摘要
生物学是一门自然科学，它的原理、概念都是来自实验研究、逻辑推理和调查研究，中学生物学中进行研究性学习要借鉴现代自然科学教育的主导思想，即将自然科学的学习内容分为科学探索过程和科学概念两大方面，强调让学生更多地通过科学的探索活动掌握科学的原理；借鉴美国理科教育的具体方式，通过让学生亲身操作，参与研究，直接体验进行生物科学探索活动的无穷乐趣，领略通过研究性学习获取知识的途径，从而尽早、尽快掌握科学知识的能力。因此，研究性学习应用于中学生物学学习和教学中，具有更为重要的意义和价值。

关键词： 研究性学习  探究   创新精神  科学素养

目录
一、研究性学习的基本知识
1、什么是研究性学习
2、研究性学习与生物学
3、开展研究性学习的意义
1）实施以创新精神为目的的素质教育的需要
2）开发每个学生创新精神和实践能力上的潜在能力
3）培养学生的科学素养和对社会的责任性和使命感。
4、研究性学习应达到的目的
二、研究性学习的特点
1、开发性
2、综合性
3、研究性
4、过程性
5、实践性
三、研究性学习中教师的角色变化
四、研究性学习的组织和实施
1、研究性学习的组织
2、研究性学习的实施
（1） 搜集和分析信息资料
（2） 调查研究
（3） 初步交流
五、评价是研究性学习的重要环节
六、研究性学习评价的特点
1、 评价主体的多元化
2、评价内容的丰富性和灵活性、
3、评价手段、方法的多样化
附一：研究性课题（调查报告型）
调查媒体对生物科学技术的报道
重点与难点：
学法指导：
一、 通过调查报纸、刊物、书籍来获取信息
二、 通过电视和广播来获取信息
三、 通过互联网来搜索信息
四、 同学之间分成小组，分工调查不同的媒体报道
五、 对获得的信息进行归类
六、做交流报告
七、本课题欲达到的目的
附二：研究性课题（实验研究型）
营养液栽培法的研究与实施
重点与难点
一、营养液栽培法简介
二、营养液栽培法的优点
三、学生对营养液栽培法的必要性的设想
四、研究过程
1、水的酸碱度检验
2、水质的选定：
3、营养液的配制
4、生长基质
五、操作中所遇现象及解决方案
现象：
原因分析
补救措施
六、容器选用及事后废弃物处理
七、本课题预期达到的目的
附三：白河流域自然生态环境的调查（调查研究型）
              ——调查研究设计方案
附四：研究性学习课程提纲
参考文献

一、研究性学习的基本知识
1、什么是研究性学习
   研究性学习是学生在老师指导下，从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。
   研究性学习指的是一种与接受式的学习方式相对应的学习方式，强调主动探究，自觉学习，解决问题。这种学习方式可以在校内外的各种教学活动中渗透使用。研究性学习是一种崭新的课程形式，主要是采取研究性学习的方式进行的，要求学生在生物老师的指导下，在学习生活与社会生活中选择研究专题，主动地获取生物学知识、应用生物学知识、解决实际问题。
   通俗地讲，学生在教师的指导下，从社会和自然科学发现其中一个问题或专题，用科学研究的方式方法去认识、分析问题，从而获取知识，以达到问题的认识深化或者最终解决，这就是研究性学习。
2、研究性学习与生物学
生物学是一门自然科学，它的原理、概念都是来自实验研究、逻辑推理和调查研究，中学生物学中进行研究性学习要借鉴现代自然科学教育的主导思想，即将自然科学的学习内容分为科学探索过程和科学概念两大方面，强调让学生更多地通过科学的探索活动掌握科学的原理；借鉴美国理科教育的具体方式，通过让学生亲身操作，参与研究，直接体验进行生物科学探索活动的无穷乐趣，领略通过研究性学习获取知识的途径，从而尽早、尽快掌握科学知识的能力。因此，研究性学习应用于中学生物学学习和教学中，具有更为重要的意义和价值。
3、开展研究性学习的意义
1）实施以创新精神为目的的素质教育的需要
创造思维能力是一个人创造能力的核心，在生物学教学中进行创新教育，发展学生的创造能力，关键在于培养学生的创造思维能力。因此生物教师应充分利用丰富的教学材料采用灵活多样的方法培养学生的创造思维能力，提高学生的整体素质。
研究性学习的着眼点是改变学生的学习方式，以往的学习为接受式学习，较为被动、封闭、单一。开设研究性学习课的目的是帮助学生改变被动的学习方式，使学生运用主动探求生物学知识和奥秘的学习方式。
随着知识化社会的到来，知识的创造、传播和技术性转化成为生产力发展的根本动力，教育的任务是培养会主动收集信息、加工处理信息的创新精神和实践能力的人才。社会经济的发展带来的知识更新、爆炸、学习方式的巨变，迫切需要我们探索摆脱传统教育思想和教育观念的新思路，培养会思考、会学习的人才。为他们能更好地迎接知识经济的挑战做好准备。
2）开发每个学生创新精神和实践能力上的潜在能力
