“雙減”背景下高中生物實踐性作業的設計

萬 荔

(江蘇省鹽城市東臺市安豐中學,江蘇 鹽城 224221)

在“雙減”政策不斷推進的大環境下,作為課堂的延伸,作業設計對于課堂知識學習的鞏固與深化起著重要作用.生物實踐性作業是有意識地將觀察、實驗,調查、研究等多角度融合起來,促使學生在探索性的實踐體驗中,深化知識理解,進而促進知識遷移以及不斷培養個人動手操作等多元探究能力.這就要求教師在積極響應“雙減”政策的大前提下,聚焦作業設計的“內容與形式”,關注作業的“時長、目標、難度”等多方面因素,提高實踐作業設計的質量,幫助學生真正實現“減負增效”,更好地發揮實踐性作業的育人功能.

1 著眼調查類作業,延拓思維

調查類實踐作業是指引導學生有意識地在學習中、生活中發現問題,借助相應的實際調查與研究,進一步分析問題,通過多元主體以及多種途徑逐步解決問題的作業設定.在作業完成的動態過程中,學生充分發揮主體的地位和作用,在實際問題調查與解決中充分應用所學的知識,不斷總結與反思,逐步延拓個人的學科思維.

以蘇教版高中生物必修二第三章《生物的變異》第三節《關注人類遺傳病》一課的教學為例.首先,教師可為學生設置一個生物話題,在已提供調查主題下,層層優化作業設計,逐步培養學生發現問題、提出問題、解決問題、反思問題的能力.在本單元中,教師可選擇遺傳學中常見的“紅綠色盲”這一話題,讓學生就這一遺傳現象展開調查.研究在家族三代人中,患有紅綠色盲的家庭成員情況.調查類實踐作業的開展,可以采用以小組為單位作業模式,在設計完調查表格的基礎之上,確定作業展開的多樣調查方式,明確各個成員的分工情況.在此過程中,可以讓學生先從身邊的人問起,以自己和朋友的家庭作為例子,詢問“你是否有紅綠色盲?你的父母是不是有紅綠色盲?你父母的父母紅綠色盲的情況分析又是怎樣的?”為了進一步擴大實驗的典型性以及普遍性,教師可以引導學生記錄多組數據,并采用“問卷調查”等多種線上調查的方式,進一步擴大調查信息的獲取,并有意識地記錄、歸納、分析數據[1].隨后,教師可以讓學生選擇利用各種數據分析圖來分析數據,并引導學生自我提出“我的爸爸媽媽是色盲,我一定是色盲嗎?我不是色盲,我的爸爸媽媽可能是色盲嗎?”等一系列的問題,讓學生更加仔細地觀察數據,并有意識地將數據進行歸納總結.關于此次作業調查類的小組成員會發現,紅綠色盲只有“是”或者“不是”兩種遺傳表現方式.如果將不是紅綠色盲標記成與A染色體有關;是紅綠色盲,或者說是紅綠色盲的隱性基因標記成a染色體,那么有關遺傳基因父母雙方的排列組合則為“AA、Aa、aa”三選二相互配對,教師可以讓學生針對父母雙方為“Aa、Aa”類,即父母雙方紅綠色盲基因各有一個顯性和隱性基因,進行深層次的系統調查與研究,探究遺傳病產生的概率.人類遺傳病的種類繁多,負面影響嚴重.在調查類研究作業的最后環節,教師可以向學生詢問有沒有什么預防解決的方法?“近親不能結婚”“婚前檢查預防后代有不必要疾病的產生”等等,學生在調查感悟與分享中,結束此次調查作業.但應注意此類涉及倫理的作業,要強調學生應保持足夠尊重和非歧視的態度,并要特別注意面對面調查時的語氣,使其在提升個人調查分析能力的同時,不斷提高個人生命觀念等核心素養.

2 關注研究類作業,重構認知

研究類作業更側重于引導學生就某一生物現象、生物原理或者生物規律展開一定操作性的實驗探究.關于研究類作業設計,教師可以就單元主題的開展系統化地為學生進行知識梳理,讓學生在研究的動態變化過程中,不斷重構個人認知,鼓勵其融入個人對生物知識的理解,不斷增強作業的反饋形式.

