拓展課堂生態(tài)實(shí)踐，增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)認(rèn)識(shí)

張墨謙

1 背景介紹

隨著教育改革的深化發(fā)展，翻轉(zhuǎn)課堂、基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)等教學(xué)模式也更廣泛地應(yīng)用于課堂教學(xué)之中。與此同時(shí)，由于選課的差異，學(xué)生對(duì)課堂教學(xué)的需要和對(duì)學(xué)科內(nèi)容感興趣程度的差異也日益明顯。在這種情況下，如何讓教學(xué)更適合學(xué)生的需求、讓學(xué)生更主動(dòng)的參與到學(xué)習(xí)的過(guò)程中，無(wú)疑對(duì)教師的課堂活動(dòng)設(shè)置提出了要求。

在生物學(xué)教學(xué)中，生態(tài)學(xué)的相關(guān)內(nèi)容和學(xué)生的生活體驗(yàn)緊密相關(guān)。學(xué)生不僅可以從日常新聞里接觸到生物多樣性保護(hù)的相關(guān)報(bào)道，也可以偶爾體會(huì)到生態(tài)環(huán)境破壞導(dǎo)致的不利后果如沙塵暴、水華等，還可以在生活中看到“既要金山銀山，也要綠水藍(lán)天”等寄托人們對(duì)美好生態(tài)環(huán)境期望的標(biāo)語(yǔ)。類似的生活體驗(yàn)為學(xué)生深入學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)、培養(yǎng)科學(xué)認(rèn)知搭建了一個(gè)很好的橋梁。但由于原生態(tài)環(huán)境減少、生境破碎化等原因，學(xué)生接觸到自然生態(tài)系統(tǒng)的時(shí)間非常有限，而且大多數(shù)情況下，這些生態(tài)系統(tǒng)里的物種較為單一。在這樣的背景下，如何充分利用現(xiàn)有資源，設(shè)計(jì)學(xué)生動(dòng)手活動(dòng)、增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識(shí)，就需要教師設(shè)計(jì)科學(xué)并且相對(duì)應(yīng)的教學(xué)活動(dòng)。教師可以從拓寬課堂實(shí)踐項(xiàng)目的思考深度和應(yīng)用范圍的角度進(jìn)行嘗試，設(shè)計(jì)不同的教學(xué)活動(dòng)。

2 教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)舉例

2.1 拓展課堂實(shí)踐思考深度

植物多樣性調(diào)查由于不受活動(dòng)區(qū)域限制、方便操作等原因，可以被用于教學(xué)活動(dòng)?？紤]到教學(xué)時(shí)間等因素，在實(shí)施這項(xiàng)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，常常先由教師進(jìn)行考察、確定實(shí)踐地點(diǎn)、采樣地點(diǎn)、樣方大小之后，在課堂中由學(xué)生實(shí)際動(dòng)手開(kāi)展調(diào)查，并進(jìn)行比較、分析和討論。

學(xué)生實(shí)地考察的過(guò)程也是植物多樣性調(diào)查的一部分，教師可以在完成調(diào)查的基礎(chǔ)上，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)需求適當(dāng)設(shè)置一些問(wèn)題，幫助學(xué)生進(jìn)行拓展性學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)整個(gè)調(diào)查進(jìn)行一定的反思。這些反思也可以針對(duì)調(diào)查自身。如教師可以讓學(xué)生回憶總結(jié)：在實(shí)際操作過(guò)程中有沒(méi)有遇到什么困難？是怎樣應(yīng)對(duì)的？如何確定成片分布草本植物的個(gè)體數(shù)目？被遮蓋住的草本植物是否需要計(jì)算數(shù)目？樣方邊界上的植物是否需要計(jì)算數(shù)目？……在不同小組給出各自的應(yīng)對(duì)方法之后，教師可以引導(dǎo)學(xué)生比較分析：此次調(diào)查得到的數(shù)據(jù)里是否存在誤差？如果存在的話，對(duì)調(diào)查結(jié)果有什么影響？如果再次進(jìn)行調(diào)查的話，有沒(méi)有可以減小實(shí)驗(yàn)誤差的改進(jìn)方法？

與此同時(shí)，教師也可以提出一些和調(diào)查相關(guān)的知識(shí)性問(wèn)題，讓學(xué)生在分析課本內(nèi)容后并結(jié)合實(shí)際調(diào)查過(guò)程來(lái)作答。如什么是采樣？在進(jìn)行生物多樣性調(diào)查的時(shí)候，這樣做的優(yōu)勢(shì)何在？在實(shí)際采樣的過(guò)程中，怎樣確定樣方的大小和數(shù)目？怎樣確定樣方的位置，是隨機(jī)選取還是按照一定的規(guī)則？調(diào)查校園植物多樣性和調(diào)查森林公園植物多樣性，兩個(gè)調(diào)查實(shí)際的操作方法一致嗎？如果不一致，調(diào)查方法的差異在哪里？導(dǎo)致差異的原因是什么？

