高中学生生物学科技创新教育分析

1“走—看—读—讲—做”教育

1．1“走”，走出校园，扩大视野

走进科研机构和大学实验室，参与各种科学实验。例如，参与克隆分析植物体DNA片段，检测土壤铅、铬、镉、汞和砷等重金属含量，分析叶片叶绿素、胡萝卜素、花青素、苹果酸、草酸和柠檬酸等色素分子或有机酸物质含量，检测菜篮子、果篮子农药残留和亚硝酸钠含量等实验。6位学生开展了季节和产地对蔬菜和水果中亚硝酸钠含量影响的调查研究，提出反季节或长期储存的蔬菜和水果亚硝酸钠会增高的观点。学生走进旅游景区，研究旅游活动对景区植物影响:在蒙山旅游景区，发现蒙山旅游区植被演替滞后于自然区，旅游干扰对5m内植被影响显著，建议及时清除外来入侵植物，降低旅游活动干扰强度，严格保育自然林;走进河流湖泊，检测分析水体各种营养盐含量，观测水藻种类、密度和初级生产力;研究沂沭泗流域水环境生态健康，发现跋山水库作为临沂城区供水水源地仍存在较大规模的网箱养殖，水质时而会超过国家水标准限值，存在水质安全隐患;走进丘陵山岳，调查分析森林植被乔灌草3层各种植物多样性差异;26位学生先后展开了泰山、蒙山、昆嵛山、沂山、大青山和孔林6种丘陵山岳植物多样性课题研究，发现麻栎林比刺槐林和黑松林更为适应当地生境，建议可以直接改造乔木层，适当增减伴生乔木树种以使群落得到改善，利用自然力实现林下植被合理配置。

1．2“看”，亲眼所见，亲身感受

学生看校园环保实例，倡导低碳校园;看校园美化绿化，提出立体绿化;且看且行，5位学生开展了创建生态现代化校园调查与探索实践活动。例如，学生看河流河道沟渠，看水库、水塘和水井，看农村水利管网设施，开展了山东农村水利调查与探索实践活动;看鸟窝，看鸟类筑巢与防护林宽度、防护林高度、防护林植物种类、防护林周边环境等因素的关系，8位学生开展了高速公路防护林内喜鹊和灰喜鹊营巢特征调查与探索实践活动;看钓鱼，看钓鱼位置，看钓鱼时间，看钓鱼频次，看钓鱼种类，看钓鱼获量和看鱼竿鱼饵，5位学生开展了沂河休闲垂钓调查与探索实践活动。

1．3“读”，读科学新闻，读科普书籍，读学术文献

课程要求学生需要读科学新闻，读科普书籍，读学术文献。例如，读《科技日报》和《中国科学报》，了解最新生物学科学进展，关注国际国内生物学学术前沿;读《全国青少年科技创新大赛获奖作品集》的生物学项目部分和《中国科技教育》，这样能够科学地选题，触类旁通。读生物学、环境、化学和地理等自然科学学术文献，学习科学论文写作，提高学生自己的科学研究的理论深度和思维广度。

1．4“讲”，讲自己的学术见解，讲自己的所悟所感

学生讲自己的学术见解，讲自己的所悟。例如，讲“岱崮地貌植被”，讲“塔山植被恢复”，讲“沂河蓝藻水华”。3位学生曾经召开过“岱崮地貌植被”研究成果新闻发布会:讲崮形山体比普通山体封闭和孤立，容易演化形成或保留珍稀植物物种，建议采用“大崮单围，小崮并围”的方式，保护区域植被;建设岱崮地貌主题公园，进行地质地貌研究或科普活动;发展风景旅游、探险旅游和农业旅游，促进区域经济发展。2位学生受邀参加临沂市水环境政府决策调研座谈，讲抑制沂河微囊藻属蓝藻水华爆发的生物措施，为临沂市沂河流域水环境监测预警治理等问题献计献策。3位学生研究“塔山植被恢复”课题以后，讲塔山植被恢复为黑松林—赤松林—栓皮栎林，而非《中国植被图》上标注的油松林—黑松林，提出沂蒙山区荒山绿化应以乡土植物为首选，建议不再引种日本落叶松林、火炬松林、柳杉林和杉木林。此外，并参加国际会议，讲“运河改道对南四湖水体影响”，讲“50年来塔山植被与物种多样性变化”，讲“石梁河水库藻类多样性季节动态与水质评价”:3位学生受邀参加第13届世界湖泊大会，讲运河改道提高了氮磷和水温，降低了酸碱度和叶绿素，而这主要通过废水废气排放和改变水体折光系数导致;1位学生受邀参加联合国教科文组织的国际环境论坛，讲50年来塔山植被栓皮栎林和麻栎林森林增多，黄背草和白羊草草地减少;1位学生受邀参加第11届国际河流湖泊大会和SCOPE国际环境论坛，讲无序采沙、网箱养殖和河湖阻隔是导致石梁河水库藻类多样性指标偏低的主因。

1．5“做”，做科技小发明，争做“明天发明家”学生

做科技小发明，争做“明天发明家”。例如，做学校景观水池水质健康维持系统，依据生态学原理，铺设底质淤泥、沙子和砾石，栽植睡莲、莲藕和浮萍，放养鲢鱼、鳙鱼和鲫鱼，投放水螺、河蚌和泥鳅，成功保证了水池水质永续健康维持，该系统目前已被学校采纳实施和推广，效果良好;做重金属污染土壤植被快速修复实验:1位学生挑选各种抗性植物做重金属毒性测试，设置一系列重金属浓度梯度，筛选高抗毒性植物种类和植株，尝试分析一些小分子有机物，以期获得高抗性物质、机理或机制;做荒山造林树种种间关系实验，挑选本地常用的荒山造林树种，野外采集各种树叶制成水溶液，设置各种正反交试验和交叉实验，测试植株根茎叶生长情况和部分生理指标，获得了最佳的荒山绿化造林组合建议。

2课程实施后的效果

2．1科学创新素质明显提高

在整个教学研究过程中，65位学生获山东省青少年科技创新大赛一二等奖;3位学生获第二届未来杯全国中学生创意设计竞赛三等奖;6位学生获第十届和第十一届全国中学生水科技发明比赛三等奖;19位学生以突出的科学创新素质获得21所高校的自主招生录取资格;3位学生以卓越的科学创新素质获得了清华、北大的自主招生考试资格。

2．2自然科学研究的成果丰硕

学生的科学考察，扎实工作，研究成果丰硕，先后承担了共青团中央科普活动项目1项、山东省科协学术活动重点项目1项、临沂市科协学术活动重点项目4项和临沂市政府决策咨询项目2项。有11位学生发表学术论文，荣获临沂市优秀自然科学成果奖一等奖2项、二等奖2项、三等奖3项，临沂市政府决策咨询项目优秀奖1项。

2．3科普宣传和区域辐射成效

该项先后被《光明日报》、《大众日报》、《齐鲁晚报》、山东卫视、山东人民广播电台等各级各类媒体报道55次。学校努力营造青少年课外实践和创新研究氛围，课程面向社会开放。因此，选修学生很多都陆续来自于其他多所学校。

作者：高远 孟庆远 单位：山东省临沂第四中学