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STEAM 视域下的生物课程构建—以高中校本选修课“植物组织培养”为例摘要：STEAM视域下高中校本选修课“植物组织培养”的开展，有助于学生从全新的角度认识生物，领略生物的特色和学科魅力，实现有意义的学习。
课程的开展为培养学生的生物学核心素养，为培养创新型人才奠定基础。
关键词：STEAM教育；植物组织培养；校本选修课1课程背景在知识经济全球化风暴下，我国乃至全球都迫切需要培养科技创新型人才。
近年来，我国对STEAM教育研究日益深入，发现STEAM教育对于培养学生的生物学核心素养有一定的促进作用。
《普通高中生物学课程标准》(2017年版2020年修订)的选修课程体系中有学业发展基础部分，其中一个模块就是植物组织培养。
且植物组织培养课程是一门融合科学、技术、工程、艺术、数学等多学科的STEAM类课程。
高中教育中开展“植物组织培养”，通过跨学科教学，有效实现拔尖创新人才培养的建设。
2课程目标“植物组织培养”课程的开发主要是为了丰富学生的理论知识，增加课程的综合性、设计性，优化教学内容，实现实践操作。
融入STEAM教育理念的“植物组织培养”从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的生物学学科核心素养，充分体现本课程的学科特点和育人价值。
通过学习本课程，激发学生主动学习、解决问题的能力，树立“尊重生命、崇尚自然、热爱生活”的人生观，为学生继续学习和走向社会打下认识和实践的基础。
3课程内容基于STEAM视域下的“植物组织培养”课程核心概念是：通过细胞、组织或器官水平上的植物组织培养技术操作，获得有用的生物体或其产品。
重要概念是：植物组织培养是在一定条件下，将离体植物细胞、组织或器官在适宜的培养条件下诱导形成愈伤组织，并重新分化，最终形成完整植株的过程[1]。
本课程根据核心概念和重要概念的要求，围绕生物学科核心素养，构建了课程安排(表1)。
表1 基于STEAM视域下的“植物组织培养”课程安排基于STEAM视域下的植物组织培养包括理论学习和实践操作。
7.植物组织培养-沪科教版选修3 现代生物科技专题教案教学背景植物组织培养是现代生物科技中重要的技术之一，通过体外培养植物细胞和组织，可实现植物的繁殖和栽培、遗传转化、新品种选育等目的。
因此，本课程旨在介绍植物组织培养的基本知识和技术，帮助学生了解其理论和应用，并掌握相应的实验操作技巧。
教学目标•了解植物组织培养的基本原理和技术流程。
•掌握植物组织培养的基本实验操作技巧。
•能独立进行植物组织培养实验，并准确记录实验结果。
•了解植物组织培养在现代生物科技中的应用及其意义。
教学重点•植物组织培养的基本原理和技术流程。
•植物组织培养的常用培养基和培养条件。
•植物组织培养的实验操作技巧和注意事项。
•植物组织培养在现代生物科技中的应用。
教学难点•培养过程中的多种问题的解决方法。
•掌握培养方法后对其进行变形和发挥。
教学方法•讲授法：介绍植物组织培养的基本知识和技术流程。
•实验演示法：展示植物组织培养实验操作步骤及注意事项。
•参与式学习法：学生参与植物组织培养实验操作，并记录结果及观察到的现象。
•讨论和思考：通过课后作业和小组讨论来深入理解植物组织培养的原理，以及其在现代科技中的应用意义。
教学内容第一部分：植物组织培养的基础理论1.植物组织培养的历史与发展。
2.植物组织培养的基本原理和技术流程。
3.植物组织培养的常用培养基及其配方。
第二部分：植物组织培养的实验操作1.材料准备和消毒处理。
2.培养基配制及其调节。
3.植物材料的处理和培养操作。
4.培养条件的控制和观察结果的记录。
第三部分：植物组织培养的应用1.植物组织培养在植物生物技术中的应用。
2.植物组织培养在农业生产中的应用。
3.新品种选育及其在国民经济中的应用。
教学设备和材料•植物组织培养器材和实验材料。
•PPT演示、黑板和白板。
教学评价•实验结果记录及实验报告的评估。
•课堂笔记记录和参与度的评估。
教学注意事项•实验操作时应注意安全，遵循实验操作规程。
