從生物學角度開展實踐活動揭秘二十四節(jié)氣

彭靜

摘要：隨著“五育”并舉和立德樹人的大力提倡，素質育人的成果是學生綜合實踐能力的體現(xiàn)。本文立足生物學視角，開展實踐活動課程，將生物學學科核心素養(yǎng)生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任充分體現(xiàn)在每一個教學環(huán)節(jié)，并在實現(xiàn)生物教學的過程中弘揚中華傳統(tǒng)文化——二十四節(jié)氣，讓學生既能從實踐活動中理解、應用生物學科知識，又能增強民族自信心和自豪感。

關鍵詞：實踐活動;生物學科核心素養(yǎng);二十四節(jié)氣;霜降

二十四節(jié)氣是我國先民通過對自然現(xiàn)象的長期觀察、探索、記錄和提煉，總結其規(guī)律形成的代代相傳的生存智慧，是偉大的中華兒女的智慧結晶。自2016年11月30日，中國申報的“二十四節(jié)氣——中國人通過觀察太陽周年運動而形成的時間知識體系及其實踐”成功入選聯(lián)合國教科文組織人類非物質文化遺傳代表作名錄后，中學語文、地理、美術和生物等學科都從自己的學科視角中挖掘并開發(fā)節(jié)氣中蘊含的課程資源，以傳承和弘揚中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。

二十四節(jié)氣是一個具有豐富內涵的龐大知識體系，它探索著時令、氣候、物候變化規(guī)律，千百年來一直指導著黃河流域的農事活動。古人以“五日為候，三候為氣，六氣為時，四時為歲，每歲二十四節(jié)氣，七十二候應”，因此節(jié)氣和候應演化成了“氣候”一詞。這其中延伸出的人與自然和諧相處的生態(tài)觀、動植物變化規(guī)律、農事生產技術、健康理念等都與生物學科有著千絲萬縷的聯(lián)系。筆者嘗試以“霜降”節(jié)氣為例，從生物學角度揭秘二十四節(jié)氣，帶領學生在實踐中感受節(jié)氣里蘊含的生物學奧秘。

一 、“霜降”節(jié)氣中生物學的切入點

草木黃落，蟲鳴消失，動物蟄伏，愈發(fā)寒冷的天氣讓大地“染”上了別樣的秋色——這是文人對霜降節(jié)氣的描述。霜降是秋季的最后一個節(jié)氣，各地氣溫陡降，古人將此節(jié)氣的特點總結為“霜降三候”：一候豺乃祭獸，二候草木黃落，三候蟄蟲咸俯。此三候語中都體現(xiàn)著動植物積極改變自身以適應寒冷環(huán)境的到來。其中，以豺狼為代表的獸類通過大量捕食、囤積食物來準備越冬，以蟄蟲為代表的具有冬眠習性的動物大多都開始進入一種不吃不動的休眠狀態(tài);而植物也在低溫到來時產生了一系列的生理變化，比如“金黃秋裝襯銀杏，丹霞恰配烏桕紅”——植物葉片顏色發(fā)生改變，打霜后的蘿卜也會變得更甜等，這些生理、行為的變化都是動植物適應霜降時節(jié)低溫到來最好的例子。此外，霜降時節(jié)人們有吃柿子，賞菊花，賞落葉，播種農作等習俗。以動植物在霜降時節(jié)表現(xiàn)出的行為特點和人們的習俗、農業(yè)生產生活為切入點開展節(jié)氣課程，是從生物學角度帶領學生揭秘二十四節(jié)氣的不二選擇。

二、結合習俗開展實踐活動揭秘二十四節(jié)氣

筆者將霜降一課在2019年10月24日開講，當天正是霜降到來之日。課堂從提前“偷”摘柿子的小故事開始，通過了解柿子成熟的時間引入霜降，介紹霜降時節(jié)黃河流域的氣候特點以及霜降時節(jié)重慶的氣候特點，從而帶領學生開啟一場神秘的霜降之旅。

