以生物研究性學(xué)習(xí)活動為載體培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科關(guān)鍵能力
——以“探訪家鄉(xiāng)古樹名木”生物研究性學(xué)習(xí)活動為例

湯曉梅 （江蘇省常州市金壇區(qū)華羅庚實驗學(xué)校 江蘇常州 213200）

以生物研究性學(xué)習(xí)活動為載體培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科關(guān)鍵能力
——以“探訪家鄉(xiāng)古樹名木”生物研究性學(xué)習(xí)活動為例

湯曉梅 （江蘇省常州市金壇區(qū)華羅庚實驗學(xué)校 江蘇常州 213200）

結(jié)合初中生物研究性學(xué)習(xí)的真實案例：以探訪家鄉(xiāng)古樹名木為例，探討如何在生物研究性學(xué)習(xí)活動中培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀；歸納與演繹、模型建構(gòu)、批判性思維；觀察與提出問題、方案設(shè)計與實驗、結(jié)果分析與表達；保護環(huán)境、健康生活這些生物學(xué)科關(guān)鍵能力。

生物學(xué)科 研究性學(xué)習(xí) 學(xué)科關(guān)鍵能力

1 生物研究性學(xué)習(xí)活動的特點

以研究性學(xué)習(xí)活動的形式，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科關(guān)鍵能力，既符合中學(xué)生的認(rèn)知特點，又順應(yīng)大生命科學(xué)教育的潮流。與傳統(tǒng)生物（學(xué)）教學(xué)相比，有以下特點：

首先是實踐性。生物本來就是一門自然科學(xué)，學(xué)習(xí)方式是注重生物實踐性的，而研究性學(xué)習(xí)也是一種實踐性較強的教育教學(xué)活動。實踐轉(zhuǎn)變學(xué)生單一的課堂上以知識傳授為基本方式、以知識結(jié)果的獲得為直接目的的學(xué)習(xí)活動，強調(diào)多樣化的實踐性學(xué)習(xí)，如探究、調(diào)查、訪問、勞動實踐等。因而，生物研究性學(xué)習(xí)活動課程比其他任何課程都更強調(diào)學(xué)生對實際活動過程的親歷和體驗。學(xué)生是通過實踐的方式來獲得經(jīng)歷和體驗的。生物課程的實踐活動，是生物研究性學(xué)習(xí)的基本學(xué)習(xí)方式。

其次是開放性。生物研究性學(xué)習(xí)活動強調(diào)超越生物（學(xué)）教材、課堂和學(xué)校的局限，在活動時空上更向自然環(huán)境、學(xué)生的生活領(lǐng)域和社會活動領(lǐng)域延伸，密切學(xué)生與自然、生命、生活的聯(lián)系。其活動目標(biāo)和內(nèi)容具有開放性。

最后是綜合性。生物研究性學(xué)習(xí)活動要求活動的設(shè)計和實施要尊重學(xué)生在生活世界中的各種關(guān)系及其處理這些關(guān)系的已有經(jīng)驗，運用已有生物學(xué)知識，通過綜合實踐活動來展開。從內(nèi)容上來說，研究性學(xué)習(xí)活動的主題范圍主要包括了學(xué)生與自然、生命、生活等基本問題；無論什么活動主題，其設(shè)計和實施都必須體現(xiàn)個人、社會、自然的內(nèi)在整合。但是它不是幾門學(xué)科簡單綜合而成的活動，而是以科學(xué)研究為主的課題研究活動。

2 以“探訪家鄉(xiāng)古樹名木”生物研究性系列活動為例培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科關(guān)鍵能力的幾點做法