研究性学习使教育以“教师、课堂、书本”为中心转化到以“学生发展为本”。它通过提供尽可能多的活动，来够建学生外部现实背景和内心需要的桥梁，给不的同学生以不同的激励。当学生被神奇的自然、社会现象和科学理论引入科学的殿堂，就自然地对事物存在现象和本质进行探求。学生在学习、研究和探索的过程中，始终处于主体地位，他们虽然会被遇到的各种困难所困惑，被各种非本质的现象所缠绕，现象和现实发生冲突，但恰好在这个时候，学生的心理往往处于愤悱状态，其情感得以积蓄，直觉思维能力和创新思维能力得以充分的调动。当他们经过自觉而又当他们经过自觉而又艰苦的自主学习，解决了学习探索中的难题，认识了事物的本质，就会产生成就感、兴奋感，由此带来的成功的喜悦和欢乐可以酿造一个人的自尊心和尊严感，而进一步强化其探索行为，就能激励他们继续进行新的创造，最大限度地开发他们的潜在才能。
3）培养学生的科学素养和对社会的责任性和使命感。
研究性学习远远超过它本身的意义，实验研究过程要求逻辑清晰、有助于培养学生精确的思维和逻辑思维能力，培养学生学会科学的方法，获得科学探究的能力。同时可加快学生的认知的进程，减少认知的难度。 培养学生的合作精神和终身学习的能力，提高学生的科学素养，适应知识化社会的需要。
通过研究性学习，使学生获得亲身参与研究探索的体验；培养发现问题和解决问题的能力；培养学生收集、分析和利用信息的能力；培养学生 科学的态度与道德；培养学生关注社会，具有对社会的责任性和使命感。
4、研究性学习应达到的目的
研究性学习强调对所生物知识、生物技能的实际运用，注重学习的过程和学生的实践与体验。因此，需要注重以下几项具体目标：一是获得亲身参与生物学研究、探索的体验。研究性学习强调通过学生自主参与类似于科学研究的学习活动，获得亲身体验，逐步形成善于质疑、乐于研究、勤于动手、努力求知的积极态度，产生积极的情感。激发他们探索、创新的欲望。例如：学生在探究《细胞全能性》问题时，对植物细胞的全能性认识以后，更加激发学生探索动物细胞为什么只有全能性的潜能，而不容易发挥全能性的原因。二是培养发现问题和解决问题的能力。研究性学习通常围绕一个需要解决的实际问题展开。在学习的过程中，通过引导和鼓励学生自主地发现和提出问题，设计解决问题的方案，收集和分析资料，调查研究得出结论并进行成功交流活动，引导学生应用已有的知识与经验，学习和掌握一些科学的方法，以培养发现问题和解决问题的能力。例如：学生在探索《营养液培养法》培养植物时所遇到的问题时，所采取的应对措施。三是培养收集、分析和利用信息的能力。在学习中，通过研究性学习，要帮助学生学会利用多种途径获得信息，学会整理、收集并归纳信息并恰当地利用信息的能力，以培养收集、分析、和利用信息的能力。例如：学生在做《调查媒体对生物科学技术的报道》的课题时，不仅锻炼了这方面的能力，同时，也激发学生对生物学的学习兴趣。四是学会分享与合作。合作的意识和能力是现代人所具备的基本素质。研究性学习的开展将努力创设有利于人际沟通与合作的教育环境，使学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果，发展乐于合作的团队精神。学生在做《白河流域自然生态环境的调查》的课题时，就需要学生的团队合作精神，同时，要求学生学会交流和分享研究的信息、创意及成果。五是培养科学态度和科学道德。在研究性学习的过程中，学生要认真踏实地探究，实事求是地获得结论，尊重他人的想法和成果，养成严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神，磨练不怕吃苦、、勇于克服困难的意志品德。六是培养对社会的责任心和使命感。例如：学生在做《调查白河污染的原因及治理方案》时，在研究性学习的过程中，通过社会实践和调查研究，学生要深入了解科学对于自然、社会与人类的意义与价值，学会关心国家和社会的进步，学会关注人类与环境和谐发展，形成积极的人生态度。
二、 研究性学习的特点
   研究性学习纳入必修课，这是普通高中课程改革的一项重要突破。研究性学习具有开放性、综合性、探究性、过程性、和实践性等特点。是师生共同探索新知识的学习过程，是师生围绕着解决问题共同完成研究内容的确定、方法的选择以及为解决问题相互合作和交流的过程。
1、开发性
研究性学习的内容不是特定的知识体系，而是来源于学生的学习生活和社会生活，立足于研究、解决学生关注的一些社会问题或其他问题，设计的范围很广泛。它可能是某学科的也可能是多学科综合、交叉的；可能偏重于理论研究，也可能偏重于实践方面。在同一主题下，由于个人兴趣、经验和研究活动的需要不同，研究视角的确定、研究目标的定位、切入口的选择、研究过程的设计、研究方法、手段的运用以及结果的表达等可以各不相同，具有很大的灵活性，为学习者、指导者发挥个性特长和才能提供了广阔的空间，从而形成一个开发的学习过程。例如：研究性学习课题《克隆技术、转基因生物、器官移植联合进展》，在这个课题下，可以分设若干个子课题，如：克隆技术在动植物中的培养方法区别、植物细胞全能性与动物细胞全能性潜能的研究、转基因技术在动物和植物中的操作的区别等。
