高中生物研究性课题——关注环境问题
【关键词】：环境问题环境污染实验设计实验方案
【摘要】对学生进行切实的环境教育，实现其从受教育者转变为研究者与实践者，体验环境问题的严峻，培养学生关注生活、关心科技进步、关心环境保护的现实态度。引领学生获得进行科学研究的基本方法，并培养其科学精神与合作精神。
《全日制普通高级中学生物教学大纲》对高中生物课程的目的定位于：1：获得关于生命活动基本规律的基础知识，并关注这些知识在生产、生活和社会发展方面的应用。2：树立辩证唯物主义观点，养成科学态度和科学精神，对立创新意识，逐步形成科学的世界观，增强爱国主义思想感情。3：初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学基本操作技能、收集和处理信息的能力、观察能力、实验能力、思维能力和解决实际问题的能力。并在课程目标中规定：
1、知识方面：了解并关注生物学知识在生活、生产和科学技术发展和环境保护等方面的应用。
2、态度观念方面：正确认识我国生物资源状况，生物科学技术的发展，增强爱国主义思想感情；懂得爱护自然界的生物，认识保护生物多样性的重要意义，提高环境保护意识，树立人与自然和谐统一和可持续发展的观念；养成实事求是的科学态度，初步具有勇于探索、不断创新的精神和合作精神。
3、能力方面：具有利用课本以外的图文资料和其他信息资源进一步收集和处理生物科学信息的能力。大纲中反复强调训练学生收集处理信息的能力和关注生物科学知识在环境保护方面的应用，提高保护环境意识等。
生物科学作为新世纪的领先科学，与当今世界面临的环境危机，粮食危机，人口危机，资源危机和能源危机密切相关。而环境保护和可持续发展是人类文明得以延续的必然选择。因此进行环境教育是国策教育也是国情教育和素质教育。环境意识要成为学生的基本素质。要使学生认识到环境污染的危害，掌握一些基本的环境科学知识，养成爱惜自然，保护环境的良好品质，树立保护环境的责任感，义务感和环境道德观念。
为了更好地达到上述目的，我尝试就高中生物第二册第九章生态环境的保护这一专题放手让学生进行探究。
一、实施的过程
（一）课题动员与组织：
由教师介绍“20世纪十大环境公害”与江西河湖的今昔对比，引导学生关注环境污染问题，重视环境保护。学生结合课文讨论我们身边有哪些污染问题。然后由教师提出要求：自拟课题研究环境问题，可以是用实验方法模拟环境污染对生物的危害，也可以是搜集资料探讨环境问题的成因或危害，内容不限。学生自愿组合成最多四人的研究小组．共同初步选定小课题．并收集与本小组选题有关的资料，掌握有关的基础知识。
（二）制定研究方案：
确定课题并拟定整个活动计划。有的实验小组写出实验目的，实验仪器和药品，实验材料，实验步骤，小组内成员的分工和预期实验结果。有的小组选定了非实验课题，限定了资料来源，小组成员分工，研究进度等计划。
（三）开题报告
各小组组长宣读实验或实施计划，教师和学生共同审核其设计的可行性。最后由学生从节约经费，实验结果明显，材料易得等角度论证确定由螺蛳，摇蚊幼虫，水蚤，小鱼，家鸽做指示动物；由黑藻，麦苗做指示植物。有的实验药品由学生自备如洗衣粉，洁洁灵，农药乐果等．
实验课题小组上交较成熟的实验方案。有：噪声对人体的危害，调查生活中的污染，吸烟对水生生物的影响，香烟对家鸽精神状态的影响，酸雨对水生生物的影响，酸雨对植物生活的影响，普通工厂的一般酸性污水对生物的危害，富营养化对生物的危害，香烟对植物的危害，探索酸雨对城市环境的影响，水污染对动植物的危害，及专题研究天津市水污染现状与其原因，关于大气污染调查简析，关于大气环境的污染的调查报告，我国今年沙尘暴探源等等。
（四）小课题研究的实施
教师根据学生提交的实验方案组织学生进行实验准备工作。
然后由各课题小组分组完成实验，教师在实验过程中，及时指导。由各组成员总结实验结果。
（五）结题与答辩
各小组在按计划完成课题后，写出课题研究报告和研究工作报告，由教师进行初步评审，合格后在本班内组织答辩。由各组代表宣读研究报告，其他同学可以提出问题，建议与意见。大家共同探讨该课题的价值，研究的成功之处，存在的问题及改进的措施。
二、探究的成果
1．学生们写出了研究论文，其中不乏内容详实，论据充分的科学论文。
2．学生们认为此次探究所得颇丰：