古樹名木，據(jù)我國有關(guān)部門規(guī)定，一般樹齡在百年以上的大樹即為古樹；而那些樹種稀有、名貴或具有歷史價值、紀(jì)念意義的樹木則可稱為名木。名木古樹有八大價植：生態(tài)價值、經(jīng)濟價值、景觀價值、文化價值、歷史價值、科研價值、開發(fā)價值、旅游價值，所以值得我們?nèi)パ芯俊⒄崭咧猩飳W(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，以2年來帶學(xué)生開展的“探訪家鄉(xiāng)古樹名木”生物研究性學(xué)習(xí)活動為例，詳細(xì)闡述在這個系列活動中如何培養(yǎng)初中生生物學(xué)科關(guān)鍵能力的。

2.1 培養(yǎng)生命觀念中的關(guān)鍵能力：結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀

2.1.1 了解“家鄉(xiāng)古樹名木”的名稱，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能觀

在現(xiàn)實生活中,“名片”起到介紹身份、提供信息、加強聯(lián)系的作用。家鄉(xiāng)的古樹名木美化了人們的環(huán)境。人們在享受自然，身心得到放松的同時，常常因不了解這些植物的名稱、特征等而爭論不休。于是，筆者決定帶領(lǐng)學(xué)生為家鄉(xiāng)的古樹名木掛上“名片”，讓自己和他人在閑暇游賞中了解這些古樹名木的名稱、分類、用途，以及內(nèi)在的文化價值。例如，學(xué)生在活動中了解到栓皮櫟這種樹之所以叫栓皮櫟是因為其栓皮層特別發(fā)達，它是少數(shù)幾種可以大面積剝?nèi)淦び糜谥谱鞲邫n葡萄酒的瓶塞和隔音板等的樹種，這與學(xué)生課堂內(nèi)學(xué)到不能剝樹皮，否則樹會因為破壞了樹皮中的篩管而無法運用有機物，最終導(dǎo)致死亡的知識相沖突。學(xué)生抓住了這個問題進行研究，結(jié)果得出栓皮櫟特別的莖的結(jié)構(gòu)決定了它有這樣的再生功能，從而又一次驗證了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。

2.1.2 觀察“家鄉(xiāng)古樹名木”生態(tài)環(huán)境，培養(yǎng)進化與適應(yīng)觀。

王羲之在《蘭亭集序》中寫道：“此地有崇山峻嶺，茂林修竹，又有清流激湍，映帶左右……是日也，天朗氣清，惠風(fēng)和暢。仰觀宇宙之大，俯察品類之盛，所以游目騁懷，足以極視聽之娛，信可樂也。”按照現(xiàn)代生物學(xué)的專用術(shù)語來說，學(xué)生在“俯察品類之盛”時就不僅是像古代先賢們在與大自然的交往中，認(rèn)識它們，了解它們，而是已經(jīng)不自覺地構(gòu)建生物學(xué)概念：這些生物在幾千年中不斷進化，以備適應(yīng)不斷改變的環(huán)境。比如，學(xué)生發(fā)現(xiàn)茅山上一株千年枸骨，因周圍生長出許多高大的楓楊樹，遮擋了它所需要的陽光，搶占了它需要的雨露，導(dǎo)致其生長不良。大家都爭相討論：要不要將周圍的樹砍掉?也有人認(rèn)為，千年枸骨也許已經(jīng)適應(yīng)了這樣的環(huán)境，人為的干擾會否給它帶來更大的傷害。

2.2 培養(yǎng)理性思維中的關(guān)鍵能力：歸納與演繹、模型建構(gòu)、批判性思維

2.2.1 編寫“家鄉(xiāng)古樹名木”書籍，培養(yǎng)學(xué)生的歸納與演繹

學(xué)生在探訪了所有在冊登記的家鄉(xiāng)古樹名木后，決定共同編寫《家鄉(xiāng)古樹名木》一書，讓更多的人認(rèn)識這些珍貴的植物。在編寫過程中，發(fā)現(xiàn)零散的單個植物介紹沒有系統(tǒng)性，于是鼓勵學(xué)生按一定的標(biāo)準(zhǔn)進行分類介紹。比如按植物生長環(huán)境分水生、陸生；按是否原生地外來物種、本地物種；按植物分類學(xué)科、屬；按用途分藥用、食用、觀賞……這樣的分類實際上是一種歸納與演繹。

