巧用豌豆貫穿實(shí)驗(yàn) 提升素養(yǎng)滲透勞育

摘 要：以豌豆為材料進(jìn)行室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，嘗試進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生生命觀念和社會(huì)責(zé)任，提升生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。學(xué)生通過親自種植豌豆的實(shí)踐活動(dòng)，體驗(yàn)勞動(dòng)，學(xué)以致用，收獲雜交豌豆果實(shí)，享受勞動(dòng)的樂趣，從而熱愛勞動(dòng)。

關(guān)鍵詞：豌豆;核心素養(yǎng);勞動(dòng)教育

2020年7月，教育部在《大中小學(xué)勞動(dòng)教育指導(dǎo)綱要（試行）》中明確規(guī)定，全面提高學(xué)生勞動(dòng)素養(yǎng)，使學(xué)生樹立正確的勞動(dòng)觀念、具有必備的勞動(dòng)能力、培育積極的勞動(dòng)精神以及養(yǎng)成良好的勞動(dòng)習(xí)慣和品質(zhì)[1]?！镀胀ǜ咧猩飳W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》倡導(dǎo)以核心素養(yǎng)為宗旨，強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是主動(dòng)參與的過程，讓學(xué)生積極參與動(dòng)手和動(dòng)腦的活動(dòng)，通過探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，加深對(duì)生物學(xué)概念的理解，提升應(yīng)用知識(shí)的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新精神，進(jìn)而能用科學(xué)的觀點(diǎn)、知識(shí)、思路和方法，探討或解決現(xiàn)實(shí)生活中的某些問題[2]。

豌豆是遺傳學(xué)經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)材料之一，對(duì)學(xué)生來說既熟悉又陌生。以豌豆為材料進(jìn)行室內(nèi)外實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)中掌握相關(guān)原理，在相關(guān)原理運(yùn)用中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。通過室內(nèi)相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究、室外豌豆種植及雜交實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)豌豆及教材中的實(shí)驗(yàn)有更加直觀、深刻的認(rèn)識(shí)。在小組合作與交流過程中，既實(shí)現(xiàn)了豌豆一材多用，又提升生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，充分滲透勞動(dòng)教育。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，充分鍛煉學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及動(dòng)手能力。在種植豌豆的生產(chǎn)實(shí)踐過程中，學(xué)生親自參與生產(chǎn)勞動(dòng)，利用所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)來解釋生產(chǎn)過程中的一些現(xiàn)象，指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐，嘗試進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)收獲勞動(dòng)果實(shí)的喜悅，增強(qiáng)了勞動(dòng)成就感。

一、巧用豌豆，貫穿實(shí)驗(yàn)，獲取新知

在高中生物教材涉及的實(shí)驗(yàn)中，不同的實(shí)驗(yàn)根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果取用不同的材料。豌豆主要用于雜交實(shí)驗(yàn)，以豌豆為材料進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)一材多用，值得嘗試與實(shí)踐。結(jié)合高中生物教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，師生討論交流，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程。

通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)教材的實(shí)驗(yàn)有更直觀、深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也產(chǎn)生了一些新的疑問，并且在解疑的過程中獲取新知。比如：豌豆有甜豌豆和非甜豌豆兩個(gè)不同的品種，在檢測(cè)還原糖和淀粉含量是否有差異時(shí)，按照教材的實(shí)驗(yàn)步驟只能進(jìn)行定性分析，學(xué)生會(huì)思考如何更好地控制無關(guān)變量以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加可靠，同時(shí)查閱文獻(xiàn)尋找定量分析的方法。中學(xué)生物教材涉及的實(shí)驗(yàn)中淀粉遇碘變藍(lán)，而在具體的實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)豌豆勻漿遇碘變紫紅色;實(shí)驗(yàn)結(jié)果與已有的認(rèn)知沖突，學(xué)生通過上網(wǎng)查閱相關(guān)資料了解到淀粉有支鏈淀粉和直鏈淀粉之分，兩者的顯色結(jié)果不同。

學(xué)生相互之間嘗試提出問題，并應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行解釋，如：種子萌發(fā)過程中為什么要泡水？水以什么樣的方式進(jìn)入細(xì)胞？萌發(fā)需要什么樣的環(huán)境條件？不同的環(huán)境條件對(duì)種子萌發(fā)有何影響？萌發(fā)過程中有機(jī)物的種類和數(shù)量發(fā)生什么樣的變化？細(xì)胞的呼吸作用和光合作用情況如何？植物激素的種類和含量發(fā)生什么樣的變化？

