“調(diào)查社區(qū)、村鎮(zhèn)或?qū)W校附近淡水區(qū)域水質(zhì)”的教學設(shè)計

婁 玥 黃秋生

(浙江省德清縣高級中學 313200)

1 教材分析

本節(jié)內(nèi)容是浙科版《生物學》教材必修3第7章第3節(jié)“人類對全球環(huán)境的影響”中的一個活動性欄目。它處于必修部分的最后章節(jié)，是在學生已了解生物學必修部分知識的基礎(chǔ)上，以現(xiàn)實環(huán)境為依據(jù)，利用已有的學科知識解決實際問題的課程內(nèi)容。雖然本節(jié)內(nèi)容放在高中生物學科中，但研究對象是附近的淡水區(qū)域的水質(zhì)，是學生身邊的現(xiàn)實問題。

因此，本節(jié)課的開展不僅僅局限于生物學課堂，而是站在綜合實踐課程的出發(fā)點，培養(yǎng)學生對事物的整體認識能力及廣闊的認知視野，學會綜合性地解決問題。

2 學情分析

學生對環(huán)境污染現(xiàn)象有很多直接或間接的認識，且這些認識不僅來源于課堂，還來源于課外閱讀，包括網(wǎng)絡閱讀；不僅來源于生物學科，還來源于其他學科。同時，學生已經(jīng)具有一定的收集資料、設(shè)計方案、實施方案、得出結(jié)論和提出建議的能力。

然而，學生缺少的是應用這些能力的真實情境。在此調(diào)查過程中，學生活動會遇到一些困惑或挫折。教師對實踐活動的組織工作需要更細致，同時鼓勵學生提出觀點，積極思考和求索。

德清縣是江南水鄉(xiāng)的代表，其中京杭大運河(德清段，下同)穿越雷甸、新安和新市三鎮(zhèn)，有不少學生就居住在運河兩岸，故將其作為研究對象，更能激發(fā)學生的參與熱情。

3 教學過程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，導入新課 京杭大運河是世界上歷程最長、工程最大的古代運河，貫通南北，溝通五大水系，對南北兩岸的經(jīng)濟、文化的交流作出了重要的貢獻。京杭大運河德清段水域的水質(zhì)情況如何？讓學生簡要說一說該段水域的情況。如果要調(diào)查京杭大運河的水質(zhì)情況，需要做些什么？學生對水質(zhì)調(diào)查的方法可能是不全面的、不科學的，從而引出完成一個科學的水質(zhì)調(diào)查需要運用哪些方法。

設(shè)計意圖： 調(diào)查水質(zhì)從學生周邊的環(huán)境出發(fā)，通過創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學生的學習興趣。

3.2 討論一： 分工與采樣 根據(jù)在投影和學案中展示的京杭大運河的概略圖，完成小組分工和確定各組采樣點的分析。在小組分工時，完成兩個層面的分工： ①討論分工。包括： 發(fā)言人、記錄員和組長。各人的職責是： 發(fā)言人闡述整組觀點、記錄員記錄各個成員觀點、組長保證每個成員有發(fā)表意見的權(quán)利和義務。②調(diào)查時分工，每組根據(jù)調(diào)查方案不同進行不同的設(shè)置，如采用實驗法和調(diào)查問卷法，則需對實驗人員和調(diào)查人員進行分工。

各小組進行討論，確定采樣點。根據(jù)京杭大運河的地圖及沿岸主要工廠、養(yǎng)殖場和城鎮(zhèn)的分布，確定采集水樣的位置，并闡述理由。然后，由發(fā)言人分享本組觀點，如有小組將沿岸所有的化工廠附近流域作為比較對象；也有小組重點研究上游、中游和下游的水質(zhì)差異。

設(shè)計意圖： 小組討論及調(diào)查活動的順利開展建立在合理分工的基礎(chǔ)上，在確定采樣點上，各組會呈現(xiàn)不同的采樣點和理由。教師引導學生建立一個可操作的模型，讓學生充分發(fā)揮自己的主觀能動性。