2.2.2 開展“家鄉(xiāng)古樹名木”種植，培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)

七年級上學(xué)期的生物教學(xué)涉及到大量植物，教師上課時不能光有理論，還要有實踐。學(xué)校支持我們生物研究性學(xué)習(xí)活動，特開辟了一塊土地，教師便帶領(lǐng)學(xué)生開展種植“家鄉(xiāng)古樹名木”中的櫸樹、樟樹、桂花等活動。以上的種植讓學(xué)生們真切的感受到植物一生的生長情況：種子萌發(fā)、根莖葉的生長、開花與結(jié)果。在四季的輪回中，學(xué)生不僅踐行了王陽明先生提倡的“知行合一”，更重要的收獲是建構(gòu)了高等開花植物的一生的生長模型：種子萌發(fā)→根莖葉的生長→開花結(jié)果。

2.2.3 測算“家鄉(xiāng)古樹名木”年齡，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維

課堂上學(xué)到通過數(shù)木質(zhì)部年輪的方法測算樹的年齡，但這種方法最大的弊端是必須砍樹。如何測算一棵繼續(xù)活下去的樹的年齡呢?教師補充并帶領(lǐng)學(xué)生用數(shù)樹枝的方法對小樹苗，而且還要是實生苗，估猜它的年齡。可學(xué)生們對大樹的年齡更感興趣，他們通過查閱資料，并請教園林部門專家，了解到目前常用四種方法：CT掃描法（最高大上，世界領(lǐng)先）、C14同位素法（國內(nèi)常用，且我國華東地區(qū)目前只有上海園林局才有，江蘇的古樹都是上海專家來鑒定的）、生物錐鉆法（最常用，也取樣數(shù)年輪）、地方史記載佐證法。這個四方法都超越了他們現(xiàn)在的能力，看來沒有戲了！就在此時，有同學(xué)們反應(yīng)，金壇建昌有棵老槐樹，當(dāng)?shù)乩习傩諅髡f有千年之久了，在常州古樹名木登記表中記錄為名500年，這是真的嗎?學(xué)生們對此有了批判性思維，因為有學(xué)生探訪現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，這棵老槐樹是刺槐，又叫洋槐，一個“洋”字暴露了它本來就是個外來物種，而什么時候才傳入我國的呢?學(xué)生們又查閱資料發(fā)現(xiàn)：它原生于北美洲，現(xiàn)被廣泛引種到亞洲、歐洲等地。19世紀(jì)末引入中國，黃河、淮河流域廣泛栽培，多見于平原及低山丘陵地區(qū)。據(jù)陳嶸《中國樹木分類學(xué)》（1937年版）記載：“洋槐，我國在德人侵占膠州后開始植栽，現(xiàn)早蒼翠成林，故青島有‘洋槐半島’之稱。”不久，刺槐（即洋槐）由青島推廣到全省、全國，成為我國經(jīng)濟樹種之一。也就是說，那棵樹很可能最多只有100多年。

2.3 培養(yǎng)科學(xué)研究中的關(guān)鍵能力：觀察與提出問題、方案設(shè)計與實驗、結(jié)果分析與表達

教師以拍攝“家鄉(xiāng)古樹名木”的活動來闡述如何培養(yǎng)觀察與提出問題、方案設(shè)計與實驗、結(jié)果分析與表達三個關(guān)鍵能力。

今年有一位學(xué)生就在清明、谷雨、立夏這三個節(jié)氣期間，每隔五天，在每天中的同一時間：下午五點，觀察并拍攝同一株山麻桿葉的生長和變色情況。作品拍攝完，便提出了一個問題：山麻桿在生長過程中葉的變色與哪些因素有關(guān)?同學(xué)們從學(xué)過的生物學(xué)知識出發(fā)提出各自的猜想：與基因有關(guān)；與光照時間和強度有關(guān)；與溫度高低有關(guān)；與土壤酸堿度有關(guān)……基于學(xué)生的拍攝觀察，提出上述問題，作出許多假設(shè)與猜想，一切顯得那么自然，那么水到渠成。

