高中學生生物學科技創新教育分析
1“走—看—讀—講—做”教育
1.1“走”,走出校園,擴大視野
走進科研機構和大學實驗室,參與各種科學實驗。例如,參與克隆分析植物體DNA片段,檢測土壤鉛、鉻、鎘、汞和砷等重金屬含量,分析葉片葉綠素、胡蘿卜素、花青素、蘋果酸、草酸和檸檬酸等色素分子或有機酸物質含量,檢測菜籃子、果籃子農藥殘留和亞硝酸鈉含量等實驗。6位學生開展了季節和產地對蔬菜和水果中亞硝酸鈉含量影響的調查研究,提出反季節或長期儲存的蔬菜和水果亞硝酸鈉會增高的觀點。學生走進旅游景區,研究旅游活動對景區植物影響:在蒙山旅游景區,發現蒙山旅游區植被演替滯后于自然區,旅游干擾對5m內植被影響顯著,建議及時清除外來入侵植物,降低旅游活動干擾強度,嚴格保育自然林;走進河流湖泊,檢測分析水體各種營養鹽含量,觀測水藻種類、密度和初級生產力;研究沂沭泗流域水環境生態健康,發現跋山水庫作為臨沂城區供水水源地仍存在較大規模的網箱養殖,水質時而會超過國家水標準限值,存在水質安全隱患;走進丘陵山岳,調查分析森林植被喬灌草3層各種植物多樣性差異;26位學生先后展開了泰山、蒙山、昆崳山、沂山、大青山和孔林6種丘陵山岳植物多樣性課題研究,發現麻櫟林比刺槐林和黑松林更為適應當地生境,建議可以直接改造喬木層,適當增減伴生喬木樹種以使群落得到改善,利用自然力實現林下植被合理配置。
1.2“看”,親眼所見,親身感受
學生看校園環保實例,倡導低碳校園;看校園美化綠化,提出立體綠化;且看且行,5位學生開展了創建生態現代化校園調查與探索實踐活動。例如,學生看河流河道溝渠,看水庫、水塘和水井,看農村水利管網設施,開展了山東農村水利調查與探索實踐活動;看鳥窩,看鳥類筑巢與防護林寬度、防護林高度、防護林植物種類、防護林周邊環境等因素的關系,8位學生開展了高速公路防護林內喜鵲和灰喜鵲營巢特征調查與探索實踐活動;看釣魚,看釣魚位置,看釣魚時間,看釣魚頻次,看釣魚種類,看釣魚獲量和看魚竿魚餌,5位學生開展了沂河休閑垂釣調查與探索實踐活動。
1.3“讀”,讀科學新聞,讀科普書籍,讀學術文獻
課程要求學生需要讀科學新聞,讀科普書籍,讀學術文獻。例如,讀《科技日報》和《中國科學報》,了解最新生物學科學進展,關注國際國內生物學學術前沿;讀《全國青少年科技創新大賽獲獎作品集》的生物學項目部分和《中國科技教育》,這樣能夠科學地選題,觸類旁通。讀生物學、環境、化學和地理等自然科學學術文獻,學習科學論文寫作,提高學生自己的科學研究的理論深度和思維廣度。
1.4“講”,講自己的學術見解,講自己的所悟所感
學生講自己的學術見解,講自己的所悟。例如,講“岱崮地貌植被”,講“塔山植被恢復”,講“沂河藍藻水華”。3位學生曾經召開過“岱崮地貌植被”研究成果新聞發布會:講崮形山體比普通山體封閉和孤立,容易演化形成或保留珍稀植物物種,建議采用“大崮單圍,小崮并圍”的方式,保護區域植被;建設岱崮地貌主題公園,進行地質地貌研究或科普活動;發展風景旅游、探險旅游和農業旅游,促進區域經濟發展。2位學生受邀參加臨沂市水環境政府決策調研座談,講抑制沂河微囊藻屬藍藻水華爆發的生物措施,為臨沂市沂河流域水環境監測預警治理等問題獻計獻策。3位學生研究“塔山植被恢復”課題以后,講塔山植被恢復為黑松林—赤松林—栓皮櫟林,而非《中國植被圖》上標注的油松林—黑松林,提出沂蒙山區荒山綠化應以鄉土植物為首選,建議不再引種日本落葉松林、火炬松林、柳杉林和杉木林。此外,并參加國際會議,講“運河改道對南四湖水體影響”,講“50年來塔山植被與物種多樣性變化”,講“石梁河水庫藻類多樣性季節動態與水質評價”:3位學生受邀參加第13屆世界湖泊大會,講運河改道提高了氮磷和水溫,降低了酸堿度和葉綠素,而這主要通過廢水廢氣排放和改變水體折光系數導致;1位學生受邀參加聯合國教科文組織的國際環境論壇,講50年來塔山植被栓皮櫟林和麻櫟林森林增多,黃背草和白羊草草地減少;1位學生受邀參加第11屆國際河流湖泊大會和SCOPE國際環境論壇,講無序采沙、網箱養殖和河湖阻隔是導致石梁河水庫藻類多樣性指標偏低的主因。
1.5“做”,做科技小發明,爭做“明天發明家”學生
做科技小發明,爭做“明天發明家”。例如,做學校景觀水池水質健康維持系統,依據生態學原理,鋪設底質淤泥、沙子和礫石,栽植睡蓮、蓮藕和浮萍,放養鰱魚、鳙魚和鯽魚,投放水螺、河蚌和泥鰍,成功保證了水池水質永續健康維持,該系統目前已被學校采納實施和推廣,效果良好;做重金屬污染土壤植被快速修復實驗:1位學生挑選各種抗性植物做重金屬毒性測試,設置一系列重金屬濃度梯度,篩選高抗毒性植物種類和植株,嘗試分析一些小分子有機物,以期獲得高抗性物質、機理或機制;做荒山造林樹種種間關系實驗,挑選本地常用的荒山造林樹種,野外采集各種樹葉制成水溶液,設置各種正反交試驗和交叉實驗,測試植株根莖葉生長情況和部分生理指標,獲得了最佳的荒山綠化造林組合建議。
2課程實施后的效果
2.1科學創新素質明顯提高
在整個教學研究過程中,65位學生獲山東省青少年科技創新大賽一二等獎;3位學生獲第二屆未來杯全國中學生創意設計競賽三等獎;6位學生獲第十屆和第十一屆全國中學生水科技發明比賽三等獎;19位學生以突出的科學創新素質獲得21所高校的自主招生錄取資格;3位學生以卓越的科學創新素質獲得了清華、北大的自主招生考試資格。
2.2自然科學研究的成果豐碩
學生的科學考察,扎實工作,研究成果豐碩,先后承擔了共青團中央科普活動項目1項、山東省科協學術活動重點項目1項、臨沂市科協學術活動重點項目4項和臨沂市政府決策咨詢項目2項。有11位學生發表學術論文,榮獲臨沂市優秀自然科學成果獎一等獎2項、二等獎2項、三等獎3項,臨沂市政府決策咨詢項目優秀獎1項。
2.3科普宣傳和區域輻射成效
該項先后被《光明日報》、《大眾日報》、《齊魯晚報》、山東衛視、山東人民廣播電臺等各級各類媒體報道55次。學校努力營造青少年課外實踐和創新研究氛圍,課程面向社會開放。因此,選修學生很多都陸續來自于其他多所學校。
作者:高遠 孟慶遠 單位:山東省臨沂第四中學
本文html鏈接: http://m.cssfps.cn/qkh/53985.html