例如,在蘇教版高中生物必修一第二章第三節《物質進出細胞的運輸方式》這一課時的重要知識點是有關細胞質膜的選擇透過性.針對這一知識點,教師可以相應地布置一個有關“植物細胞的質壁分離”的實踐研究作業,在課后教師可以組織集體完成.教師可以先為學生準備好所需的實驗材料,如:鮮嫩的洋蔥鱗片、顯微鏡、刀片、蓋玻片、0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水等.接著,教師可以先讓學生思考,在已有的實驗材料中,學生應該如何設計實驗完成研究?考慮到一個人的研究能力有限,可以采用小組合作的方式.“關于研究項目所提到的質壁分離,實際上與細胞的失水、吸水現象有關.”“失水和吸水的話,主要是和內外界的濃度差有關,也許我們可以把0.3 g/mL的蔗糖溶液稀釋一下.”在學生的討論中,大體的實驗步驟已經成型.教師可以先引導學生制作需要研究觀察的臨時標本,在這一研究環節中,部分學生會選擇洋蔥鱗片葉的內表皮,這時教師可以讓小組間相互討論,是外表皮更好,還是內表皮更好?以此促進學生在自我糾錯中不斷進步[2].接著,學生需要制作載玻片,先用低倍鏡觀察原始狀態下鱗片葉外表皮細胞,注意紫色大液泡的相對大小及其細胞質的分布情況.接著在蓋玻片的一端滴加0.3 g/mL的蔗糖溶液,另一側用吸水紙吸引,重復多次,使細胞整體浸潤在溶液中.一段時間后,讓學生在低倍鏡與高倍鏡的轉換中,及時觀察原先紫色液泡和細胞質膜之間的變化,會明顯發現此時液泡開始收縮,周圍的細胞質膜明顯呈現,此時已經呈現質壁分離現象.研究到這里,肯定會有學生提出疑惑:“我再加點水,細胞可不可以變回原先的狀態呢?”為了滿足學生的疑惑,可進一步深化研究,在蓋玻片的另一側滴入清水,重復之前引流的步驟.這時,學生會發現原先的紫色液泡正在緩慢恢復擴大,逐漸至初始狀態.由此進一步得出“洋蔥鱗片葉外表皮不僅存在質壁分離的現象,在一定的條件下還可以復原”.針對以上的研究發現,教師可以讓學生進一步提問“所有的植物細胞都可以在質壁分離后復原嗎?”“動物細胞可以質壁分離嗎?”“換成其他高濃度溶液研究可不可以成功?”針對學生以上問題的提出,教師可以將其作為拓展類作業,讓學生有選擇性地完成.

逐漸打破傳統“看題、做題”的作業形式,在豐富學生個人作業體驗的同時,不斷鞏固知識,鼓勵學生在作業完成與學習提升的過程中,融入個人的思考以及實踐,不斷提高研究分析能力,系統重構思維認知,在減負的前提下提質增效,綜合發展學科核心素養.

3 創編交叉類作業,遷移應用

交叉類作業是指引導學生在作業完成與問題解決的過程中,有意識地遷移各學科的知識點,同時進行二次應用與創作,進而在思維上有新的創造.通過不同學科的知識整合,學生不斷培養個人的跨學科思維方式,鍛煉個人遷移應用與創新創造的雙重能力,引導學生將所學的知識和技能應用到實際情境中,促進學生綜合發展.

例如,在高中生物必修一第三章第三節《細胞呼吸——能量的轉化和利用》的教學中,教師可以抓住“能量的轉化和利用”這一關鍵詞,為學生布置一個交叉類的實踐作業.教師可以先讓學生就“能量”這一話題,發散思維,整合多學科的知識要素.這時,學生會很容易想到物理學中的“能量守恒”定律.接著教師可以讓學生在作業本上劃分三個區域,首先讓學生在第一個區域寫下有關物理學中所涉及的“能量守恒定律”,即“在一個封閉(孤立)系統的總能量保持不變”這一知識概念.借助物理中學生熟悉的概念進一步引出本次生物作業任務中有關“能量轉化和利用概念”的知識點.除了物理界所涉及的動能、勢能等機械能,生物領域細胞和生物體必須做功才能生存和自我繁殖,其細胞內發生的合成反應,都需要能量的推動.在作業本的第二區域內則需要學生翻看教科書,總結概括有關“細胞呼吸的能量轉化與利用”的相關知識內容.主要聚焦于理清ATP即能量在細胞的無氧呼吸和有氧呼吸兩種條件下的產生方式和條件.理論知識所涉及的主要是借助物理學中“能量是守恒的”這一共性知識的啟發,理解并記憶有氧呼吸“C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量”和無氧呼吸“C6H12O6+酶→2C3H6O3(乳酸)+能量”“C6H12O6+酶→2C2H5OH (乙醇)+2CO2+能量”這兩個反應.在作業本的第三區域,教師可以為學生進一步補充生物和物理學科中有關“能量觀”更加緊密的關系的例子,例如“當細胞進行有氧呼吸時,糖類物質會經歷糖酵解和三羧酸循環的過程.在這些過程中,細胞內的化學能會轉化為線粒體內膜上電子傳遞鏈中的電能,然后轉化為ATP中的能量,同時也會釋放出熱能.所謂能量不過是從一種形式轉化為另一種的形式,不會憑空產生或者消失.[3]”當然還可以加入化學的相關知識,進行更深入的整合分析,幫助學生在作業的最后,深化學科交叉學習的融合觀,不斷培養學生個人的遷移應用能力,促進學生多學科間主動聯系思考學習的內驅力.

高中生物實踐作業中有關交叉類作業的創編,其在提升學生生物認知能力的同時,進一步厘清生物學科與其他學科之間的關聯性,將多學科的知識融合起來,不斷鍛煉自身跨學科的應用思維以及遷移能力.

4 結束語

高中生物的實踐性作業具有重要的價值.在“雙減”的大背景下,教師要善于在日常的教學實踐中反思總結,結合實際的教學情況,進一步加大有關高中生物實踐作業的優化力度,把握好實踐作業育人功能.通過作業類型、內容、形式等多種角度的豐富,促進學生實踐思維的拓展以及學生綜合素養的全面提高.