西北师范大学，2020.

[7]徐钦.巧用创客教学法激活3D打印课堂[J].中小学数字化教学，2021（1）：70-72.

[8]王蕾.五步创客教学法上好Scratch课[J].中国信息技术教育，2015（17）：41-42.