基于社會責任培養(yǎng)的生物學活動開發(fā)與實踐

林佳 鐘琳

摘要 以社會責任培養(yǎng)作為活動開發(fā)主線，借助校本課程平臺，開展生物學實驗知識教學，引導學生關注家鄉(xiāng)事務，師生共同選題并實施“以秀麗隱桿線蟲運動能力監(jiān)測廣州河涌水質(zhì)”生物學實踐活動，提升和內(nèi)化學生的社會責任核心素養(yǎng)。

關鍵詞 社會責任 高中生物學 活動實踐 線蟲 水質(zhì)監(jiān)測

中圖分類號 G633.91

文獻標志碼 B

“社會責任”是高中生物核心素養(yǎng)之一，旨在培養(yǎng)學生參與個人與社會事務的討論，作出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問題的擔當和能力。筆者借助廣州市南武中學校本課程，課堂上教授基本實驗操作、實驗設計和查閱文獻資料方法，以社會責任培養(yǎng)作為活動開發(fā)主線，引導學生開展并實施“以秀麗隱桿線蟲運動能力監(jiān)測廣州河涌水質(zhì)”這一生物學實踐活動。從課堂延伸至課外，從知識教育過渡為行為教育，最終落實“社會責任”核心意識培養(yǎng)。

1 活動開發(fā)背景

目前，國內(nèi)各地各校對“社會責任”培養(yǎng)的落地途徑相對單一。相關研究指出生物學教學主要借助學校課堂這一渠道，結(jié)合教材，促進學生關注生物學相關社會議題和滲透生態(tài)教育，同時德育教育時結(jié)合班會課滲透健康教育，但是通過社區(qū)活動或科學實踐活動這一渠道落地則較少。另外，生物學實踐活動大多利用學生的課余時間開展，學生由于高考學習壓力往往也選擇放棄參加。

基于上述教學實踐中存在的問題，教師借助校內(nèi)特色校本課程《模塊1.選修II.斯坦福創(chuàng)新實驗室課程》，開展生物學活動必備知識的課堂教學，啟發(fā)學生乘“社會”之風——關注家鄉(xiāng)與生物學相關的社會熱點，引導學生尋“責任”之地——開展監(jiān)測廣州河涌水質(zhì)的實踐活動。學生既體驗了科學探究的一般過程，又親身參與身邊社會事務的討論，真正實現(xiàn)從“旁觀者”到“主人翁”的社會責任意識轉(zhuǎn)變。

2 活動實施內(nèi)容

2.1 課堂教學

本次生物學活動的開展對象是高一年級學生，學生對科學探究的一般過程、生物學實驗的設計和操作未形成系統(tǒng)認知。因此，教師在校本課程課堂開展以下教學內(nèi)容：

①介紹文獻數(shù)據(jù)庫（中國知網(wǎng)和萬方數(shù)據(jù)庫）的使用方法。

②講解生物學實驗的基本操作和設計原理——線蟲運動能力測定方法原理。秀麗隱桿線蟲是生命科學研究常用的模式生物，其致死率、運動行為、生殖能力、個體發(fā)育情況等多用于評價環(huán)境優(yōu)劣評價的指標。鄧雅斌等將秀麗小桿線蟲應用于廈門島不同海域海水進行監(jiān)測，通過觀察并記錄線蟲在采集水樣環(huán)境中的致死率和染色率，以此指示廈門附近海水的質(zhì)量。在前人研究基礎上，此次生物學活動的實驗方案結(jié)合校本課程的教學實際，改用以線蟲頭部擺動頻率和身體彎曲頻率作為觀察和記錄指標，監(jiān)測廣州市區(qū)各河涌水質(zhì)情況。

③向?qū)W生展示與生物學相關的政府工作開展資料，引起學生探究興趣。廣州是水系發(fā)達的嶺南水鄉(xiāng)。近年來，廣州市全面推行河長制，以河長帶頭對河涌水質(zhì)進行治理，以求增加河道內(nèi)生物多樣性，恢復生態(tài)。這與十九大報告提出的“綠水青山就是金山銀山”理念如出一轍，是對生態(tài)環(huán)境的高度重視。

2.2 課外實驗

2.21 活動課題方向與實驗材料的選定

教師向?qū)W生展示與生物學相關的政府工作開展資料，激發(fā)學生對廣州本地河涌水治理情況的興趣。學生從互聯(lián)網(wǎng)、圖書館、資料館、博物館等途徑查找資料，發(fā)現(xiàn)目前廣州市水質(zhì)檢測主要以總磷濃度、化學需氧量濃度以及氨氮濃度作為指標。該指標只能通過水體的化學物質(zhì)含量反映水環(huán)境是否適于生物的生存，不能對水環(huán)境是否利于生物優(yōu)質(zhì)生存進行直觀性反映和監(jiān)測。因此，學生提出用線蟲運動能力作為指標監(jiān)測廣州河涌水質(zhì)，為政府河涌水質(zhì)報告補充直觀性評價。同時，學生通過實地走訪，發(fā)現(xiàn)廣州市區(qū)內(nèi)景觀湖眾多，而且不少河涌穿插在居民區(qū)。因此，學生在景觀湖中選取了海珠湖、曉港湖、荔枝灣湖泊;在居民區(qū)河涌中選取了東濠涌、海珠涌;在工業(yè)用水中選取了珠江（濱江段）。學生還選取了海珠區(qū)居民用水（工業(yè)大道路段），監(jiān)測居民用水的水質(zhì)。

2.2.2 采取河涌水樣

已滅菌的雙蒸水作為對照組，2018年8月于以下地點所取水樣為實驗組，分別是海珠湖、曉港湖、荔枝灣、東濠涌、海珠涌、珠江（濱江段）以及海珠區(qū)居民用水（工業(yè)大道路段），共7組水樣，如圖1所示。