此外，教師還可以針對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與活動(dòng)的積極度，向?qū)W生提出針對(duì)研究方法及其應(yīng)用的值得深度思考的問(wèn)題。例如，本次調(diào)查更側(cè)重于物種多樣性中的豐富度還是均勻度？如果需要從另一個(gè)角度分析物種多樣性，可以采用什么樣的方法？樣方法可以用來(lái)調(diào)查動(dòng)物多樣性嗎？為什么？樣方法還可以用于測(cè)量反映植物生長(zhǎng)狀況的其它指標(biāo)嗎？標(biāo)記重捕法可以估測(cè)動(dòng)物的種群數(shù)量，它可以用于測(cè)量動(dòng)物多樣性嗎？如果需要調(diào)查一個(gè)區(qū)域的生物多樣性，需要怎樣操作？我國(guó)的生物多樣性是否存在一定的變化趨勢(shì)，是否可用已經(jīng)學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋？

2.2 拓展課堂實(shí)踐項(xiàng)目的應(yīng)用范圍

生態(tài)系統(tǒng)是初中生命科學(xué)課程中重要的概念之一，通過(guò)制作微型生態(tài)瓶可以模擬和外界只有能量交流的封閉生態(tài)系統(tǒng)。在高中階段，教師可以通過(guò)拓展生態(tài)瓶的應(yīng)用范圍，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步探究學(xué)科知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知。

比如，教師可以讓學(xué)生根據(jù)自己的偏好，制作模擬不同類型生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)瓶，在此基礎(chǔ)上幫助學(xué)生更好地理解生境的概念和生態(tài)系統(tǒng)多樣性的有機(jī)組成部分。如果對(duì)生態(tài)瓶進(jìn)行恰當(dāng)?shù)脑O(shè)置，學(xué)生可以觀察到土壤顆粒和植物根系的交互作用、植物群落調(diào)節(jié)瓶?jī)?nèi)水循環(huán)并影響瓶?jī)?nèi)小氣候的過(guò)程。

與此同時(shí)，教師還可以指導(dǎo)學(xué)生對(duì)生態(tài)瓶進(jìn)行人為干擾，觀測(cè)人類活動(dòng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)及生物多樣性的影響。比如人為破壞生態(tài)瓶中部分生境后，學(xué)生可以觀察棲息地破壞對(duì)動(dòng)植物生存的直接影響，也可以通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)看到棲息地破壞對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的影響。再如，泡騰片遇水可產(chǎn)生二氧化碳，通過(guò)向生態(tài)瓶中加入泡騰片粉末，可以引導(dǎo)學(xué)生比較水生生態(tài)系統(tǒng)和陸生生態(tài)系統(tǒng)對(duì)二氧化碳含量增加的不同反應(yīng)、測(cè)量增強(qiáng)的溫室效應(yīng)，并引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合課本知識(shí)分析現(xiàn)象背后產(chǎn)生的原因。

此外，教師還可以嘗試引導(dǎo)學(xué)生用生態(tài)瓶分析解決實(shí)際問(wèn)題，如通過(guò)生態(tài)瓶設(shè)計(jì)沙漠治理方案。除此之外，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生將生態(tài)瓶的設(shè)計(jì)過(guò)程和其它學(xué)科的學(xué)習(xí)內(nèi)容聯(lián)系起來(lái)，如生態(tài)瓶材質(zhì)如何影響瓶?jī)?nèi)外能量的傳遞等。

3 討論

當(dāng)然，在實(shí)際開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，也有很多細(xì)節(jié)需要教師注意。如，在舉辦植物多樣性調(diào)查反思時(shí)，課堂交流時(shí)間以多長(zhǎng)為宜？該在什么時(shí)候給學(xué)生反思問(wèn)題，是當(dāng)堂提問(wèn)、以作業(yè)的形式預(yù)先給出、還是兩者結(jié)合？在遇到有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題時(shí)，是否需要給出一定提示？如何綜合評(píng)價(jià)學(xué)生的調(diào)查、分析、討論和交流過(guò)程，并給學(xué)生以恰當(dāng)反饋？

此外，在開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)時(shí)，教師還需要注意培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。如在利用生態(tài)瓶開(kāi)展實(shí)驗(yàn)觀測(cè)時(shí)，教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考：怎樣設(shè)置對(duì)照組？怎樣保證實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性、公平性？怎樣確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可測(cè)量性？如果進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，有哪些需要事項(xiàng)？