筆者以時間為主線，一候為一站，將本次旅途分為三站，它們分別是第一站——豺乃祭獸，對應介紹賞菊習俗，本站運用生物學知識開展實踐活動——彩色菊的制作;第二站——草木黃落，對應介紹賞落葉習俗，本站結合重慶地域景色從生物學角度探究葉片變裝的奧秘和打霜菜變甜的原因;第三站——蟄蟲咸俯，對應播種習俗，從生物學角度探究選種的原則。

第一站豺乃祭獸，通過介紹豺狼的儲食越冬行為解釋動物對低溫環(huán)境的適應，再引用詩人對豺狼行為的描述——“風卷青云盡，空天萬里霜。野豺先祭月，仙菊遇重陽”印證此時氣候的變化，并過渡引出賞菊習俗。結合上一個節(jié)氣中“寒露三候菊有黃華”和諺語“霜打菊花開”開展以白色菊花為原料，利用植物導管的運輸功能制作彩色菊花的實踐活動。課堂中實踐活動的開展能夠極大的激發(fā)學生對生物知識的探究熱情，進一步使得學生的生物思維得到有效的培養(yǎng)。由于導管的運輸需要一定的時間，筆者要求學生用牛皮紙袋罩住菊花，等到課堂的尾聲再一起賞菊，從而讓學生對課堂充滿期待。趁此等待時間，正好過渡進入第二站。

第二站草木黃落，為本節(jié)課的核心內容。通過山城本地景色——霜降時節(jié)北碚縉云山披金裝，巫山三峽穿紅衣引入葉片變裝的奧秘。植物葉片之所以能表現(xiàn)出不同的顏色，其實與葉片中的色素含量相關。筆者提前錄制“葉綠素的提取和分離實驗”視頻，提示學生色素帶越寬表示該種色素含量越多。事實上只靠教師單純的課堂教學模式是很難把抽象的理論具體化的，因此筆者結合初中生具有從形象思維向抽象思維過渡的心理特點，利用學生的好奇心、好勝心，激發(fā)學生的探究熱情，使學生的學習心理從“要我學”轉變?yōu)椤拔乙獙W”，從而能更好達到“在做中學”的效果。為此，特意設計了“解鎖葉片變裝的奧秘”探究活動來檢驗學生是否理解色素含量的變化會導致葉片顏色的改變。此活動中包含三個任務，學生需在規(guī)定時間內獨立閱讀教材再合作完成任務，并確定代表展示結果。

其一，“綠葉任務”，思考綠葉中有多種色素，卻為何呈現(xiàn)出綠色，并利用教師提供的材料制作綠葉的色素條帶模式圖。

其二，“黃葉任務”，思考與綠葉相比，黃葉中什么色素含量減少，并制作黃葉的色素條帶模式圖。

其三，“紅葉任務”，思考與綠葉相比，紅葉中什么色素含量增多，什么色素含量減少，并制作紅葉的色素條帶模式圖。

此三個任務同時進行，這樣設計是本著以學生發(fā)展為本的理念，通過自主、合作、探究的學習方式，尊重學生的主體地位，充分調動學生積極性、主動性和創(chuàng)造性。學生展示交流時，教師追問“是什么因素導致葉綠素含量減少，又是什么因素導致花青素含量增多”，通過層層推理，強化生物學邏輯思維能力，總結出葉片變裝其實是對低溫環(huán)境的一種適應。

為了鞏固這樣的邏輯思維能力訓練，筆者用生活中的諺語“處暑高粱白露谷，霜降到了拔蘿卜”“霜打菜心甜”引發(fā)學生思考為什么霜降節(jié)氣后的蘿卜口感會更甜。再通過由表及里，由淺入深的分析得出氣溫降低后，一方面蘿卜會發(fā)生應激反應使葡萄糖含量增加，另一方面植物細胞呼吸作用減弱，糖分消耗減少，從而使得植物細胞液濃度增加。當學生在分析過程中會產生疑問：細胞液濃度增加會有利于植物抵抗低溫環(huán)境嗎？筆者播放了一個模擬實驗視頻來為學生解惑：分別將等量的0%、10%和30%濃度的蔗糖溶液放置于同一低溫條件下，一段時間后同時取出發(fā)現(xiàn)0%濃度的蔗糖溶液已結冰，10%濃度蔗糖溶液表面明顯冰晶形成，而30%濃度蔗糖溶液表面完全無冰晶形成。這樣的模擬實驗淺顯易懂，將抽象的知識具體化，充分證明液體中糖分濃度高可有效降低冰點，植物就是以這樣的低溫適應機制來預防凍害，也因此機制使得打霜后的瓜果更甜了。植物有這些特殊的生理機制來適應低溫，動物是否有特殊機制呢？從而過渡進入第三站。