•编写实验报告时应注明实验目的、方法、结果及分析结论。
7.植物组织培养-沪科教版选修3 现代生物科技专题教案一、教学目标1.了解植物组织培养的基本原理和技术流程；2.掌握植物组织培养的主要操作技能；3.感受现代生物科技对农业生产的重要作用；4.培养学生的科学探究能力和动手能力，培养科学精神。
二、教学内容1. 植物组织培养的基本原理植物组织培养是利用植物细胞在体外培养条件下的再生能力，进行人工控制的无性繁殖和遗传变异研究的细胞学技术。
其基本原理是将植物组织（体细胞、根、茎、叶片、花、胚、胚乳）移植到含有营养物质和激素的培养基中，使其细胞分裂、生长、发育和再生，进而获得高产、优质、抗病、抗逆等育种材料。
2. 植物组织培养的技术流程植物组织培养的技术流程包括材料准备、消毒处理、培养基配制、组织移植、药品添加、分离培养、鉴定筛选、扩繁调剂、移栽生长等步骤。
3. 植物组织培养的应用利用植物组织培养技术，可以实现植物无性繁殖、遗传转化、生物合成、二次代谢、细胞学分析、遗传改良等方面的应用。
目前，植物组织培养已广泛应用于农业、林业、园艺、药物生产和研究等领域。
4. 沪科教版选修3 现代生物科技专题教案的设计本教案主要包括教学目标、教学内容、教学步骤和教学评价四个部分。
其中，教学步骤包括介绍植物组织培养的基本原理、演示植物组织培养技术操作流程、讲解植物组织培养的应用领域和实践环节。
教学评价主要采用实验报告、在线调查和课堂测验等方式进行。
三、教学步骤1. 介绍植物组织培养的基本原理在课堂上，教师介绍植物组织培养的基本原理，强调其作为现代生物科技的重要组成部分，在农业生产中的应用前景。
此外，还要让学生了解植物组织培养的历史背景、技术方法和应用特点等内容。
2. 演示植物组织培养技术操作流程教师采用试管示教的方式演示植物组织培养技术操作流程，包括材料准备、消毒处理、培养基配制、组织移植、药品添加、分离培养、鉴定筛选、扩繁调剂、移栽生长等步骤。
同时，要求学生认真观察和记录演示过程，并提出问题和改进建议。
苏教版选修3现代生物科技专题《植物组织培养技术的应用》教案及教学反思一、前言1.1 教学背景现代生物科技是当今社会的热门话题，而植物组织培养技术作为其中的一种重要的技术手段，被广泛地应用于农林、园艺和医药等领域中。
在高中生物教学中，让学生了解和掌握植物组织培养技术的原理和应用具有十分重要的意义。
1.2 目标群体该教案适用于大学城市中某中学高三生物教育的教学实践，适用于 50 名学生，每个班级 25 名，为高中生物教学的选修课。
1.3 教学目标•了解植物组织培养技术的原理和应用；•掌握植物组织培养技术相关实验操作流程；•发扬科学精神，提高科学素养和实验技能。
二、教案2.1 教学内容•植物组织培养技术原理•培养基的配制和消毒•植物的无菌培养•植物的体细胞胚胎发生和愈伤组织诱导2.2 教学步骤2.2.1 授课首先，教师将通过 PPT 的方式，向学生介绍植物组织培养技术的原理和相关实验操作流程。
在学生对植物组织培养技术有了一定了解之后，教师将进行一次课堂讨论，让学生们分享自己对植物组织培养技术的看法，并针对孟德尔遗传定律和基因工程等相关实际问题进行讨论。
2.2.2 操作然后，教师将对学生进行植物组织培养技术相关的操作。
首先，教师会与学生一起准备培养基，并进行消毒；接下来，学生将进行植物的无菌培养实验，并了解植物体细胞胚胎发生和愈伤组织诱导的相关实验操作流程。
在实验操作过程中，教师将对学生的操作过程进行指导和差错纠正，并及时鼓励和表扬学生。
2.3 教学评价2.3.1 实验报告学生们在实验操作结束后，需要撰写实验报告，对自己的实验操作过程进行记录和总结。
这是对学生实验技能和科学素养的考察，同时也是对教学有效性的一种评价。
2.3.2 课堂问答教师在实验操作过程中，不仅要指导学生的操作，也要引导学生思考问题，提出自己的问题，以及对其他同学提出的问题进行回答。
这样可以促进学生之间的交流和合作，也有助于评估学生对植物组织培养技术的理解程度和实验技能。
专题2 《植物组织培养技术》一.设计思路本节课遵循《高中生物课程标准》倡导的提高生物科学素养的基本理念来设计。
