中英高中生物學(xué)教材“探究插枝生根的影響因素”實(shí)驗(yàn)的比較與啟示

應(yīng)曉屹

摘要 以浙科版高中生物學(xué)教材和英國(guó)Pearson Education Limited出版的IB課程高中生物學(xué)教材的“探究插枝生根的影響因素”實(shí)驗(yàn)為例，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)討論這4個(gè)方面展開比較分析，以期為高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。

關(guān)鍵詞 高中生物學(xué)教材 探究插枝生根的影響因素 比較

中圖分類號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017版）》強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)課程的特點(diǎn)，也是生物學(xué)教學(xué)的基本形式之一。課程內(nèi)容中的教學(xué)活動(dòng)有一部分就是實(shí)驗(yàn)教學(xué)，它是促成學(xué)生達(dá)到生物學(xué)科核心素養(yǎng)的重要支撐。

浙科版高中生物教科書《必修3.穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》（以下簡(jiǎn)稱浙科版）的第一章第一節(jié)，英國(guó)Pearson Educa-tion Limited出版的IB課程高中生物學(xué)教材《PearsonBaccalaureate Standard Level Biology》（ 2014年第2版，以下簡(jiǎn)稱英版教材）第三章第五節(jié)，均設(shè)置了“探究插枝生根的影響因素”這一實(shí)驗(yàn)，其中均包括了控制自變量、收集和處理測(cè)量數(shù)據(jù)以及依據(jù)數(shù)據(jù)繪制曲線圖等活動(dòng)。這些活動(dòng)是培養(yǎng)學(xué)生掌握科學(xué)探究方法的重要環(huán)節(jié)。

下面以兩種教材的“探究插枝生根的影響因素”實(shí)驗(yàn)為例，從實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)討論4個(gè)方面展開比較分析，以期為高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供參考。

1 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的比較

1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡谋容^

浙科版的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰疤骄?，4-D對(duì)插枝生根的作用”，教材中沒(méi)有給出具體的2，4-D濃度，需要自行設(shè)計(jì)。實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，不同的小組使用不同的濃度范圍，全班呈現(xiàn)濃度梯次變化，最后尋找出促進(jìn)插枝生根的最適濃度。

英版教材的實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖恰疤骄坎逯ι挠绊懸蛩亍?，提示學(xué)生需要考慮的影響因素有：激素的種類（如赤霉素、生長(zhǎng)素或乙烯）、非生物因素（如光照、溫度和水分）、培養(yǎng)插枝的基質(zhì)種類（如土壤、沙子、瓊脂或水）、插枝上有無(wú)葉等。由于影響因素較多，學(xué)生會(huì)被分成幾個(gè)小組，每個(gè)小組負(fù)責(zé)探究一種影響因素，合作完成本實(shí)驗(yàn)。

可見(jiàn)，兩種教材的研究目的基本一致，浙科版的研究有深度，英版教材有廣度，各有側(cè)重。這兩種教材都要求學(xué)生以小組合作的形式，需要全班學(xué)生共同努力得到研究結(jié)果，既充分體現(xiàn)了探究性，又體現(xiàn)了合作學(xué)習(xí)的優(yōu)越性。

1.2 實(shí)驗(yàn)材料的比較

浙科版的實(shí)驗(yàn)材料有：2，4-D、盆栽植物、500 mL的燒杯3只。英版教材的實(shí)驗(yàn)材料有：植物、切割工具、培養(yǎng)基質(zhì)、植物激素、培養(yǎng)容器。英版教材提供的實(shí)驗(yàn)材料更多樣，但兩種教材都用到了激素、植物和培養(yǎng)容器，并且都沒(méi)有指出選用哪種植物，需要學(xué)生搜集資料，自行確定。

針對(duì)如何選擇植物，英版教材作出了如下建議：

①選擇的植物最好是本地植物，并且是當(dāng)季的。

②選擇的植物容易在液體或固體基質(zhì)中生根，如鳳仙花、秋海棠、德紫羅蘭或非洲紫羅蘭。

③道德和法律方面的考慮：在某些情況下，以這種方式克隆植物都是違法的。在園藝中心或苗圃購(gòu)買的植物通常是園藝師多年培育的心血，盡管我們的目的是教育不是利潤(rùn)，但在確定植物種類前，最好考慮知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問(wèn)題。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)材料的比較發(fā)現(xiàn)：兩種教材都重視讓學(xué)生搜集資料，以確定合適的實(shí)驗(yàn)植物。但英版教材給了明確的方向，讓學(xué)生在收集資料時(shí)有更強(qiáng)的目的性，并且由于國(guó)情不同，英版教材提示學(xué)生要注意道德和法律方面的問(wèn)題，有利于學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)的養(yǎng)成。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟的比較

兩種教材的實(shí)驗(yàn)步驟在呈現(xiàn)方式上存在明顯差異（表1）。

浙科版有詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)步驟，學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)施實(shí)驗(yàn)。英版教材通過(guò)設(shè)計(jì)幾個(gè)探究性問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力提出了更高的要求。在數(shù)據(jù)記錄和分析方面，兩種教材都要求學(xué)生用表格記錄數(shù)據(jù)，并繪制生長(zhǎng)曲線圖。不同的是，英版教材要求學(xué)生自行繪制表格。