第三站蟄蟲咸俯。簡單介紹蟄蟲們在霜降時開始準備咸俯，咸俯即冬眠的意思，待立春時節(jié)“蟄蟲始振”醒來活動，在秋分時節(jié)“蟄蟲坯戶”開始計劃修冬眠“住所”，這是動物們對低溫到來的適應。其實二十四節(jié)氣文化的存在一直指導著人們的農耕生活，蟄蟲咸俯時刻的人們卻并不能夠“咸俯”，此時節(jié)有哪些農業(yè)活動呢？筆者以重慶本土諺語“寒露麥子霜降豆”引出霜降時節(jié)重慶地區(qū)的農業(yè)生產活動——播種蠶豆，并以此為切入展開實踐活動——“選種播種”，要求學生從煮熟的、干癟的、飽滿的蠶豆中選擇出合適播種的蠶豆，且需說明這樣選擇的原因，并要求課后可將選出的種子進行播種，記錄種子萌發(fā)的過程。此任務的安排旨在將實踐活動從課堂上延伸至課堂后，彌補時間不足的缺陷，也給學生更多的主動探究機會。

課程的最后一個環(huán)節(jié)是欣賞同學們自制的彩色菊花和對二十四節(jié)氣這一中華傳統(tǒng)文化的歌頌。二十四節(jié)氣是世界非物質文化遺產之一，它是古老農耕文明的時間智慧，它是我們認知時令、物候的文化瑰寶，它也是我們“未完待續(xù)”的文化，它需要我們每一個中國人去傳承、去品味！最后呼吁孩子們一起做好中華文化的傳承人！本環(huán)節(jié)的設計正好契合教育部要求的落實立德樹人的根本任務，以發(fā)展學生的核心素養(yǎng)為宗旨，加強中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育，增強學生民族自信心和自豪感。

三、立足生物學科視角揭秘二十四節(jié)氣的實踐課

《教育部關于全面深化課程改革落實立德樹人根本任務的意見》中提出了培養(yǎng)中學生核心素養(yǎng)的觀點，生物學學科核心素養(yǎng)包含：生命觀念、理性思維、科學探究和社會責任。我認為要落實生物學科核心素養(yǎng)的關鍵，就在于教師要多組織以探究為特點的主動學習和實踐活動。筆者設計本堂課時，時刻以發(fā)展學生生物學學科核心素養(yǎng)為出發(fā)點：探究活動之解鎖葉片變裝的奧秘和探究“打霜菜，味兒更甜”的原因中，教師通過引導學生層層分析和推理得出葉片變裝、打霜后蘿卜更甜都是植物對低溫環(huán)境的適應機制，此環(huán)節(jié)通過科學探究活動的開展，有效訓練學生的理性思維;實踐活動之制作彩色菊和選種播種中，通過教師的提示讓學生在動手實踐后感受生命的奇跡，形成尊重生命的觀念;課堂最后環(huán)節(jié)對二十四節(jié)氣的歌頌，呼吁同學們積極成為中華傳統(tǒng)文化的傳承人，是對生物學學科核心素養(yǎng)中“社會責任”的最好踐行。

總體來說，此課程以二十四節(jié)氣為線索，融入重慶地域特征，從生物學科的視角去解讀、揭秘動植物在節(jié)氣里的變化，通過實踐活動的開展，培養(yǎng)學生的學科核心素養(yǎng)，在幫助學生形成生命觀念的同時，著重將學科核心素養(yǎng)——科學探究的培養(yǎng)貫穿其中，關注了科學思維方法的訓練，滲透了社會責任意識的教育。課程中既能體現(xiàn)出學科的深度，加深學生對生物學科知識的理解和應用，又能讓學生在課堂中感受并傳承中華民族的優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，培養(yǎng)了家國情懷，增強了民族自信心和自豪感，充分發(fā)揮了實踐課程的育人功能。

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