基于勞動教育的高中生物學探究實驗教學設計

范飛

關鍵詞：勞動教育；探究實驗；高中生物學

文章編號：1003-7586（2024）01-0033-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

習近平總書記在全國教育大會上不僅提出培養德智體美勞全面發展的社會主義建設者和接班人，第一次把勞動教育納入黨的教育方針，而且要求在學生中弘揚勞動精神，教育引導學生崇尚勞動、尊重勞動，懂得勞動最光榮、勞動最崇高、勞動最偉大、勞動最美麗的道理，期望學生長大后能夠辛勤勞動、誠實勞動、創造性勞動。2020年，《中共中央國務院關于全面加強新時代大中小學勞動教育的意見》中指出全黨全社會必須高度重視，采取有效措施切實加強勞動教育。生物學是一門自然科學，勞動實踐推動了生物學的發展，生物學理論和技術可以指導勞動生產實踐，勞動實踐與生物學的發展密切相關，相互促進。生物學具有獨特的勞動育人價值，教師應關注新教材與生產實踐的結合點，將勞動教育滲透到生物學教學當中，引導學生熱愛勞動，強化學生科學勞動的意識，樹立創造性勞動的觀念，弘揚勞動精神。筆者通過合作學習模式將勞動教育有效滲透到探究實驗中，現以“探索生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度”為例予以介紹。

1教材分析與教學思路

1.1教材分析

“探索生長素類調節劑促進插條生根的最適濃度”是人教版高中生物學選擇性必修1第5章的一個探究課題，既是學習的重點，也是教學上的難點。該探究活動是依據生長素的作用特點——在濃度較低時促進生長、在濃度過高時抑制生長，在學習了生長素的發現、生長素的生理作用之后，引導學生如何將科學理論應用于生產實踐，使學生體驗到科學研究的一般過程，同時也訓練學生將實際問題轉化成可行的實驗方案的邏輯思維能力，在加深對激素調節作用認識的同時訓練了學生的實踐探究能力。

1.2教學思路

教材中“植物生長調節劑的應用”與農業生產實踐聯系緊密，是生產實踐的基本原理原則，是生物學與勞動教育的結合點。教師可開展以農業生產為情境的探究實驗，設計5個實驗探究環節：創設情境，提出課題；問題探討，設計方案；小組合作，開展實驗；實驗分析，反思交流；課堂匯報，歸納總結。教學思路如圖1所示。實驗探究的每個環節都與勞動教育環節有機結合，讓學生在探究中感知、體會、學會和尊重勞動，實現了對學生勞動情感、勞動意志和勞動能力的培養，激發學生的勞動熱情。

2教學目標

（1）通過從生活現象中提出問題和假設；基于查閱的相關資料，設計并實施可行的實驗方案；記錄實驗數據并運用數學方法分析實驗數據；運用科學術語準確闡明實驗結果，并展開討論交流；理解預實驗的作用。

（2）通過合作及交流，逐步養成批判、創新、協作、求實的科學精神和態度；培養歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性等思維。

（3）通過探究實驗加深理解生長素在濃度較低時促進生長、在濃度過高時抑制生長的概念，進一步形成穩態與平衡觀。

（4）通過實驗活動體會生物學理論在應用到生產實踐過程中，還有許多需要探索的問題；體驗勞動的艱辛，樹立正確的勞動觀和勞動態度。

3教學過程

3.1創設情境，提出課題

教師創設情境：大蒜是日常生活中常見的蔬菜，在南方地區以秋播為主，健壯的根系是獲得優質大蒜產品（蒜苗、蒜薹等）的前提，生產中如何促進大蒜長出健壯根系呢？引導學生圍繞“探究生長素類似物促進大蒜生根的最適濃度”這一實際生活中的農業問題展開探究活動，進行探討，教師指導學生收集相關資料、上網下載相關論文閱讀分析。圍繞實踐勞動的意義開展科學探究，學生在實踐探討中不僅理解了科學探究的程序性操作，也逐漸懂得勞動的意義和價值。

3.2問題探討，設計方案

小組合作在實驗前圍繞“探究生長素類似物促進大蒜生根的最適濃度”的目的要求，提出一系列的問題：①選用哪種生長素類似物促進大蒜生根較為合適？②選用萘乙酸溶液的濃度在什么范圍內探究比較恰當？③在生根時需要控制哪些變量？④怎樣比較生長素類似物作用的大小？⑤植物生根培養用沙培法還是水培法？小組同學針對以上問題查找相關資料，進行討論，在正式實驗前進行了預實驗摸索實驗條件，再根據預實驗的結果，設計正式實驗方案。

