“調查社區、村鎮或學校附近淡水區域水質”的教學設計

婁 玥 黃秋生

(浙江省德清縣高級中學 313200)

1 教材分析

本節內容是浙科版《生物學》教材必修3第7章第3節“人類對全球環境的影響”中的一個活動性欄目。它處于必修部分的最后章節，是在學生已了解生物學必修部分知識的基礎上，以現實環境為依據，利用已有的學科知識解決實際問題的課程內容。雖然本節內容放在高中生物學科中，但研究對象是附近的淡水區域的水質，是學生身邊的現實問題。

因此，本節課的開展不僅僅局限于生物學課堂，而是站在綜合實踐課程的出發點，培養學生對事物的整體認識能力及廣闊的認知視野，學會綜合性地解決問題。

2 學情分析

學生對環境污染現象有很多直接或間接的認識，且這些認識不僅來源于課堂，還來源于課外閱讀，包括網絡閱讀；不僅來源于生物學科，還來源于其他學科。同時，學生已經具有一定的收集資料、設計方案、實施方案、得出結論和提出建議的能力。

然而，學生缺少的是應用這些能力的真實情境。在此調查過程中，學生活動會遇到一些困惑或挫折。教師對實踐活動的組織工作需要更細致，同時鼓勵學生提出觀點，積極思考和求索。

德清縣是江南水鄉的代表，其中京杭大運河(德清段，下同)穿越雷甸、新安和新市三鎮，有不少學生就居住在運河兩岸，故將其作為研究對象，更能激發學生的參與熱情。

3 教學過程

3.1 創設情境，導入新課 京杭大運河是世界上歷程最長、工程最大的古代運河，貫通南北，溝通五大水系，對南北兩岸的經濟、文化的交流作出了重要的貢獻。京杭大運河德清段水域的水質情況如何？讓學生簡要說一說該段水域的情況。如果要調查京杭大運河的水質情況，需要做些什么？學生對水質調查的方法可能是不全面的、不科學的，從而引出完成一個科學的水質調查需要運用哪些方法。

設計意圖： 調查水質從學生周邊的環境出發，通過創設情境，激發學生的學習興趣。

3.2 討論一： 分工與采樣 根據在投影和學案中展示的京杭大運河的概略圖，完成小組分工和確定各組采樣點的分析。在小組分工時，完成兩個層面的分工： ①討論分工。包括： 發言人、記錄員和組長。各人的職責是： 發言人闡述整組觀點、記錄員記錄各個成員觀點、組長保證每個成員有發表意見的權利和義務。②調查時分工，每組根據調查方案不同進行不同的設置，如采用實驗法和調查問卷法，則需對實驗人員和調查人員進行分工。

各小組進行討論，確定采樣點。根據京杭大運河的地圖及沿岸主要工廠、養殖場和城鎮的分布，確定采集水樣的位置，并闡述理由。然后，由發言人分享本組觀點，如有小組將沿岸所有的化工廠附近流域作為比較對象；也有小組重點研究上游、中游和下游的水質差異。

設計意圖： 小組討論及調查活動的順利開展建立在合理分工的基礎上，在確定采樣點上，各組會呈現不同的采樣點和理由。教師引導學生建立一個可操作的模型，讓學生充分發揮自己的主觀能動性。

3.3 討論二： 研究方案 在小組分工和確定采樣點的基礎上，設計研究方案，教師提供一些可以參考的方法供學生選擇： ①實驗法。直接數據，引導學生突破學科界限，可以采用化學、物理和地理等不同學科領域的知識，獲取實驗數據。提醒學生有些數據的采集可通過實驗法獲得，有些數據也可以用肉眼觀察，語言描述。間接證據，引導學生設計對照實驗說明運河水對生物的生長是否有影響，有什么樣的影響，以及確定在對照實驗中可觀測指標是什么。②文獻法。文獻法包括從書籍、報刊和網絡等多方面獲得的信息以及環保部門監控數據、國家水質標準等；③問卷或訪談法。詢問周邊的居民對水質的看法或設計調查問卷獲取大批量的數據。④其他可采用的方法。

為了輔助學生的思考討論，教師在投影上展示京杭大運河的照片，以及教師采集的不同水質的水樣等，給學生一些直觀體驗，促進他們思考。學生觀察京杭大運河水域的照片，觀察教師采集的運河水樣本。通過小組討論確定研究方案。由發言人陳述本組將通過什么手段，擬采集哪些直接數據，或簡述設計對照實驗的思路，或運用問卷或訪談法時需要涉及到什么問題等。

設計意圖： 運用圖片、實物給學生直觀體驗。給學生提供研究方法旨在給學生一個可采用的思路，根據小組情況協助學生完善研究過程。在實際的教學過程中，不同小組采用的研究方法略有不同，有些小組采用了血細胞計數板等生物學儀器設備研究微生物的種類和數量，另一些小組側重于采用物理、化學的方法獲取研究數據。學生在綜合運用各科目知識的能力方面遠遠超過教師的預設。

表1 某水樣數據記錄表

表2 對照實驗記錄表

3.4 討論三： 實驗記錄表的設計與實驗實施 教師提供一些實驗記錄表的實例，給學生提供一個可模仿的范例，或引導學生參考教材上的樣表確定本組的實驗記錄表。在調查實施階段，可以采用“觀察、取樣→調查、訪談→實驗研究→記錄數據、結果”的流程進行。學生小組討論設計實驗記錄表(表1、2)，明確實際調查流程，完成取樣與調查研究。

設計意圖： 以示例的形式展示實驗記錄表給學生一個模仿的范式，讓學生學會如何清楚地記錄數據。

3.5 討論四： 統計分析，提出建議 表3為某地高中生調查數據。引導學生通過小組討論的方式，分析數據，得出水質是否污染的結論。并針對上述數據，提出治理建議。

表3 某地高中生調查數據

學生小組用討論的方式統計分析表3數據，得出水體是否污染的結論。繪成曲線圖，分析該圖得知京杭大運河的水質是否對生物的生長造成了影響，并針對水質污染狀況提出治理意見。

設計意圖： 提供某地學生對京杭大運河的調查數據及對照實驗的結果，旨在促進學生數據分析的能力，以及分析問題、解決問題的能力。

3.6 總結提升，拓展應用 教師提供德清縣“五水共治”的具體措施(表4)，以及“豬舍種菌菇轉產為‘治水’”的新聞。總結調查研究的一般流程： 小組分工，確定采樣點→確定方案，設計記錄表→調查實施→統計分析，得出結論→提出建議。

表4 德清縣“五水共治”措施

設計意圖： 回歸京杭大運河水質情況，了解水質改善措施，樹立人與自然和諧發展的哲學觀。