植物汁液的探寶之旅

徐暉

“植物汁液的探寶之旅”是蘇州青少年科技館推出的科學(xué)課程之一，對(duì)接小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)“生命科學(xué)”領(lǐng)域中“人，植物、環(huán)境之間存在著相互依存的關(guān)系”，以植物汁液為主線，以探究式、引導(dǎo)式的學(xué)習(xí)方式，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、講故事、變魔術(shù)、做實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)，使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生對(duì)知識(shí)探究的興趣，使他們學(xué)會(huì)從觀察、記錄中得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，獲得直接經(jīng)驗(yàn)，并能與他人交流分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)討論形成集體觀點(diǎn)。本活動(dòng)可以讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)植物，喜歡植物，培養(yǎng)學(xué)生熱愛大自然的情感，同時(shí)養(yǎng)成科學(xué)飲食的習(xí)慣。

活動(dòng)目標(biāo)

◇科學(xué)知識(shí)目標(biāo)：學(xué)會(huì)植物汁液的提取方法;了解植物汁液在酸堿溶液中會(huì)呈現(xiàn)不同的顏色;認(rèn)識(shí)植物汁液中的花青素和維生素C;了解植物與我們生活之間的聯(lián)系。

◇科學(xué)探究目標(biāo)：引導(dǎo)學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)認(rèn)知沖突，激發(fā)探究興趣;引導(dǎo)學(xué)生完成比較完整的探究計(jì)劃;引導(dǎo)學(xué)生在觀察、記錄等實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證猜想。

◇科學(xué)態(tài)度目標(biāo)：引導(dǎo)學(xué)生嘗試用不同方法、不同材料完成科學(xué)探究，體驗(yàn)創(chuàng)新樂(lè)趣;培養(yǎng)學(xué)生分工協(xié)作、多人合作進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的能力;引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)分享觀點(diǎn)。

◇科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境目標(biāo)：了解植物與人們生活相互影響，相互依存的關(guān)系;認(rèn)識(shí)到好奇心是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力。

活動(dòng)內(nèi)容

課程包括植物汁液的提取和扎染，判斷植物汁液酸堿性，認(rèn)識(shí)植物汁液中花青素和維生素C的成分，檢測(cè)維生素C及營(yíng)養(yǎng)分析等學(xué)習(xí)內(nèi)容。課程應(yīng)用了豐富的科學(xué)原理，體現(xiàn)了生命科學(xué)、工程設(shè)計(jì)、物質(zhì)科學(xué)等多學(xué)科交叉。

植物王國(guó)的色彩

科技輔導(dǎo)員通過(guò)展示青團(tuán)、南瓜餅等各類糕團(tuán)，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么這些食品有不同的顏色。學(xué)生利用手中的材料，動(dòng)手實(shí)踐，體會(huì)植物中存在汁液的現(xiàn)象，并思考怎么樣才能提取植物的汁液。學(xué)生在科技輔導(dǎo)員的引導(dǎo)下發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、思考問(wèn)題和解決問(wèn)題，并對(duì)探究情況作總結(jié)和討論。學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)紗布可以染上顏色，從而了解植物汁液的染色功能，然后再親自動(dòng)手創(chuàng)作出一件扎染作品，并對(duì)作品進(jìn)行展示和評(píng)價(jià)。

這個(gè)活動(dòng)利用食物引起學(xué)生的好奇心，用視頻等方法讓學(xué)生對(duì)植物汁液產(chǎn)生興趣，進(jìn)而進(jìn)行有效的自主探究?；顒?dòng)充分發(fā)揮了學(xué)生的想象力和動(dòng)手能力，讓學(xué)生深入了解了植物汁液的用途，了解了人類與植物的相互關(guān)系，激發(fā)了學(xué)生熱愛大自然、保護(hù)大自然的情感。

會(huì)變色的花

活動(dòng)通過(guò)趣味魔術(shù)和科學(xué)家的發(fā)明故事，激發(fā)學(xué)生動(dòng)手探究的熱情。學(xué)生分組提取植物汁液，觀察和認(rèn)識(shí)植物汁液在酸堿溶液中的變色現(xiàn)象，嘗試像科學(xué)家一樣通過(guò)實(shí)踐發(fā)現(xiàn)酸堿指示劑。通過(guò)發(fā)現(xiàn)花青素的小故事，讓學(xué)生了解生活中的花青素，揭示植物汁液遇酸堿溶液變色的實(shí)質(zhì)。學(xué)生還通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試自己喜歡的食物和家庭常用物質(zhì)的酸堿性，加深對(duì)酸堿指示劑的認(rèn)識(shí)。

這個(gè)環(huán)節(jié)的活動(dòng)讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的探究實(shí)驗(yàn)，經(jīng)歷基于實(shí)證的探究過(guò)程，培養(yǎng)他們的團(tuán)隊(duì)合作精神。通過(guò)活動(dòng)，學(xué)生初步認(rèn)識(shí)到花青素是使某些植物汁液遇酸堿溶液變色的原因，花青素在不同酸堿狀態(tài)下呈現(xiàn)不同的顏色，所以植物汁液可以作為酸堿指示劑。通過(guò)自制酸堿指示劑，使學(xué)生認(rèn)識(shí)生活中一些常見物質(zhì)的酸堿性，讓化學(xué)知識(shí)為生活服務(wù)。