2、综合性
研究性学习强调知识的联系和运用。作为一种教育教学活动，研究性学习也一定会让学生在知识、能力、情感价值观等方面得到收获。但是就掌握知识这一点来说，研究性学习的着眼点和学科教学及兴趣小组、竞赛小组等有所不同。后者更注重知识的拓宽和加深，而研究性学习关注的是知识的联系和运用，由于每一个问题的研究与解决都涉及到很多知识，总是通过这种活动，很自然地就会在已经学过的知识之间建立一定的联系，并知道如何运用这些知识。这种知识的联系，可以是纵向的单一学科，也可以是横向的涉及几种或多种学科的。学生在做《调查白河污染的原因及治理方案》的课题时，不仅要运用生物学知识、化学知识，还要求学生有敏锐的观察力、交往能力、实验能力等。
3、研究性
   “研究”是研究性学习的基本方式，这就是说，这一课程的实施流程类似科学研究的一般过程，但与科学研究又迥然不同。研究性学习课程以激发学生的主动探索的积极性，培养学生的创新精神为追求目标，鼓励学生介入学科前沿的研究，要求学生的研究结果有科学性，但并不要求每个学生的最后研究成果都必须创新。在研究性学习课程中，“研究”不是目的，只是完成高中培养目标的一种重要手段，高中生开展“研究”活动主要不是为了他人，而是为了提高自己、发展自己。学生所选的生物学研究性课题并不要求有很高的科技含量，关键在于学生通过“研究”活动，掌握科学的提出问题、分析问题、解决问题的方法。
4、过程性
研究性学习课程重视结果，但更注重学习的过程，注重学习过程中学生的感受和体验。学生经过一段时间的研究，可能其最后的研究结果幼稚可笑，无足称道，但这并不重要，因为学生通过课题设计、寻找资料、动手实验、社会调查等亲身实践，可以获得社会的直接感受，了解科研的一般流程和方法，尝试着与他人交往与合作，知道除了教材以外还有很多获取信息的渠道，试图综合已有的知识来解决正在研究的课题等。能够让学生获得上述感受和体验，正是研究性学习的主要目的 ，因此从这个意义上说，研究性学习过程本身恰恰是它要追求的结果。
5、实践性
研究性学习是实践性的教育教学活动，它立足于学生直接经验，旨在让学生获得和丰富直接经验。与现行学科教学最大的区别是，研究性学习不再局限于对学生进行纯学术性的书本知识的传授。而是让学生自己动手实践，在实践中体验，在实践中学会学习，在实践中获得信息时代所需要的能力。需要特别指出的是。对“实践性”的理解不能太狭窄、太片面，以为强调实践性，就等同于让学生做社会调到校外搞资料搞活动。在研究性学习中。实践性主要是指学生通过自己提出问题和研究问题，来了解知识的产生与发展过程，最后解决问题。为了达到这一目的，学生可以到社会上做调查。可以外出到科研机构等单位访问请教。也可以在学校查阅资料、上网、和同学老师讨论问题。“实践性”不是一个空间概念，而是一种学习方式。社会调查、校外访问、查阅资料等，只是实施研究性学习的具体形式，而不能和研究性学习完全划等号。例如：学生在做《组织培养与脱毒红薯的培育推广》时，不仅要了解组织培养技术、脱毒的原理，还要实际到农科所实地参观访问、调查与研究。了解农民的种植与收成情况。
三、 研究性学习中教师的角色变化
   研究性学习强调学生的主体作用，同时，也重视教师的指导作用。在研究性学习实施过程中，教师应把学生作为学习探究和解决问题的主体，并注意转变自己的指导方式。在研究性学习实施过程中，教师要及时了解学生在研究活动时遇到的困难以及了解学生的需要，要注意观察每一个学生在品德、能力、个性方面的发展，给予适时的鼓励和指导，帮助他们建立自信并进一步提高学习的积极性。教师的指导切忌将学生的研究引向已有的结论，而是提供信息、启发思路、补充知识、介绍方法和线索。引导学生质疑、探究和创新。同时，教师必须通过多种方式争取家长和社会有关方面的关心、理解和参与，与学生一起开发对实施研究性学习有价值的校内外教育资源，为学生开展研究性学习提供良好的条件。学校可以与农场、工厂联合，开设一些科研基地，组织学生定期到基地进行研究性学习。还要指导学生写好研究日记，以及记载研究情况，真实记录个人体验，为以后进行总结和评价提供依据。在研究性学习过程中，教师对学生的指导可具体分为六个方面：基础知识的指导、选题的指导、思维方式的指导、研究方法的指导（科学方法的介绍、资料收集的指导、资料分析的科学性指导）、心理素质的指导、报告馔写的指导等。
四、 研究性学习的组织和实施