3.3 討論二： 研究方案 在小組分工和確定采樣點的基礎(chǔ)上，設(shè)計研究方案，教師提供一些可以參考的方法供學生選擇： ①實驗法。直接數(shù)據(jù)，引導學生突破學科界限，可以采用化學、物理和地理等不同學科領(lǐng)域的知識，獲取實驗數(shù)據(jù)。提醒學生有些數(shù)據(jù)的采集可通過實驗法獲得，有些數(shù)據(jù)也可以用肉眼觀察，語言描述。間接證據(jù)，引導學生設(shè)計對照實驗說明運河水對生物的生長是否有影響，有什么樣的影響，以及確定在對照實驗中可觀測指標是什么。②文獻法。文獻法包括從書籍、報刊和網(wǎng)絡等多方面獲得的信息以及環(huán)保部門監(jiān)控數(shù)據(jù)、國家水質(zhì)標準等；③問卷或訪談法。詢問周邊的居民對水質(zhì)的看法或設(shè)計調(diào)查問卷獲取大批量的數(shù)據(jù)。④其他可采用的方法。

為了輔助學生的思考討論，教師在投影上展示京杭大運河的照片，以及教師采集的不同水質(zhì)的水樣等，給學生一些直觀體驗，促進他們思考。學生觀察京杭大運河水域的照片，觀察教師采集的運河水樣本。通過小組討論確定研究方案。由發(fā)言人陳述本組將通過什么手段，擬采集哪些直接數(shù)據(jù)，或簡述設(shè)計對照實驗的思路，或運用問卷或訪談法時需要涉及到什么問題等。

設(shè)計意圖： 運用圖片、實物給學生直觀體驗。給學生提供研究方法旨在給學生一個可采用的思路，根據(jù)小組情況協(xié)助學生完善研究過程。在實際的教學過程中，不同小組采用的研究方法略有不同，有些小組采用了血細胞計數(shù)板等生物學儀器設(shè)備研究微生物的種類和數(shù)量，另一些小組側(cè)重于采用物理、化學的方法獲取研究數(shù)據(jù)。學生在綜合運用各科目知識的能力方面遠遠超過教師的預設(shè)。

表1 某水樣數(shù)據(jù)記錄表

表2 對照實驗記錄表

3.4 討論三： 實驗記錄表的設(shè)計與實驗實施 教師提供一些實驗記錄表的實例，給學生提供一個可模仿的范例，或引導學生參考教材上的樣表確定本組的實驗記錄表。在調(diào)查實施階段，可以采用“觀察、取樣→調(diào)查、訪談→實驗研究→記錄數(shù)據(jù)、結(jié)果”的流程進行。學生小組討論設(shè)計實驗記錄表(表1、2)，明確實際調(diào)查流程，完成取樣與調(diào)查研究。

設(shè)計意圖： 以示例的形式展示實驗記錄表給學生一個模仿的范式，讓學生學會如何清楚地記錄數(shù)據(jù)。

3.5 討論四： 統(tǒng)計分析，提出建議 表3為某地高中生調(diào)查數(shù)據(jù)。引導學生通過小組討論的方式，分析數(shù)據(jù)，得出水質(zhì)是否污染的結(jié)論。并針對上述數(shù)據(jù)，提出治理建議。

表3 某地高中生調(diào)查數(shù)據(jù)

學生小組用討論的方式統(tǒng)計分析表3數(shù)據(jù)，得出水體是否污染的結(jié)論。繪成曲線圖，分析該圖得知京杭大運河的水質(zhì)是否對生物的生長造成了影響，并針對水質(zhì)污染狀況提出治理意見。

設(shè)計意圖： 提供某地學生對京杭大運河的調(diào)查數(shù)據(jù)及對照實驗的結(jié)果，旨在促進學生數(shù)據(jù)分析的能力，以及分析問題、解決問題的能力。

3.6 總結(jié)提升，拓展應用 教師提供德清縣“五水共治”的具體措施(表4)，以及“豬舍種菌菇轉(zhuǎn)產(chǎn)為‘治水’”的新聞。總結(jié)調(diào)查研究的一般流程： 小組分工，確定采樣點→確定方案，設(shè)計記錄表→調(diào)查實施→統(tǒng)計分析，得出結(jié)論→提出建議。

表4 德清縣“五水共治”措施

設(shè)計意圖： 回歸京杭大運河水質(zhì)情況，了解水質(zhì)改善措施，樹立人與自然和諧發(fā)展的哲學觀。