模型與建模在“居家”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

摘要：生物學(xué)核心素養(yǎng)之一是“科學(xué)思維”，而“模型與建模”方法是科學(xué)思維的重要組成部分。“模型與建模”不僅可以運(yùn)用于課堂學(xué)習(xí)中，在“重大公共衛(wèi)生事件”期間，還可以作為設(shè)置綜合實(shí)踐課程的有效方法，通過(guò)合理設(shè)置“居家”實(shí)驗(yàn)，為學(xué)生的“居家”生活增添一抹亮色。

關(guān)鍵詞：模型與建模;綜合實(shí)踐課程

一、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路

（一）理論分析

“模型與建模”幾乎在高中生物的每一節(jié)課中都會(huì)涉及到，可見，建模能力應(yīng)該是每個(gè)高中生都必備的能力，在設(shè)置實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中經(jīng)常應(yīng)用這一方法，能進(jìn)一步深化學(xué)生對(duì)于“模型與建模”的認(rèn)識(shí)。

（二）背景分析

重大公共衛(wèi)生事件對(duì)世界造成前所未有的影響，給人類帶來(lái)更多風(fēng)險(xiǎn)與不確定性，在其面前，最重要的就是保障生命安全，為了切斷感染源頭，各個(gè)國(guó)家陸續(xù)關(guān)閉校園，開始在線教育。在過(guò)去的三個(gè)月里，不同國(guó)家地區(qū)，開展了前所未有的全校性、全市性、甚至全國(guó)性的在線教學(xué)。

（三）學(xué)情分析

在這場(chǎng)線上課程的大潮中，對(duì)教育工作者而言既是挑戰(zhàn)，也是機(jī)遇。線上授課期間，同學(xué)們面對(duì)無(wú)休止的線上任務(wù)、線上作業(yè)和線上評(píng)講，沒有老師的面對(duì)面指導(dǎo)、同學(xué)們的陪伴，當(dāng)最初的新鮮感褪去之后，疲憊感和孤獨(dú)感襲來(lái)，提不起學(xué)習(xí)興趣的學(xué)生們亟需一系列“非常規(guī)”課程重新激活思維，這就給我們安排“居家”綜合實(shí)踐活動(dòng)提供了良機(jī)。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)課程，幫助學(xué)生養(yǎng)成正確價(jià)值觀，成為一個(gè)主動(dòng)服務(wù)他人、服務(wù)社會(huì)的人。通過(guò)“模型與建模”方法制定實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生挖掘問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。通過(guò)完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力，培養(yǎng)學(xué)生的抗挫能力和運(yùn)用綜合技能解決實(shí)驗(yàn)中復(fù)雜問(wèn)題的能力。

三、實(shí)驗(yàn)過(guò)程

（一）實(shí)驗(yàn)過(guò)程模型圖

（二）具體內(nèi)容

1、背景引入：

教師活動(dòng)：教師為學(xué)生提供參與此次重大公共衛(wèi)生事件中醫(yī)護(hù)人員的感人事跡。

學(xué)生活動(dòng)：聆聽事跡，并樹立正確的價(jià)值觀。

設(shè)計(jì)意圖：在這場(chǎng)沒有硝煙的戰(zhàn)爭(zhēng)中，醫(yī)護(hù)人員是主力軍，他們是學(xué)生們的榜樣，呼吁同學(xué)們向他們學(xué)習(xí)，使學(xué)生初步體悟個(gè)人成長(zhǎng)與職業(yè)世界、社會(huì)進(jìn)步、國(guó)家發(fā)展和人類命運(yùn)共同體的關(guān)系，強(qiáng)化對(duì)中國(guó)共產(chǎn)黨的認(rèn)識(shí)和感情，進(jìn)而樹立正確的價(jià)值觀。

2、制定方案：

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生利用“模型與建模”方法完成適合自己家庭的獨(dú)一無(wú)二的清潔方案，并從多角度進(jìn)行引導(dǎo)，角度分別為試劑選擇、操作手段、步驟順序等。

學(xué)生活動(dòng)：完成教師布置的任務(wù)，收集家中現(xiàn)有的清潔試劑，并通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)確定是否進(jìn)行試劑混合。通過(guò)與父母交流和文獻(xiàn)記載，選擇不同的操作手段和步驟順序，最終制定好適合于自己家庭清潔的探究性實(shí)驗(yàn)方案。

設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、深入挖掘問(wèn)題的能力。通過(guò)問(wèn)題驅(qū)動(dòng)，促使同學(xué)們從中國(guó)知網(wǎng)等網(wǎng)站查閱資源，進(jìn)而解決“試劑單一使用和混合使用”、“雜亂無(wú)章擦拭和規(guī)則擦拭”、“先清水后清潔劑和先清潔劑后清水”的清潔方案等問(wèn)題。