研究性学习的实施可以区分为两大类：课题研究型和项目（活动）设计类。课题研究以认识和解决某一问题为主要目的的，具体包括调查研究（如附一中调查媒体对生物科学技术的报道）、实验研究、文献研究等类型。项目（活动）设计一解决一个比较复杂的操作问题为主要目的，一般包括社会性活动的设计和科学类项目的设计两种类型。前者如一次环保活动的策划，后者如某一设备、设施的制作、或改造的设计等。
1、研究性学习的组织
研究性学习的组织形式主要有三种类型：小组合作研究、个人独立研究、个人研究与全班集体讨论相结合。小组合作研究是经常采用的组织形式，学生一般由3—6人组成课题组，聘请有一定专长的成人（如本校教师、校外人士等）为指导老师。
个人独立研究可以采用“开放式长作业”即先由教师向全班学生布置研究性学习任务，可以提出一个综合性研究专题，如：转基因生物，由每一个学生自定具体题目，如：如何看待转基因生物、转基因生物在生产中的运用、转基因动物与转基因植物在培育过程中做法的区别、转基因生物利弊分析、《转基因生物产品安全条例》与人们恐慌心理的调查等等。并各自相对独立地开展研究活动，用几个月到半年的时间完成研究性学习作业。
还可以采用个人研究与全班集体讨论相结合的形式，全班同学需要围绕同一个研究主题（如：白河水污染的原因与防治），各自搜集资料、开展探究活动、取得结论或形成观点。在有全班集体讨论或辩论，分享初步的研究成果，由此推动学生们在各自原有的基础上深化研究，之后或进入第二轮的研讨，或就此完成各自的论文。
2、研究性学习的实施
   研究性学习的实施一般可分为三个阶段：进入问题情景阶段、实践体验阶段、和表达交流阶段。在学习进行的过程中，这三个阶段并不是截然分开的，而是相互交叉和相互推进的。比如；进入问题情况阶段要求师生共同创设一定的问题情景，一般可以开展讲座、组织参观访问等，目的在于作好知识的铺垫，调动学生原有的知识和经验，然后进行讨论。
在确定需要研究的问题以后，学生要进入具体解决问题的过程，通过实践、体验、形成一定的方法。本阶段实践、体验的内容包括：
（1） 搜集和分析信息资料
学生应了解和学习收集资料的方法，掌握访谈、上网、查阅书刊杂志、问卷调查等获取资料的方法；并选择有效方式获取所需要的信息资料；要学会判断信息资料的真伪、优劣，识别对本课题研究具有重要关联的价值资料，淘汰边缘资料；学会有条理、有逻辑地整理与归类资料，发现信息资料间的关联；最后总结整理信息进行判断，得出相应的结论。
（2） 调查研究
学生应根据个人或小组集体设计的研究方案，按照确定的研究方案，选择合适的地方调查，获取调查结果。在这一过程中，学生应如实记载调查中所获取的基本信息，形成记录实践过程的文字、音像等多种形式的“作品”，如：《收集并交流我国自然保护区的资料》、《调查白河污染的原因及治理方案》等课题，都可以拍摄成录象形式，配以录音及文字说明。同时，要学生从各种调查结果、实验、信息资料中归纳出解决问题的重要思路或观点，并反思是否获取足以支持研究结论的证据，是否还存在其他解释的可能。
（3） 初步交流
学生通过收集资料、调查研究得到的初步研究成果在小组内或同学之间交流，学会认识客观事物，认真对待他人的意见和建议，正确地认识自我。
在表达和交流阶段，学生要将取得的收获进行归纳整理，总结提炼，形成书面材料和口头报告材料。成果的表达要提倡多样化，除了按一定要求撰写实验报告、调查报告以外，还可以采取辩论会、研讨会、搞展报、编刊物（包括电子刊物）等方式，同时，还应要求学生以口头报告会的方式向全班发表。学生通过交流、研讨与同学们分享成果，这是研究性学习不可缺少的一个环节。
五、评价是研究性学习的重要环节
   评价的内容与方式必须充分关注学习态度，重视学习的过程与方法，重视交流与合作，重视动手实践。研究性学习的过程，强调对知识技能的应用，强调学生亲身参与探索性实践活动并获得感悟和体验，强调学生的全员参与。因此要采用形成性评价的方式，重视对学生在学习的过程中的自我评价和自我改进，使评价成为学生学会实践和反思、自我发现、欣赏别人的过程；同时，要强调评价的激励性，鼓励学生发挥自己的才能，努力形成激励广大学生积极进取、勇于创新的氛围。
六、研究性学习评价的特点
1、评价主体的多元化
研究性学习评价的主要特点是评价主体和内容的多元化。评价者可以是教师或教师小组，可以是学生或学生小组，可以是家长，也可以是与开展项目内容相关的企业、社区或有关部门等等，如果有的成果参与评奖或在报刊上公开发表，则以为着专业工作者和媒体也是评价者。
2、评价内容的丰富性和灵活性、