3.3小組合作，開展實驗

3.3.1實驗過程

根據學生查詢的資料分析確定使用萘乙酸作為生長素類似物，稱取萘乙酸配制成10^-2mol/L的萘乙酸母液備用。正式實驗前學生已經進行資料查找并進行了預實驗，用以確定有效生根的大致范圍，保證萘乙酸溶液稀釋濃度的合理范圍，以免造成不必要的浪費。預實驗設置了3個濃度梯度。預實驗數據如表1所示。

預實驗表明大蒜在10^-3mol/L濃度的萘乙酸處理下未生根，10^-7mol/L左右可能出現促進大蒜生根的最適濃度，因此正式實驗的濃度可以設置在10^-12～10^-3mol/L濃度區間。

正式實驗操作如下：將萘乙酸母液進行逐級梯度稀釋，分別配制成10^-12～10^-3mol/L濃度區間的萘乙酸溶液（每個濃度梯度間相差10倍），置于廣口瓶中備用。取11個燒杯備用，給燒杯貼上編號及濃度標簽，分別向燒杯中注入蒸餾水（濃度為0）或上述溶液1cm深，將選取好的相同大小的大蒜瓣的基部向下放置到燒杯內，注意使大蒜瓣基部浸泡到溶液中，浸泡24 h后取出蒜瓣，然后將蒜瓣放置在試管口（試管內裝有蒸餾水，且蒜瓣基部接觸液面），置于25℃的室溫下，每天定時對實驗裝置進行觀察和管理，用滴管將蒸餾水滴入試管至試管口，保證蒜瓣基部始終能接觸液面。上述實驗設置2個重復組（每組5顆大蒜鱗莖，取生根數量的平均值）。每天觀察并記錄大蒜的生根數量。

3.3.2實驗結果

從實驗的第3天開始就發現10^-12～10^-6mol/L濃度處理過的蒜瓣基部開始長出數量不等的根原基。而10^-3mol/L、10^-4mol/L濃度處理過的蒜瓣基部不生根，用蒸餾水處理的對照組蒜瓣基部長出少量根。實驗的第5天，學生對蒜瓣基部根數量和長度進行統計。數據統計如表2所示。

從實驗數據可以看出用蒸餾水作為對照處理的大蒜是能長出一定數量的根系的，用10^-3mol/L、10^-4mol幾濃度萘乙酸處理過的大蒜生根數量小于蒸餾水處理的對照組，用10^-12～10^-6mol/L濃度萘乙酸處理對大蒜生根表現為促進作用，實驗數據表明在10^-10mol/L濃度時促進作用最強。不同萘乙酸濃度下的生根情況可見圖2。

學生圍繞如何做的問題，在真實綜合的任務中從基本的程序開始學習。教師引導學生關注細節和重視操作行為，強化規范意識、質量意識和專注品質，使學生在經歷完整的勞動過程中學會勞動。

3.4實驗分析，反思交流

學生根據實驗結果和分析可以看出用10^-3mol/L、10^-4mol/L濃度萘乙酸處理對大蒜生根有抑制作用，用10^-5mol/L濃度處理和清水的對照處理生根數量接近，用10^-12～10^-6mol/L濃度的處理對大蒜生根有不同程度的促進作用。實驗表明10^-10mol/L濃度萘乙酸是促進大蒜生根的最適濃度，且很好地反映出生長素具有在濃度較低時促進生長、在濃度過高時抑制生長的作用特點。引導學生在實踐探究活動后進行總結、交流，促進學生形成反思交流的習慣，使學生體會到科學指導實踐勞動，并從實踐勞動中總結出科學規律，從而在勞動中獲得成長。

3.5課堂匯報，歸納總結

學生小組合作完成基于真實農業生產情境的科學實踐探究活動后，進行小組總結分析并選出代表在課堂上分享本小組的活動感想。學生分享感想的過程不僅能提升其語言組織和口頭表達能力，還能讓其他同學從榜樣中領悟到勞動精神和優良品質，激發學生的勞動熱情。

4教學反思

教師采用學生小組合作學習的方法開展基于真實農業生產情境的探究實驗教學，探究實驗活動從查找資料、實驗準備、實驗操作到實驗數據整理和分析、課堂分享都是在教師引導下，學生全程動手動腦完成的，活動時間需一周，與常規課堂實驗相比時間久、難度大，對教師和學生都是新的嘗試和挑戰。探究實驗教學遵循教育規律，注重手腦并用、安全適度，強化實踐體驗，讓學生親歷勞動過程，提升育人實效性。在探究實驗活動中，學生不僅培養了學習生物學的興趣，還提高了生物學的科學思維能力和運用理論知識解決生產勞動實際問題的能力，學生全程自主動手實驗更提升了勞動素養，讓學生感受到了勞動的崇高和艱辛，喚起了學生尊重勞動、踐行勞動、崇尚勞動的社會責任感，促進“五育并舉”，落實立德樹人的根本任務。