有了問題和猜想，怎么能不動手設(shè)計實驗?接下來學(xué)生通過控制變量設(shè)計了一系列對照實驗。其中一個比較好操作的實驗是控制其它條件不變，改變光照時間：對照組在模擬自然條件下，每天山麻桿接受的光照時間越來越長；實驗組則人為改變成每天山麻桿接受的光照時間越來越短。目前方案已經(jīng)制訂完成，只等明年春天開始付緒行動。

期待明年在許多實驗的基礎(chǔ)上進行分析，得出結(jié)論，用探究實驗報告的形式表達出來。

2.4 培養(yǎng)社會責(zé)任中的關(guān)鍵能力：保護環(huán)境、健康生活

2.4.1 宣傳“家鄉(xiāng)古樹名木”的保護，培養(yǎng)學(xué)生保護環(huán)境意識

家鄉(xiāng)的古樹名木不僅僅是珍貴的物種資源，更是金壇歷史文化活見證。筆者動員全校學(xué)生用鏡頭和文字記錄“身邊的古樹名木”，以一株古樹、一段光陰、一個傳說為線索，增加市民以及社會各界對家鄉(xiāng)古樹名木的了解，增強人們的保護意識，弘揚生態(tài)文化，為“國家森林城市，綠色生態(tài)家園”做出自己的貢獻。在活動中學(xué)生親眼目睹了一棵千年枸骨的生長環(huán)境非常不理想，面臨瀕死，令人擔(dān)憂，更談不上開發(fā)利用這些不可復(fù)制的遺產(chǎn)。最后大家決定給政府相關(guān)部門寫一份保護它們的建議書，以政協(xié)提案的形式提交并督促執(zhí)行。

2.4.2 尋找“家鄉(xiāng)古樹名木”的藥用價植，培養(yǎng)學(xué)生健康生活的觀念。

為了讓學(xué)生對家鄉(xiāng)古樹名木對應(yīng)的植物的藥用價植有感性認(rèn)識，筆者利用許多學(xué)生家長在中醫(yī)院工作的有利條件，讓學(xué)生走進藥房，尋找“家鄉(xiāng)古樹名木”的藥用價植。學(xué)生們不僅知道了許多古樹名木對應(yīng)的植物都是常用中藥成分，還了解到這些中藥可以治療相關(guān)疾病，并且發(fā)現(xiàn)許多疾病都與不健康的生活習(xí)慣有關(guān)，最后樹立健康生活的觀念。

3 結(jié)束語

3.1 意義

以生物研究性學(xué)習(xí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科關(guān)鍵能力，不僅可以提高學(xué)生對生物學(xué)習(xí)的興趣，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，拓展學(xué)習(xí)視野，使生物教學(xué)出現(xiàn)了質(zhì)的變化，新型的教學(xué)模式、教學(xué)關(guān)系、學(xué)習(xí)方法、評價體系正在顯現(xiàn)，學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力得到了進一步培養(yǎng)和發(fā)展，自我動手獲取知識的學(xué)習(xí)方式逐步深入人心。

3.2 注意事項

學(xué)以致用是生物研究性學(xué)習(xí)的重要特點之一。研究性學(xué)習(xí)所要解決的問題一般都是具體的、具有一定社會意義的問題，但研究性學(xué)習(xí)的著眼點不在于掌握與理解多少知識，而在于培養(yǎng)能力的基礎(chǔ)上把重心放在對學(xué)科知識與技能的應(yīng)用上，要讓學(xué)生充分運用科學(xué)知識去解決生物學(xué)科領(lǐng)域的實際問題。

G633.91

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文件編號：1003-7586(2017)10-0046-03