研究性学习评价的内容通常涉及以下几个方面：一是参与研究性学习活动的态度。它可以通过学生在活动过程中的表现来判断，如是否认真参与每一次课题组活动，是否认真努力地完成自己所承担的任务，是否作好资料积累和分析处理工作，是否主动提出研究和工作设想、建议，是否与他人合作、采纳他人的意见等。二是在研究性学习活动中所获得的自我陈述以及小组讨论记录、活动开展过程的记录等来反映，也可以通过行为表现和学习的结果反映出来。三是学习和研究的方法、技能掌握情况。要对学生在研究性学习活动各个环节中掌握和运用有关方法、技能的水平进行评价，如查阅和筛选资料对资料归类和统计分析，使用新技术。对研究结果的表达与交流等。四是学生创新精神和实践能力的发展情况。要考察学生在一项研究活动中从发现和提出问题、分析问题到解决问题的全过程所显示出的探究精神和能力，也要通过活动前后的比较来评价其发展状况。五是学生的学习结果。研究性学习的结果的形式多样，它可以是一篇研究论文、一篇调查报告、一块展板、一件模型、一场主题演讲、一次口头报告、一本研究笔记，也可以是一项活动设计的方案。教师需要灵活掌握评价标准。
3、评价手段、方法的多样化
   研究性学习的评价可以采取教师评价与学生自我评价、互评相结合，对小组的评价与对组内个人的评价相结合，对书面材料的评价与对学生口头报告、活动、展示的评价相结合，定性评价与定量评价相结合，以定性评价为主等做法，

附一：研究性课题（调查报告型）
调查媒体对生物科学技术的报道
重点与难点：
本课题的重点是通过对媒体的调查，了解生物科学技术发展的近况极其对人类社会的影响，初步学会收集和处理生物科学技术信息的方法，提高语言表达能力。难点是收集和处理信息的方法。通过对信息的收集和处理，培养学生语言表达能力和信息交流能力。
学法指导：
一、 通过调查报纸、刊物、书籍来获取信息
  生物科学技术发展的近况在各种报纸、书刊、上都能看到，在一些常见的报纸上偶尔可以看见报道，刊登新成果比较多的是科技报、健康报。可向学生推荐一份《世界科技成果报》，这份报纸比较全面地刊登世界各地生物科学技术发展近况，以及生物科学与人类生活的关系的报道。
二、 通过电视和广播来获取信息
   生物科学技术发展的近况在电视里经常可看到一些世界科技发展的新动向，在广播里也经常可以听到一些新成果的报道，大家可以经常注意观看和收听。如中央电视台的《走近科学》、《科学博览》、《农业科技》节目可以看到一些生物科技新成果的介绍。
三、 通过互联网来搜索信息
   通过互联网可以看到许多生命科学新进展的消息，可通过搜搜索看到各种生物科学进展的报道。向学生推荐《中学生科技网》（网址是：http：/www.student.govcn或http：/www.bikp.gov.cn）到达这个主页时，在“高科技前沿”网页中点击“生命科学”就可以看到一些最新的生命科学进展的标题，点击标题就可以看到具体的内容。
四、 同学之间分成小组，分工调查不同的媒体报道
   在调查有关生命科学进展时，可以分成几个小组，如有的小组从报纸上查找，有的小组从杂志上查找，有的小组从书籍中查找，有的小组从电视、广播中收集，有的从互联网中收集。
五、 对获得的信息进行归类
在搜集各种信息资料之后，可以对所获得的信息进行归类，可以分为生命起源方面、生物工程方面、疾病治疗方面、脑科学进展方面、生态环境方面等等，其中生物工程的成果很多，这里又可以分为人类基因组研究、致病基因与基因治疗、细胞工程、基因工程、转基因技术在农业、牧业、医药卫生等方面的运用等。
六、 做交流报告
同学们可在班级进行信息交流。在对信息进行归类的基础上，可以将不同类别的信息写（打印）成报告，在每次的交流会上，派一名代表发言，在发言时，可以结合自己的观点谈谈自己的看法，或提出自己的设想。
下列是学生搜集到的一些生物科技成果及学生的分析与展望：
科技新成果：以色列科学家通过研究人体胚胎干细胞，发现人体胚胎干细胞可以分化成心肌细胞，为心脏缺损病人修复心脏。美国反对研究人体胚胎，认为即使是受精几小时的胚胎也是生命。美国法律规定禁止人工流产。
科技新成果:2001.9.7《科技博览》报道《生命银行——人脐血干细胞的储存》，在人的脐血中，脐血干细胞分化成血细胞的能力是骨髓干细胞的20倍，胎儿出生时，可采集几百毫升的脐血（该过程很方便），从中提取脐血干细胞在零下1900C的液氮中可长期保存。脐血干细胞的储存分为异体干细胞储存（为他人提供干细胞，如配型相同，可为白血病人提供）和自身干细胞储存（自身病变时）。
新发现：植物中的吸毒者——超富集植物
有许多矿区的大面积土地被重金属或有毒元素污染，土地荒芜。科学家发现一种蕨类植物——蜈蚣草，科学家首先发现蜈蚣草地上部分含有大量的砷，这些砷是通过叶片从矿区的粉尘中吸收的还是通过根系从土壤中吸收的？科学家将蜈蚣草移栽到花盆中，移到实验室中，将土壤中掺如一定量的砷，并将蜈蚣草的地上部分剪去培养，发现蜈蚣草后来长出的新叶含有砷，这一实验说明蜈蚣草的根能从土壤中吸收砷。为什么蜈蚣草吸收那么多砷而未被毒死？原来蜈蚣草将吸收的无机砷在体内转化为有机砷大大降低了砷的毒性。而且蜈蚣草的地上部分砷的含量大大高于地下部分。
问题：
1、蜈蚣草对砷的吸收方式是（主动运输）
2、由此得到的启发：
1） 根据蜈蚣草的机理研究解毒（砷中毒）药物
