中学创新实验室的建设与实践探索

中学创新实验室的建设与实践探索

作者：钱君

来源：《教育管理与艺术》2014年第05期

伴随着生命科学的新突破，现代生物技术已经广泛地应用于工业、农牧业、医药、环保等众多领域，产生了巨大的经济、社会效益和生态效益，生物技术在二十一世纪将成为推动全球经济发展的主力，同时也从各方面深刻地影响着我们的日常生活。

上海是全国的经济中心之一，又是生命科学的重要研究基地和以生物工程为支柱产业的地方。2002年底颁布的《上海市中学生命科学课程标准（征求意见稿 ）》不仅涵盖了全国课标所提出的“面向全体学生、提高生物科学素养、倡导探究性学习”，而且还提出了“突出生命科学与社会发展的密切关系、加强与现代信息技术的整合”，并要求“凸显上海的城市特点”，富有新意，更符合上海作为一个国际化大都市的个性和特质。

2010年，在市、区教育界各方面领导和部门的大力支持下，依托同济大学及中科院上海生化与细胞研究所，同济二附中创建了“分子生物学创新实验室”。

实验室通过一系列的实验项目研究，让学生亲历实验探究的全过程，增强主动学习的意识，改变被动接受的学习方式，发展动手实践、观察分析、科学思维、语言表达等方面能力，养成严谨的科学态度和认真细致的学习习惯，培养学生的发展性和创造性学习能力。 一、实验室规划 （一） 校内实验室

目前实验室计划配备一批基本的分子生物学实验仪器以及植物有效成分的分离、纯化设备，包括超净工作台、PCR仪、凝胶电泳系统、旋转蒸发仪、生化培养箱、高压灭菌锅等设备。在老师和学生的不断尝试和努力下成功建立了模式动物斑马鱼、果蝇及小白鼠的实验养殖体系，可开展动、植物、微生物细胞培养、组织培养及基因工程等分子生物学实验。 （二）校外实践场地

学校有崇明岛学农基地、巢湖地质生态考察基地、美国加州地质生态考察基地以及同济大学生命科学与技术学院等，这些基地为生物多样性考察及生命科学研究的实施提供的丰富的实践场地。

二、相关课程设计

中学生研究型课程以进一步提高学生的科学素养为宗旨，着眼于学生未来的发展，体现时代性、基础性和选择性，兼顾学生志趣和潜能的差异和发展的需要。同时考虑到学生个性发展的多样化需要，更好地实现课程的选择性，设置具有不同特点的研究实验课程。实验内容大多是与社会生活实际联系密切的课题，特别是人类生存、社会发展的问题，如环境保护、人与自然的关系、精神文明建设、科学技术发展等。这些问题与人们生活息息相关。引导学生对这些问题加以研究，可培养学生关注社会生活实际，关注人类发展的意识，增强使命感和责任感。 课程设置6个专题，注重从知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面为学生科学素养的发展和后续课程的学习打下必备的基础。在内容选择上，力求反映当代生命科学研究的成果和发展趋势，关注与生命科学相关的社会现实问题，帮助学生形成可持续发展的观念，强化终身学习的意识。为了满足学生个性发展的多样化需要，更好地实现课程的选择性，生命科学拓展课程设置了不同特点的生命科学实验。学生通过亲自动手实验，激发学习生命科学的兴趣，增强思考和动手能力，掌握基本的生物学技术。 三、创新实践活动

通过在初中阶段的生命科学基础知识的学习，有些学生往往会对一些生命科学充满浓厚的兴趣和奇思妙想，学生在实验室掌握了基本的生物技术和原理后，可以发挥他们的想象力、观察力提出问题，依托分子生物学创新实验室的条件开展自主研究。通过分组合作，让有相同兴趣的学生在一起完成课题，不仅能提高知识水平和技能，更重要的是懂得“团队合作”的意义，学会如何更好地沟通、如何更好地合作。实验室在课程设置上根据不同学生的学习背景和能力，设计了不同类型的课程。 （一） 限定拓展型课程

针对全体高一年级学生开设《生物技术实验》这门课程，立足于学生的发展，精心选择科学性、趣味性、实用性兼顾的四个生命科学实验，通过在教师指导下的动手实践，激发学生学习生命科学的兴趣，巩固课堂所学，完善生命科学知识体系结构，提高学生的科学素养。每次实验课要求学生以实验报告的形式记录实验过程和结果。学期末在全校范围进行展示。在普及的同时，可以激发学生学习生命科学的兴趣，也可以为学生今后学习《生命科学》打下基础。 （二） 社会实践类课程

通过限定拓展型课程的学习，结合学校组织的社会实践活动，对生物学感兴趣的学生组成兴趣小组，自主设计研究课题，在老师的指导下实施并完成课题研究，并在全校进行汇报。 （三）专家讲座

邀请同济大学生命科学院的教授来我校做专题讲座，进一步激发学生对生命科学的兴趣。

（四）自选拓展型课程

面向部分对生命科学感兴趣的学生，利用每学期的自主拓展课时间，让他们到实验室开展课题研究，加深他们对现代生物科技在医药、食品、环境等领域中应用的认识，进一步培养和提高学生的创新意识和科技创新能力。课题完成后各个课题将以小组汇报的形式进行交流，其他组成员及指导老师将根据各组实验结果进行讨论，提出需要改进的问题与不足，然后各组根据所提意见和建议完善课题，最后完成科技论文的写作。 （五）研究型课程

实验室将采用导师制的模式，面向在课题研究中表现优秀又对生物极为感兴趣的学生，利用课余和周末、假期的时间，在教师的指导下，独立进行自主课题研究，必要时请大学或研究所专家进行指导，为未来生命科学研究提供优秀的后备力量。现在已有一些学生课题获得了市级青少年科技创新竞赛的奖项。 四、 展望

同济二附中自建校以来，尤其是近几年在中学创新项目上屡创新高，不单有工程上的小型项目获奖，还有地球科学上的大型实践项目获得荣誉，同时生物学方面的创新课题在近两年也获得不俗的成绩。在这些成就的鼓舞下，我们对于创新项目的关注和投入也在不断地提高。与此同时，我们也期望能吸纳其他中学以及高等院校的老师、学生参加进来，共同参与到创新项目的合作实施中，广开思路，实现知识、学习方法、经验的交流和共享。