3、實(shí)施方案：

教師活動(dòng)：引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立或與父母共同完成實(shí)驗(yàn)，并且在學(xué)生實(shí)施實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中給予必要的線上支持。

學(xué)生活動(dòng)：積極完成實(shí)驗(yàn)。前期探究定位實(shí)驗(yàn)：將切片面包，橫三縱三，切成16塊，用面包塊擦拭家庭中的衛(wèi)生死角，完成后將粘有“臟東西”的面包片放在溫暖潮濕的地方，每天進(jìn)行觀察，記錄面包塊的長(zhǎng)菌狀態(tài)。篩選出長(zhǎng)菌最多的面包片，該面包片對(duì)應(yīng)的區(qū)域就是進(jìn)行后期多組平行實(shí)驗(yàn)的區(qū)域。后期多組平行實(shí)驗(yàn)：在前期實(shí)驗(yàn)挑選出的區(qū)域中實(shí)施多組平行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生自己方案中所設(shè)置的與試劑選擇、操作手段、步驟順序有關(guān)的內(nèi)容，實(shí)施分組實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)完成實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)遇見多種多樣的問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的抗挫能力和綜合運(yùn)用技能解決實(shí)驗(yàn)中復(fù)雜問(wèn)題的變通能力。

4、數(shù)據(jù)分析：

教師活動(dòng)：為同學(xué)們提供“居家”實(shí)驗(yàn)記錄表格，培訓(xùn)學(xué)生如何記錄觀察到的菌體特征及時(shí)間節(jié)點(diǎn)。為學(xué)生提供數(shù)據(jù)分析軟件，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析培訓(xùn)。

學(xué)生活動(dòng)：完成數(shù)據(jù)處理，在處理數(shù)據(jù)的過(guò)程中深化知識(shí)，思考本實(shí)驗(yàn)是否有考慮不周之處，是否需要補(bǔ)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)數(shù)據(jù)分析，培養(yǎng)學(xué)生使用不同軟件收集數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)的能力。

5、成果應(yīng)用：

教師活動(dòng)：引導(dǎo)實(shí)驗(yàn)效果顯著的部分學(xué)生，將實(shí)驗(yàn)報(bào)告冊(cè)向成果報(bào)告進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在這一過(guò)程中引導(dǎo)學(xué)生多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，盡量減少實(shí)驗(yàn)誤差，并提煉出使用手冊(cè)。鼓勵(lì)學(xué)生將自己研究成功的“居家”清潔方案共享給社區(qū)或?qū)W校。

學(xué)生活動(dòng)：積極探索，積極整理，積極推廣，成為一個(gè)主動(dòng)服務(wù)他人、服務(wù)社會(huì)的有社會(huì)擔(dān)當(dāng)?shù)娜恕?/p>

設(shè)計(jì)意圖：希望學(xué)生成為主動(dòng)服務(wù)他人、服務(wù)社會(huì)的人，并能理解并踐行社會(huì)公德，提高社會(huì)服務(wù)能力。

四、教學(xué)反思

在“居家”期間推出的這一系列課程獲得了同學(xué)們的廣泛歡迎。

對(duì)學(xué)生而言，該課程不僅能有效提高學(xué)生的自我衛(wèi)生意識(shí)，在本課題實(shí)施過(guò)程中由于材料收集復(fù)雜、方案制定波折、平行實(shí)驗(yàn)眾多，培養(yǎng)了學(xué)生的耐心和抗挫能力。

對(duì)家庭而言，學(xué)生親自制定方案和實(shí)際操作，并通過(guò)自己家庭中現(xiàn)有的各種清潔試劑進(jìn)行消毒，進(jìn)而探究出適合自己家庭的獨(dú)一無(wú)二的清潔方案，隨后通過(guò)勞動(dòng)，打造衛(wèi)生干凈的家庭，使自己與家人的關(guān)系更為融洽，并且感恩父母，通過(guò)勞動(dòng)體會(huì)父母平時(shí)對(duì)家庭的辛勤付出。

對(duì)社會(huì)而言，居家不外出，就是普通人在面對(duì)重大公共衛(wèi)生事件時(shí)作出的最大貢獻(xiàn)。重大公共衛(wèi)生事件為學(xué)生們平常忙碌的學(xué)習(xí)生活按下暫停鍵，我們的課程可以為學(xué)生的“居家”生活增添一抹色彩，讓學(xué)生的“居家”生活仍然充滿正能量。

隨后，在同學(xué)們?cè)夥窒淼幕A(chǔ)上，幫助同學(xué)們將效果比較好的“居家”清潔方案，應(yīng)用于開校后的校園清潔中。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪祝兵.用兩套實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)“pH對(duì)過(guò)氧化氫酶的影響”實(shí)驗(yàn)[J].生物學(xué)教學(xué)，2020（3），41-42.

作者簡(jiǎn)介：劉占英，女，漢族，河北省景縣，理學(xué)碩士，單位：成都市龍泉中學(xué)校。