2） 发现其它的吸毒植物
3） 通过基因工程（转基因生物）开发新的、生长力强的转基因生物
4） 假如吸毒植物吸收的是稀有重金属，还可从中提取
5） 解决土地污染，净化土壤（过去的笨方法：深埋、淋洗、混合等，代价高）
科技新成果——杂交瘤细胞和单克隆抗体
目前应用杂交瘤技术较多的是，把具有无限繁殖能力的癌细胞跟淋巴细胞进行融合。杂交瘤细胞能像癌细胞那样无限增殖，又能像B细胞那样分泌特异性抗体。杂交瘤细胞能不断增殖，这一现象叫单一无性繁殖，通常叫单克隆，这一单克隆分泌出的抗体，叫单克隆抗体。单克隆抗体纯度高，特异性强，能准确识别抗原，与一定的抗原发生特异性结合。近年来，用抗癌细胞的单克隆抗体跟放射性同位素、化学药物或毒素结合，注入体内同癌细胞结合，能在原位杀死癌细胞，而对其他正常细胞毫无损伤。这种疗法被人们形象地比喻为导弹疗法。
衰老的分子机理：细胞衰老的机理十分复杂，其学说不下十几种，下面是同学们从杂志收集的介绍几种目前国际上的研究热点：（摘自《中学生物学》2000.4）
1、 端区假说：
端区也称端粒。1938年Muller等从果蝇染色体末端的研究提出端区概念。但当时对其成分不了解。
端区是指染色体末端的特殊结构，此结构可防止两条染色体末端的DNA链因交联而造成染色体畸变。
人类除干细胞外，大多数体细胞端区长度随传代而缩短，当端区缩短到一定程度，细胞不再分裂，最终衰老直至死亡。
但肿瘤细胞因具有端聚酶，它能催化端区的合成，使端区恢复原有的长度，致使癌细胞疯狂分裂，引起肿瘤。
多利羊“未老先衰”。
2、 DNA损伤修复学说：
人体细胞中DNA在内环境（自由基）和外环境（如：射线、化学物质）损伤因素作用下，会受损伤而导致DNA链断裂，以一条链断裂最为常见，DNA链断裂则使遗传信息不能准确无误地传至下代，但细胞具有一整套修复DNA链断裂的酶系统。但当生物体衰老时，修复损伤DNA的能力下降，致使损伤积累，引起基因变异及表达异常，最终引起生物衰老。
自由基是指那些带有奇数电子数的化学物质，即它们都带有未配对的自由电子，这些自由电子导致了这些物质的高反应活性。自由基一旦生成，就能不断扩增。加入外源化合物可清除细胞内产生的多余自由基。如加入保护性酶，主要是超氧化物岐化酶（SOD）和过氧化氢酶（CAT），两者协同作用起保护作用。
3、 线粒体DNA损伤学说：
线粒体DNA（mtDNA）是细胞核外遗传物质，其含量占整个细胞DNA的0.5%，在细胞能量代谢中，有十分重要的作用。线粒体好比人体的发电站。在线粒体氧化磷酸化生成ATP的过程中，大约有1%~4%的摄入氧转化为自由基，羊自由基最易损伤线粒体DNA，从而产生线粒体DNA片段的缺失。临床上，老龄糖尿病、老龄痴呆症、帕金森氏症、心脑血管病的患者，线粒体DNA均有不同程度的缺失。
脑血管病是我国老年人死亡的三大原因之一，脑缺血时，自由基大量产生，自由基可引起脑细胞，尤其损伤神经细胞的线粒体DNA。有不少实验均表明，脑缺血引起脑细胞线粒体DNA片段缺失，可能是某些老年脑血管患者恢复难且难以治疗的原因之一。这也将为某些老年痴呆的发病机理诊断与防治提供线索。
4、 细胞程序性死亡理论：
动物的大多数细胞在发育的一定阶段，会出现正常的死亡，称为细胞程序性死亡。亦称细胞凋亡。是由细胞内某些程序控制的主动的自然死亡，是性别的自杀行为，此过程由相应的基因控制。
细胞程序性死亡与细胞病理死亡（细胞坏死）有根本区别。
七、本课题欲达到的目的
兴趣的培养是激发学生创造力的永久动力。生物教师组织学生开展此研究性学习课题，可利用有趣的生物工程方面、疾病治疗方面、脑科学进展方面、生态环境方面的新发现等、尤其是细胞工程、基因工程、转基因技术的新成果、最新的科技动态，激发学生的兴趣。引导学生关注生物学的热点问题，激发学生学习生物学的动力和兴趣。同时注重培养学生对信息的收集和处理能力，培养学生语言表达能力和信息交流能力。

附二：研究性课题（实验研究型）
营养液栽培法的研究与实施
重点与难点
借鉴美国理科教育的具体方式，通过让学生亲身操作，参与研究，直接体验进行生物科学探索活动的无穷乐趣，领略通过研究性学习获取知识的途径，从而尽早、尽快掌握科学知识的能力。
鼓励发现是学生获得创造能力的基本策略，发现问题，、刨根问底是创造的开端，是创新人才的良好的品质。本课题欲从营养液栽培法的研究与实际实施培养学生发现问题、探究问题的能力及动手能力。
一、营养液栽培法简介
自己动手养点植物或种点蔬菜是很有意思的，但在缺乏土地的城市，这个愿望很难实现，1930年，加利福尼亚大学教授威廉姆.吉利克博士发现了一种可以用来培养西红柿的矿质营养液配方，由此，他创造了所谓的“营养液栽培法”。它是一种能使植物离开土壤生长的独特的营养质溶液。
二、营养液栽培法的优点