蔬果對(duì)對(duì)碰

科技輔導(dǎo)員通過(guò)表演小魔術(shù)吸引學(xué)生的注意力，激發(fā)他們的興趣，并引出維生素C這一話題。通過(guò)一系列蔬果汁和淀粉、碘酊溶液混合的小實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀明了地感受蔬果汁中維生素C的存在。通過(guò)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，學(xué)生認(rèn)識(shí)到蔬菜不耐久煮，不同的食物加工方法也不同，要為食物找到一種適合的烹調(diào)方式。

這個(gè)環(huán)節(jié)活動(dòng)引發(fā)了學(xué)生的好奇心，調(diào)動(dòng)了他們的積極性，激發(fā)了他們探究的欲望?？萍驾o導(dǎo)員積極引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法，安排實(shí)驗(yàn)步驟，制訂探究計(jì)劃，培養(yǎng)他們科學(xué)的實(shí)證態(tài)度，并引導(dǎo)學(xué)生提出自己的看法，辨證分析，從不同角度思考問(wèn)題。通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，鍛煉了學(xué)生的團(tuán)結(jié)協(xié)作動(dòng)力及動(dòng)手能力，讓他們學(xué)會(huì)簡(jiǎn)單的現(xiàn)象分析，并體驗(yàn)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神。

創(chuàng)新點(diǎn)與亮點(diǎn)

把科學(xué)概念的學(xué)習(xí)作為一種手段而不是目的此項(xiàng)目與小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)科核心概念“了解生物體的主要特征，以及生物體與環(huán)境的相互作用，初步了解植物與人的相互關(guān)系”對(duì)接，也涉及跨學(xué)科概念“基于所學(xué)知識(shí)，從事物的結(jié)構(gòu)、功能、變化及相互關(guān)系等角度提出可探究的科學(xué)問(wèn)題”。

采用5E教學(xué)法 根據(jù)受眾年齡、學(xué)情特點(diǎn)，通過(guò)展示不同顏色的糕點(diǎn)、會(huì)變色的花、趣味小魔術(shù)等直觀現(xiàn)象，讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突;引導(dǎo)學(xué)生嘗試用不同方法、不同材料完成植物汁液的提取、酸堿溶液測(cè)試、維生素C大探秘等實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行科學(xué)探究，體驗(yàn)創(chuàng)新樂(lè)趣;培養(yǎng)學(xué)生分工協(xié)作、多人合作的探究學(xué)習(xí)能力，并讓他們學(xué)會(huì)分享彼此的想法。

開展以工程設(shè)計(jì)、問(wèn)題解決為主線的綜合實(shí)踐活動(dòng)讓學(xué)生親歷設(shè)計(jì)-實(shí)施-驗(yàn)證-改進(jìn)-交流的工程設(shè)計(jì)和問(wèn)題解決過(guò)程，自然而然地形成跨學(xué)科的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，將多學(xué)科知識(shí)應(yīng)用到具體的問(wèn)題解決之中，有助于對(duì)學(xué)生跨學(xué)科綜合能力的培養(yǎng)。

總結(jié)與思考

“植物汁液的探寶之旅”不僅是探知識(shí)的寶庫(kù)，更是一場(chǎng)對(duì)學(xué)習(xí)方式、探究能力的探寶體驗(yàn)。通過(guò)對(duì)學(xué)校教師、家長(zhǎng)和學(xué)生的調(diào)查問(wèn)卷反饋情況，大家對(duì)活動(dòng)的總體滿意度為100%。但在項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)了以下兩方面問(wèn)題。

學(xué)校與科技館的教學(xué)側(cè)重點(diǎn)有差異

同為施教者，由于課堂時(shí)間的限制，學(xué)校教師更關(guān)注學(xué)生知識(shí)與能力的掌握程度，以及對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)、時(shí)長(zhǎng)的把控，上課必須嚴(yán)控時(shí)間，所以不得不壓縮實(shí)驗(yàn)時(shí)間或者討論環(huán)節(jié)。而在科技館開展活動(dòng)，時(shí)間比較自由，對(duì)于在實(shí)驗(yàn)中遇到的問(wèn)題，科技輔導(dǎo)員可以組織學(xué)生充分展開討論。通過(guò)觀察和訪談，科技館內(nèi)的活動(dòng)更能讓學(xué)生盡興體驗(yàn)。

探究性學(xué)習(xí)與預(yù)期效果有差距

在教學(xué)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生對(duì)動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)特別感興趣，但是驗(yàn)證、改進(jìn)、交流等環(huán)節(jié)進(jìn)行得不是特別順暢?？赡苁怯捎诨趯?shí)驗(yàn)的探究在學(xué)?？茖W(xué)教育中很少用到，所以學(xué)生在探究環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)茫然不知所措的情況，需要科技輔導(dǎo)員不斷啟發(fā)和引導(dǎo)，耗時(shí)較長(zhǎng)?？茖W(xué)素養(yǎng)的形成是長(zhǎng)期的，探究性學(xué)習(xí)是科學(xué)教育中有效的學(xué)習(xí)方式，但是探究活動(dòng)具有不可預(yù)見性，主要是由于學(xué)生個(gè)體間的知識(shí)水平和思維能力的差異導(dǎo)致，這也決定了科技輔導(dǎo)員在教學(xué)過(guò)程中不可以放任學(xué)生完全自主探究，而是要以目標(biāo)為導(dǎo)向，啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行自主探究。