1.4 實(shí)驗(yàn)討論的比較

浙科版的討論環(huán)節(jié)設(shè)置了5個(gè)問(wèn)題：

①為什么要用兩種濃度的2，4-D溶液？

②3號(hào)燒杯的作用是什么？

③將2號(hào)燒杯與3號(hào)燒杯進(jìn)行對(duì)比，可以得出什么結(jié)論？

④將l號(hào)燒杯與2號(hào)燒杯進(jìn)行對(duì)比，可以得出什么結(jié)論？

⑤設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，研究赤霉素對(duì)扦插枝條生根是否有作用，與2，4-D的作用有什么不同。

英版教材沒(méi)有設(shè)置討論環(huán)節(jié)。

浙科版實(shí)驗(yàn)的討論環(huán)節(jié)設(shè)置的問(wèn)題環(huán)環(huán)相扣，先引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)對(duì)照的意義，再通過(guò)2次對(duì)比分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，明確通過(guò)對(duì)比得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具說(shuō)服力，最后創(chuàng)設(shè)新的問(wèn)題情境，鼓勵(lì)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)后續(xù)實(shí)驗(yàn)，以延續(xù)自己的進(jìn)一步探究。

2 啟示

2.1 注重培養(yǎng)科學(xué)探究能力

培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是生物課程的價(jià)值追求，以探究為特點(diǎn)的教學(xué)會(huì)直接影響核心素養(yǎng)中“科學(xué)探究”的落實(shí)。因此，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師應(yīng)該提供更多的機(jī)會(huì)讓學(xué)生開展有目的的探究活動(dòng)。

如對(duì)教材實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行適度的拓展。浙科版的實(shí)驗(yàn)中除了探究不同濃度的2，4-D對(duì)插枝生根的作用，還可以讓不同的小組選取不同的植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)分析，可以更加全面地了解2，4-D對(duì)植物的生理作用特點(diǎn)。鼓勵(lì)學(xué)生在收集資料的基礎(chǔ)上，以小組合作的形式自行進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，并且認(rèn)真畫好插枝生根狀況的曲線圖，有利于鍛煉學(xué)生的圖文轉(zhuǎn)換能力。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師可以組織學(xué)生在全班匯報(bào)自己的設(shè)計(jì)意圖，進(jìn)行結(jié)果展示，鼓勵(lì)學(xué)生做出盡可能合理的分析和解釋。

如基于教材實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)并實(shí)施課后探究。浙科版在討論環(huán)節(jié)要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，研究赤霉素對(duì)扦插枝條生根是否有作用，與2，4-D的作用有什么不同。該繼續(xù)探究要求學(xué)生運(yùn)用在本實(shí)驗(yàn)中學(xué)到的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)，來(lái)解決新的生物學(xué)問(wèn)題，并對(duì)課內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。這一設(shè)置既有利于概念的深化，也為學(xué)生進(jìn)一步開展科學(xué)探究提供了線索。

2.2 注重學(xué)科間的聯(lián)系

實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)加強(qiáng)學(xué)科間的橫向聯(lián)系，有利于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)、科學(xué)的思想方法，從而發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

如運(yùn)用數(shù)學(xué)方法分析生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。兩種教材在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，都要求學(xué)生用表格來(lái)記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并繪制曲線圖來(lái)表現(xiàn)插枝的生長(zhǎng)情況。不同的是，英版教材沒(méi)有提供現(xiàn)成的表格，而是通過(guò)讓學(xué)生思考“表格的標(biāo)題是什么，共需要幾行幾列”等問(wèn)題自行繪制。學(xué)生在繪制表格過(guò)程中會(huì)經(jīng)歷思考問(wèn)題、畫表格、討論交流、糾正錯(cuò)誤、完成繪制，這一表格模型的建立過(guò)程有利于發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

2.3 注重養(yǎng)成社會(huì)責(zé)任意識(shí)

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合本地資源開展科學(xué)實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和參加與生物學(xué)相關(guān)的社會(huì)議題的討論和理性解釋，是養(yǎng)成學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)的重要途徑。例如，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合本地資源開展科學(xué)實(shí)踐。兩種教材都沒(méi)有明確實(shí)驗(yàn)對(duì)象是哪種植物的插枝，因此學(xué)生需要通過(guò)圖書、網(wǎng)絡(luò)等了解更多信息，選定適用的植物種類后再開展研究。搜集信息時(shí)，學(xué)生會(huì)了解到當(dāng)前與插枝生根有關(guān)的研究狀況、如何獲取插枝、不同種類的插枝生根難易程度、學(xué)校周邊及當(dāng)季的常見(jiàn)植物等，這些信息的獲取有利于學(xué)生更準(zhǔn)確地根據(jù)學(xué)校地理位置及所處季節(jié)選用合適的插枝進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高實(shí)驗(yàn)的有效性。英版教材在選擇植物種類時(shí)，還特別根調(diào)了道德和法律方面的考慮，讓學(xué)生要注意知識(shí)產(chǎn)權(quán)的問(wèn)題、要有生態(tài)意識(shí)等，在考慮這些問(wèn)題的同時(shí)，自然而然地增強(qiáng)了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感，這一點(diǎn)是值得借鑒的。

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