与土壤栽培法相比，营养液栽培法有许多优点，人口的增多，使可种植土地面积减少。因此，非土壤栽培植物的方法就显得十分重要。通常，营养液栽培法生产的水果和蔬菜还会含有更多的营养成分。
用营养液栽培法种植植物更便宜，而且更利于保护环境，由于植物所需的营养物质我们都可以用营养液提供，因此植物的根系不太发达。这就意味着我们可以用更少的空间来种植更多的植物。使用营养液栽培法可以不用杀虫剂。室内栽培可以较好地控制虫害或野兔之类的破坏。室内栽培还可以更好地控制温度，进行人工光照。可以一年四季种植植物，而不用担心霜冻。
室内营养液栽培法种植的一个很大的优点是它不需要艰辛的体力劳动。有条件的地方，可以建立机械化营养液栽培基地，既节约人力又节约土地。
三、学生对营养液栽培法的必要性的设想
由于水分和溶液能较好地保留，沙漠地区和缺水地区用营养液栽培法就显得特别适合。
营养液栽培法对太空生活尤为重要，太空站、登月基地和长期在空中飞行的航空器等，由于远离地球，需要自己供应食物。但是，因为土壤非常重，在飞行器上携带土壤就很不方便，而且不管何种土壤，都是不进人意的。
在太空中，尽管光能是取之不尽的，但获得氧气确实一件很麻烦的事，因此，在太空中，用营养液栽培法培养蔬菜等植物，既可为宇航员提供富含维生素、纤维素、无机盐的蔬菜，又为宇航员提供氧气。
四、研究过程
1、水的酸碱度检验
   使用营养液栽培法的水经过PH值——溶液中H+含量——溶液的酸碱度的检测。PH值不能太高或太低，否则，溶液中的营养物质很难被植物吸收。（原因分析：植物吸收矿质元素与植物根系的呼吸作用有着密切的关系，呼吸作用需多种酶来催化，而酶是蛋白质，蛋白质在过酸或过碱的环境中构象会发生变化，破坏酶的活性，因此，会降低呼吸作用，从而影响根系吸收矿质元素，甚至引起植物死亡）
营养液最适合的PH值是5.5~6.6。下面是几种常见蔬菜生长环境的最佳PH值。
PH5.0~5.6   土豆、红薯、西瓜
PH5.2~6.0   茄子、胡椒、西红柿
PH5.6~6.8   蚕豆、胡萝卜、玉米、荷兰芹、欧洲萝卜、西葫芦、牛皮菜、芫荽
PH6.0~7.2   甜菜、花椰菜、大白菜、黄瓜、菊苣、叶莴苣、甜瓜、豌豆、小萝卜
PH6.4~7.6   芦笋、花菜、芹菜、韭葱、莴苣、洋葱、菠菜
测定培养液PH值的方法很简单，PH试纸即可。
2、水质的选定：
在营养液栽培法中的浇水过程也是给植物“喂食”的过程，我们通常在水中加入漂白粉，是为了杀菌，并使水质更加卫生，但是过量的氯则对植物有害，为了减少水中氯的成分，可将先将自来水在室内存放3天，然后在使用，
问题探讨：
（1）使用纯净水培养植物是否可以？答案是否定的。因为纯净水在制造中，水质过滤器会滤去水中植物需要的矿质元素，“硬水”和“软水”不会对植物造成太大的影响，硬水中还含有镁盐和钙盐，对植物生长非常有用。
（2）使用雨水培养植物是否可以？一般说，雨水是比较纯洁的，但是，如果居住地附近有一些大的工厂，那么，雨水中很可能含有特别多的某些对植物有害的物质。如果化工厂排放过多的二氧化硫，会产生酸雨，用这样的雨水培养植物对植物更不利。
3、营养液的配制
 植物生活的必需元素（16种）大量元素：C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl植物必需的矿质元素是指除了C、H、O以外，主要由根系从土壤中吸收的元素。  矿质元素也叫灰分元素。
全营养液的成分必须是（1）包括所有必需矿质元素，对某些植物还可以增加有关元素。如：禾本科植物可适当增加硅元素。（2）是均衡的营养液，也就是矿质元素之间有适宜的浓度比例。（3）有适宜的PH值。
例如：美国农业部配方：
硫酸氨    0.5克
硝酸钾    3.3克
磷酸钙    1.5克
硫酸镁    2.2克
硫酸钙    2.5克
硫酸铁    少量
水        4升
普通配方：
硝酸钠       3.0克
硫酸钾       1.0克
过磷酸钙     1.3克
硫酸镁       1.0克
微量元素物质少量
水           4升
4、生长基质
营养液栽培法在培养植物时，还需为植物提供某种支持物质，帮助植物固定根系，植物会长的更好些，这就是生长基质。
一些可以作为“无土质”生长基质的材料：沙、小石块、煤渣、火山岩、蛭石（矿石：其中含有大量的小孔室，储有氧气、水分）、珍珠岩（多孔的卵石）等
五、操作中所遇现象及解决方案
现象：
小白菜在全营养液中培养时，第一周长势正常，第二周起出现缺乏症，且缺乏症越来越严重，第三周继而枯萎。
原因分析：
 1、植物在吸收矿质元素时，是一主动运输过程，主动运输需植物根系呼吸作用提供的能量参与，而根系一直置于水中，导致根系无氧呼吸而缺乏能量。继而出现缺乏症。
2、植物在生长过程中，不断地通过蒸腾作用散失水分，是培养液浓度逐渐增大，导致根系细胞吸收水分困难，使植物发生萎蔫，如果不采取措施，继而就会死亡。