2.2.3 大腸桿菌的培養(yǎng)

大腸桿菌是線蟲的食物。配制大腸桿菌液體培養(yǎng)液，接入菌落后進行振蕩培養(yǎng)，大約十幾小時后長出足量菌落。配制NCM固體培養(yǎng)基，將河涌水樣加入培養(yǎng)基并放置24 h。無菌條件下將大腸桿菌接種至含河涌水樣的NGM培養(yǎng)基，置于20℃生化培養(yǎng)箱培養(yǎng)72h后，備用。

2.2.4 線蟲運動能力監(jiān)測河涌水質(zhì)實驗

將線蟲移入含大腸桿菌和河涌水樣的NGM培養(yǎng)基自由運動約5 min。

①以線蟲頭部擺向一側(cè)為一次頭部擺動，記錄1 min內(nèi)線蟲頭部擺動次數(shù)作為頭部擺動頻率的指標。

②以線蟲相對于身體長軸方向上的1個波長的移動為1次彎曲。記錄1 min內(nèi)線蟲身體彎曲次數(shù)并作為身體彎曲頻率的指標。每次試驗隨機挑選3條線蟲，重復3次，取平均值。

③間隔觀察時間為12、24、48、72、96、120、144、168 h，此間隔時間具有梯度，突出實驗的可行性。觀察完畢后，用Excle進行數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計。

2.3 活動成果

2.3.1 以48 h內(nèi)線蟲運動能力作為河涌水質(zhì)短期監(jiān)測指標的可行性

學生通過查閱各類政府相關部門出具的報告獲悉本實驗所監(jiān)測河涌的水質(zhì)情況，并與培養(yǎng)48 h內(nèi)線蟲運動能力監(jiān)測情況（表1）進行對比，發(fā)現(xiàn)：報告公布水質(zhì)較差的河涌對線蟲運動能力影響均較大，而水質(zhì)較優(yōu)的河涌對線蟲運動能力影響較小。各河涌的線蟲運動能力監(jiān)測數(shù)據(jù)趨勢與政府水質(zhì)報告結(jié)果相符，證明以線蟲運動能力作為水質(zhì)短期監(jiān)測指標的科學性，希望這一指標能作為政府河涌水質(zhì)報告中的直觀性評價。

2.3.2 以線蟲運動能力變化作為長期監(jiān)測水質(zhì)指標的科學性

學生結(jié)合表1和表2實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：大部分河涌組的線蟲運動能力在培養(yǎng)72 h會出現(xiàn)恢復，而培養(yǎng)144 h后又開始減慢;居民用水卻不存在這一現(xiàn)象。學生通過檢索資料發(fā)現(xiàn)，這是由于居民用水因經(jīng)自來水廠深處理，且流動性強，因此水質(zhì)監(jiān)測效果最佳;而河涌水流動性較居民用水差，雖經(jīng)治理但污染物的殘留仍比較多。學生因此提出建議：對河涌進行治理時，可參照居民用水的處理頻率，在第一階段治理后間隔6d進行二次治理，使水質(zhì)的治理效果保持穩(wěn)定。

2.4 成果交流

通過本次生物學活動的實踐，學生獲得兩點探究成果：

①證明了以線蟲運動能力作為水質(zhì)短期監(jiān)測指標的科學性，希望這一指標能作為政府河涌水質(zhì)報告中的直觀性評價。

②對河涌進行治理時，可參照居民用水的處理頻率，在第一階段治理后間隔6d進行二次治理，使水質(zhì)的治理效果保持穩(wěn)定。

探究成果帶給了學生強烈的成就感，更提高了學生關注社會議題，參與社會事務的興趣。

為了鞏固并提升學生的社會責任素養(yǎng)，教師要求學生以多種形式呈現(xiàn)活動成果。

①科技論文：科技寫作是新時代創(chuàng)新型人才的必備能力。教師從數(shù)據(jù)整理、科學邏輯等方面指導學生進行科技論文寫作，并指導學生參與市級、區(qū)級青少年創(chuàng)新大賽，使學生掌握數(shù)據(jù)分能力和科學思維，并逐步提升社會責任意識。

②科學視頻：教師從活動開展時即要求學生以視頻、照片形式記錄整個活動過程，并要求學生進行編輯、整理，形成展現(xiàn)科學活動過程的視頻，使學生在制作視頻過程中對活動進行回顧和思考。同時，教師組織學生將視頻投放至各種創(chuàng)新比賽（第三屆國際青少年科學發(fā)現(xiàn)影像大賽優(yōu)秀科學微電影二等獎、2018廣州首屆青少年創(chuàng)新成果擂臺賽創(chuàng)新實踐銀獎、第七屆廣州市青少年科技創(chuàng)意與發(fā)明大賽活動二等獎），使活動成果有了向社會宣傳的途徑，不斷強化學生關注社會事務的主人翁意識，內(nèi)化社會責任素養(yǎng)。

3 活動評價反思

此次生物學活動是為培養(yǎng)學生社會責任素養(yǎng)而開展。教師借用新聞、政府報告等社會資料，從知識層面引導學生關注廣州水質(zhì)監(jiān)測情況，引起學生意識層面的社會責任興趣點;教師引導學生開展以線蟲監(jiān)測水質(zhì)情況的實驗活動，學生獲得實驗成果，并以科技論文、科學視頻等形式進行社會宣傳，以一系列活動行為讓學生完成從“旁觀者”到“主人翁”的社會身份轉(zhuǎn)變，逐步提升和內(nèi)化學生社會責任的生物學學科核心素養(yǎng)！

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