植物组织培养的内容与当前生物技术热点和生产生活实际紧密相连，所以本节课应重视学生理解能力、实际应用能力的培养。
将《植物组织培养技术》的知识作为本节课的理论基础，将科学问题解决的过程作为本节课的教学主线，并通过设置一些相互衔接的问题，引导学生思考，将课堂交还给学生，让其在老师的指导下，自主地解决实际问题、获取相关知识，同时提高自身的生物学素养。
二、教学分析1、教材分析“植物细胞工程的基本技术”是人教版高中生物学教材《现代生物科技专题》(选修3)专题2“细胞工程”的内容，涉及的知识点主要有细胞的全能性、植物组织培养技术，其中植物组织培养的原理和过程是教学的重点，植物组织培养的实验是教学的难点。
2、学情分析虽然必修模块中细胞全能性、细胞分化和单倍体育种等方面的知识已为本节课的学习奠定了一定的理论基础，但是相关的实验技术难度较高、过程抽象，这就会给学生的理解带来一定的困难。
教学中应结合多媒体手段，采用创设情境、层层设疑、小组讨论等方法，让学生完成知识的自主构建，并激发他们的科学探究意识。
3、教学重点与难点分析（1）重点：细胞的全能性和植物组织培养技术（2）难点：植物组织培养技术三、教学目标1.知识目标简述细胞全能性的概念；简述植物组织培养的过程、方法和应用；2.能力目标在质疑、探究的学习过程中，培养独立思考，推理判断和创造性思维能力；通过联系农业生产实际，培养活学活用，理论联系实际的能力。
3.情感态度和价值观目标认同科学是一个不断发展的过程，激发探索生命奥秘的热情；渗透科学思想的教育，理解科学、技术、社会与环境四者之间的关系。
四、教学策略与手段本节课根据生物工程内容的特点，从引导学生从科学、技术、社会与环境四个层面进行构建，具体指导以技术操作流程为核心，在此基础上分析操作的原理（科学），分析应用（社会、环境）与技术的联系。
植物组织培养技术【教学目标】（一）知识与技能1．熟悉植物组织培养的基本过程2．理解细胞分化的概念及离体植物细胞的脱分化和再分化3．通过联系农业生产实际，培养学生活学活用，理论联系实际的能力[来源：学|科|网] （二）过程与方法归纳MS培养基的配制方法，并设计表格比较微生物培养基与MS培养基的配方的异同。
（三）情感、态度与价值观通过阅读植物组织培养技术的发展史，课下查阅植物组织培养技术在生产实践中应用的资料，关注学生科学态度的教育，拓展学生视野，感受科学技术在生产实践中的重要价值。
【教学重点】植物组织培养过程中使用的无菌技术【教学难点】植物组织培养过程中使用的无菌技术【教学方法】启发式教学【教学过程】（一）引入新课上节课我们探讨学习了如何从土壤中分离出尿素分解菌和纤维素分解微生物及其计数方法。
这节课我们来学习研究植物的组织培养技术。
（二）进行新课1．基础知识知识回顾：联系“植物细胞工程”，回答下列问题：（1）具有某种生物全套遗传信息的任何一个活细胞，都具有发育成完整个体的能力，即每个生物细胞都具有全能性。
但在生物体的生长发育过程中并不表现出来，这是因为在特定的时间和空间条件下，通过基因的选择性表达，构成不同组织和器官。
（2）植物组织培养技术的应用有：实现优良品种的快速繁殖；培育脱毒作物；制作人工种子；培育作物新品种以及细胞产物的工厂化生产等。
活动1：阅读“植物组织培养的基本过程”，讨论并完成以下问题：（1）细胞分化：个体发育中细胞在形态、结构和生理功能上出现稳定性差异的过程。
思考1细胞分化是一种持久性的变化，它有什么生理意义？使多细胞生物体中细胞结构和功能趋向专门化，有利于提高各种生理功能的效率。
（2）愈伤组织是通过细胞分裂形成的，其细胞排列疏松而无规则，高度液泡化呈无定形状态的薄壁细胞。
思考2填表比较根尖分生组织和愈伤组织的异同：植物组织培养的过程可简单表示为：活动2：阅读“影响植物组织培养的条件”，讨论并完成以下问题：材料：植物的种类、材料的年龄和保存时间的长短等都会影响实验结果。
高中生物选修课“植物组织培养技术基础”的开发实践植物组织培养是借用无菌操作方法，培育植物的离体器官、组织或细胞，使其在人工合成的培养基上，通过细胞的分裂、增殖、分化、发育，最终长成完整再生植株的过程。