（1）展示了学生的实验能力与分析能力，学生自我进行了深刻的环境教育：学生们模拟了酸雨对麦苗生长的影响，酸雨对池塘生态系统的危害和对建筑物的危害．模拟了富营养化，农药对池塘生态系统的危害；香烟的烟雾对家鸽的生活力的影响；有的设计了噪声对人心跳频率和血压的影响，还有的设计了生活中的污染物如洁洁灵，洗衣粉，肥皂对小鱼等指示动物的影响．有的设计了吸烟对水蚤生命活动的影响，并巧妙地设计了如下模拟吸烟的实验装置：
注射器
未点燃的香烟
培养液中有水蚤
注射器
点燃的香烟
学生设计的模拟吸烟的实验装置
这样的学习安排，从感性到理性强化学生的环保意识，同时增强责任感和使命感．在设计完成实验的过程中，学生查阅资料，坚持一周多的准备实验，既进行了科学研究方法的训练，又体会了科研并不神秘，关键在于关注生活，大胆猜想，勤于思考。学生通过自主的研究学习获得了单凭教师讲授所无法替代的深刻认识。在论文中有的学生写道：“在搜集资料和实验过程中越来越深刻的意识到我国的酸雨危害有多么严重，越来越近切的感觉到整治我国酸雨问题的必要性。请看下面一组事实：重庆市的马尾松因酸雨危害而成片死亡，街道两边树木在60年代至80年代更换了3次树种，但都无法抵御酸雨的侵蚀。嘉陵江大桥的钢梁，因腐蚀严重，必须每年除锈和油漆一次；重庆的电视发射塔，建成三年即锈迹斑斑，在九年中维修了三次。城市中的建筑物，基本是又黑又脏。„„”“我们亲眼目睹了酸雨的危害，心中更是震惊。我们只有一个地球！我们首先应该维护我们共同的家园，保护环境刻不容缓。”在每篇小论文后都附有小资料如《水污染的危害及防治》，《地面水环境质量标准》，《香烟破坏微笑》，《现代家庭中的污染》等。对环境污染的深刻认识溢出纸面。
（2）．学生在实验中还有了新的发现，对基础的生物学知识加深了理解。“在我们加酸30分钟后观察第一瓶水蚤存活数量时，发现一只存活的个体，当时我们兴奋极了，在这样严酷的条件下，竟然还有生存者。过了三天再观察，发现其中水蚤的数量已经稳定下来，并没有如当初想像的那样一个不剩。生命竟如此顽强！在酸性环境的折磨下，它们终于开辟了一个属于自己的生存空间，这便是生存斗争的胜利。”从中学生能够理解种群中本来就存在着个体差异，于是对理解自然选择理论提供了良好的论据。
（3）．这种方式受到了学生的欢迎：“在这次实验中，我们有了足够的想象空间和实验条件。充分发挥了我们的探索能力和创造能力。我们体味了科学研
究的兴奋和精彩，锻炼了严谨求实的科学精神，这是在其他常规课程中体味不到的。另外值得自豪的是小组成员之间协同互助，各扬所长，实验的气氛是融洽怡人的，合作是愉快。„„一次有益的科学实践，对我们科学思想的建立和完善大有裨益„„”。
三、实施过程的启迪：
1．此探究学习过程使教师对自己的学生有了全新的认识，学生是巨大的财富，丰富的资源。在这个活动中学生所展示出来的绝不再是不做作业的倦怠与懒惰，学生们为了这个小课题查阅的大量的资料，设计实验过程与实验仪器，并自觉地体现出对照的实验方法。学生们认真观察实验现象，分析实验结果，并提出对实验废弃物进行妥善处理，表现出了严谨求实的科学精神与态度。教师与学生不再是简单的教与学的关系，而是成为了研究的伙伴。教师认为只要给学生一片天空，学生就能飞翔，因此在今后的教学中，更多的把学习的主动权交给学生，使学生成为学习的主人，教师是引导者，协助者。
2．学生们的研究工作表现出了对社会的责任感与使命感令人感动。有的对比了天津99 年与2000年城区空气质量周报，提示大家天津市环境质量下降，并动员大家分析原因；有的探讨了我国今年（2000年）沙尘暴的起因，有的调查了天津市水污染现状与原因，有的调查了生活中的污染问题，并最后达成共识要倡导健康节俭的生活，从身边的小事做起，从少用一次性筷子，少用一次性饭盒，少寄贺年卡，节约粮食，节约用水等，每个人为保护环境都贡献一份力量。 3．师生共同接受了一次生动的环境教育，这是任何其它形式的教学不能比拟的。
四．思考与不足：研究性学习的成果是明显的，但也有一些不足。
1．耗时耗精力，学生的学习热情调动起来了，但研究的是高考很难进行考查的内容，虽然属于现代人必备的素质，但因为与高考相分离，所以受到家长和其他学科教师的反对。
2．学校的电化设备还不能满足学生们的需要，而布置学生回家完成无疑加重学生的课业负担，是教师所不愿做的，因此资料的收集还不够完整。
虽然进行研究性学习有一定的困难，但是研究性学习的优势是非常突出的，如果教师
能够达成共识，共同进行研究性学习课题，无疑对提高学生的动手动脑能力与创新精神都是大有好处的。生物学科涉及的很多问题都与人类的可持续发展有关，是进行研究的良好题材，引导学生关注生活，关注科学进步，是每个生物教师的职责。