补救措施：
1、向培养液中通入空气，或及时更换营养液，以补充根系所需氧气。
2、及时向营养液中添加水，以补充蒸腾作用散失的水分，避免营养液浓度变大，根系细胞吸收水分困难，使植物发生萎蔫。
六、容器选用及事后废弃物处理
在利用营养液培养植物时，所需容器尽可能的要求学生找出家中的废旧物品。例如：废旧脸盆、塑料桶、大口的饮料罐等，有的废旧物品不太合适，可加以改造再使用。
实验进行后，丢弃废弃物时一定要进行垃圾分类，不能一古脑的乱丢乱放。所购买的化学药品如果没有用完，要妥善保管，下次实验时再用。
七、本课题预期达到的目的
1、掌握营养液的配比及配制方法，掌握营养液培养法培养植物的要领。
2、通过营养液培养法的实验，更加理解植物吸收矿质元素的原理。
2、通过该课题的实施，培养学生勤俭节约的美德和热爱生活，爱护环境的社会公德。
附三：白河流域自然生态环境的调查（调查研究型）
              ——调查研究设计方案
参加人员：指导教师、高二八班全体学生                   
活动地点： 南阳市宛城区姜营高效经济生态园
               姜营高效经济生态园位于鸭河水库下 游的白河之滨，河滩及堤岸周围种植了大量的白杨，成为一片茂密的防护林。林地之外是农民种植的梨园、桃园、杏园、葡萄园、竹林 、苗圃、农作物以及奶牛场。
环境特点：林地草木茂盛，空气清新、湿润，林中鸟类繁多，水资源充足，土壤肥沃，无工业污染。
生态类型：农田与森林交替生态类型
离校距离：8公里
活动内容：1、调查白河水质
          2、调查防护林中鸟类的种类
方法步骤：乘校车至姜营村，然后步行到达防护林区。活动安排：分组活动，共分四组，其中两组测水质，另                                                                  两组调查鸟类。每组8名男生，7名女生。对学生反复强 调安全第一。
水质测定：水的硬度、水中悬浮物测定，酸碱度测定。
鸟类调查：鸟类的种类、数量、食性、繁殖情况。
基本器材：PH试纸、量筒、试管、长筒袜（测悬浮物用）。
          望远镜、《中华鸟志》、记录簿、笔、简单的救护药品。
所需时间：每次3—4小时，大约需要4——5次。

附四：研究性学习课程提纲
1、 南阳盆地经济作物的调查
2、 无籽西瓜与组织培养技术
3、 收集并交流我国自然保护区的资料
4、 调查白河污染的原因及治理方案
5、 宝天曼自然保护区保护现状的调查
6、 人类基因组研究的历史、现状与未来
7、 克隆及克隆技术
8、 克隆技术、转基因生物、器官移植联合进展
9、 转基因生物利与弊的分析
10、 植物的向性实验
11、 不同光照对植物叶绿素的影响
12、 植物花粉管的观察
13、 草履虫的趋性观察
14、 性引诱剂与害虫的生物防治
15、 抗生素与细菌
16、 微生物与酸奶的制作
17、 吸烟、锻炼与心脏
18、 维生素与烹饪
19、 白色污染与垃圾浪费
20、 组织培养与脱毒红薯的培育推广
参考文献：
1、《创新与实践》                     许保中  李运升          河南人民出版社
2、《研究性学习导论》                 谢铁山  柳仲昌          中国致公出版社
3、《植物学实验》                         [美]   罗伯特·L·伯尼特.
                                         现代出版社/科文（香港）出版有限公司
4、《动物学实验》                         [美]   罗伯特·L·伯尼特.
                                        现代出版社/科文（香港）出版有限公司
5、《微生物学实验》                      [美]   罗伯特·L·伯尼特.
                                     现代出版社/科文（香港）出版有限公司
6、《昆虫学实验》                        [美]   罗伯特·L·伯尼特.
                                        现代出版社/科文（香港）出版有限公司
7、《澳大利亚生物学教学法的学习和探讨》      严鸿淇  《生物学教学》2002年第6期
8、《研究性学习中教师的指导策略》            孔庆敏  《生物学教学》2002年第5期
9、《普通高中如何实施研究性学习》        教育部基础教育司有关负责人答记者问  《中国教育报》2001年5月31日
后记：因本人水平有限，不足之处敬请各位专家批评指正。