这是高中生物必修的重要内容，在普通高中生物选修Ⅰ教材中也有专门的实验要求，这是生物学必修和选修教材中相互渗透的一个知识点。
但因该实验条件要求高，操作难度大，普通实验室很难开展，因此很多学校没有条件开设这个实验。
为了促进学生的全面发展，我校尝试并建立了植物组织培养实验室，并以知识拓展类选修课程的形式面向部分对生物学感兴趣的学生开设了此类课程。
该课程在我校全体生物教师的共同努力下，目前已颇见成效，本课程的开发经历了三个阶段：前期准备阶段、实践阶段、反思阶段。
前期准备阶段：建立完善植物组织培养实验室以及教材的开发由于该项实验的技术要求高，而我校专职教师缺乏相应的操作技术和经验，我们专程请来这方面的技术人员，为全体生物老师开设了植物组织培养实验的讲座和培训。
并对每位教师的实验操作进行了现场指导。
另外，《植物组织培养技术基础》课程编写组全体老师也根据省专家的修改建议，经过全体生物教师的讨论、核对、实践、最终对课程进行了相应的修改，适当突出本课程技术层面的定位以及学分认定中对实验成败的评价。
实践阶段：课程的开设和实验技能的培训植物组织培养选修课的开设。
通过教师精心设计准备，植物组织培养课程有了完整的自编教材、教案、课件。
我们也拍摄了该课程的视频录像，最终这门课程入选了浙江省普通高中选修课网络课程，而且已被评选为省级网络课程精品课程。
学生实验技能的培训。
实验课的课堂教学内容有一般的植物组织培养理论和操作技术，也有较新的研究成果和实践经验。
教师授课中注重的科学性和逻辑性，尽量做到深入浅出，藉以提高学生的理解和接受能力，提高教学的有效性。
但是由于实际条件的限制，我们只能限制学生人数，以小组为单位进行实际操作，每组学生在实验前都经过教师的培训，已经具备了基本的植物组织培养技能，能独立使用组织培养所需的主要设备、仪器、用具和药品；能配置各种培养基；能进行培养基装瓶、上盖；能进行无菌室、培养室的消毒灭菌；能使用高压蒸汽灭菌锅，熟练地进行培养基、器皿、用具的消毒灭菌，外植体的消毒灭菌；掌握了基本的无菌操作技术等。
高中植物组培课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解植物组织培养的基本原理，掌握相关术语和概念；2. 掌握植物组织培养的操作流程和技术要点；3. 了解植物组织培养在农业生产和生物技术中的应用。
技能目标：1. 能够独立完成植物组织的消毒、接种和培养操作；2. 能够正确观察、记录和分析植物组织培养过程中的现象；3. 能够运用所学的植物组织培养技术解决实际问题。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对植物组织培养技术的兴趣，激发探究欲望；2. 培养学生的动手操作能力，增强实践意识和团队协作精神；3. 增强学生对生物技术的认识，提高环保意识和责任感。
本课程针对高中年级学生的认知特点，结合植物组织培养的学科性质，以实验和实践为主，注重培养学生的动手操作能力和科学思维。
课程目标旨在使学生在掌握基本知识和技能的基础上，提高综合运用能力，激发学生对生物科学的兴趣，培养正确的价值观和态度。
通过分解课程目标为具体的学习成果，有助于后续教学设计和评估的实施。
二、教学内容1. 引言：植物组织培养的意义与应用- 植物组织培养的定义与分类- 植物组织培养在农业、林业及生物技术领域的应用2. 植物组织培养的基本原理- 细胞全能性与再生能力- 培养基成分及其作用- 培养过程的生理与分子机制3. 植物组织培养的操作技术- 培养材料的选择与处理- 培养基的配制与灭菌- 接种、培养及观察方法4. 植物组织培养实践- 植物愈伤组织的诱导与分化- 植物再生体系的建立与优化- 植物组织培养在快速繁殖、突变体筛选及遗传转化中的应用案例5. 教学实验与讨论- 实验设计、操作与结果分析- 学生分组讨论与汇报- 教师点评与总结教学内容依据课程目标进行选择和组织，确保科学性和系统性。
本课程以课本为依据，结合教学实际，安排了以上五个方面的内容。
通过本章节的学习，学生能够系统地掌握植物组织培养的基本理论和技术，培养实际操作能力，并在实践中运用所学知识解决实际问题。