在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生也能夠在教材的基礎(chǔ)上進(jìn)行探究摸索條件，解決實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題。比如，在觀察豌豆根尖有絲分裂的實(shí)驗(yàn)過程中，起初學(xué)生按照教材的步驟，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果不大理想，很多細(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞，分析原因可能是解離過度。學(xué)生嘗試進(jìn)行探究摸索豌豆根尖最佳解離時(shí)間，通過實(shí)驗(yàn)明白了不同生物材料解離時(shí)間有所不同，從而更加理解各個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟的目的。

二、科學(xué)探究，合作學(xué)習(xí)，提升素養(yǎng)

通過探究實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑢?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、對(duì)照性、嚴(yán)謹(jǐn)性等得到很好落實(shí)，表達(dá)能力得到很好的訓(xùn)練和提升。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中緊密聯(lián)系教材中較多的必做實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，進(jìn)一步提升學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰屠碚撝R(shí)。通過科學(xué)探究活動(dòng)能夠滿足學(xué)生的發(fā)展需要，給學(xué)生充分動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐的機(jī)會(huì)，使學(xué)生勇于嘗試、敢于創(chuàng)新、樂于合作、善于交流，促進(jìn)學(xué)生的個(gè)性化發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任等核心素養(yǎng)。

（一）科學(xué)探究，培養(yǎng)科學(xué)思維

實(shí)驗(yàn)探究過程按照以下步驟展開：提出問題——做出假設(shè)——設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)——進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得結(jié)果——討論交流得出結(jié)論。

提出一個(gè)問題往往比解決一個(gè)問題更重要，學(xué)生憑著自己的興趣愛好提出各種各樣的問題，提出的問題是否有研究?jī)r(jià)值，是否對(duì)生產(chǎn)生活實(shí)踐有指導(dǎo)意義，還有探究實(shí)驗(yàn)是否具有可操作性，這些都是值得學(xué)生去考慮的問題。有的學(xué)生提出：探究豌豆種子的萌發(fā)是否需要水？這樣的課題在初中已經(jīng)探究過了，而且已經(jīng)過實(shí)踐證明了，所以探究的意義不大。

通過集體討論交流及教師的適時(shí)引導(dǎo)，確定了研究的主題及實(shí)驗(yàn)流程，需要具體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。基于實(shí)驗(yàn)的流程，由于實(shí)驗(yàn)材料的使用前后有一定的聯(lián)系，學(xué)生需要以班級(jí)為單位，全盤考慮。全班分為若干組，每組5～6人，選一個(gè)小組長(zhǎng)，課代表帶領(lǐng)小組長(zhǎng)一起討論具體實(shí)驗(yàn)步驟。如實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的第一步是分組編號(hào)，豌豆要分為幾組，學(xué)生需要考慮播種要多少粒豌豆種子，制作勻漿要多少重量的豌豆，各個(gè)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)需要顧及重復(fù)實(shí)驗(yàn)等問題，最終確定組別。同時(shí)也需要留意實(shí)驗(yàn)的先后順序，如測(cè)定發(fā)芽勢(shì)之后，一部分進(jìn)行播種，另一部分繼續(xù)在室內(nèi)培養(yǎng);先探究光合速率（活體）的影響因素，再觀察葉綠體，最后提取色素，以保證充分利用實(shí)驗(yàn)材料。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)既有利于熟悉教材中的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)基本原理和過程，又有利于養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣，形成積極的科學(xué)態(tài)度。通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表格（見表1），學(xué)生能更好地把握設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及要點(diǎn)。同時(shí)，教師根據(jù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，及時(shí)了解學(xué)生在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性及語言表達(dá)嚴(yán)謹(jǐn)性等各方面是否存在問題，以便及時(shí)指導(dǎo)糾正。

在本次實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)者為高一學(xué)生，由于在學(xué)期初，學(xué)生所學(xué)的知識(shí)還不多，學(xué)生對(duì)生物學(xué)的認(rèn)識(shí)停留在初二水平，有些基本方法與思路存在不同程度的遺忘。在學(xué)生首次提交的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中，對(duì)于實(shí)驗(yàn)變量把握得不夠精準(zhǔn)，表達(dá)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì)存在可行性差等問題。經(jīng)過教師的指導(dǎo)，學(xué)生更好地掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則，形成比較清晰的探究思路，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，利于實(shí)驗(yàn)的展開與實(shí)施。比如：一學(xué)生在探究不同光照及溫度條件下豌豆葉綠體的觀察對(duì)比，學(xué)生認(rèn)為因變量是葉綠體的活性。但是如何檢測(cè)葉綠體的活性呢？通過直接觀察難度比較大，通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生認(rèn)為可以通過觀察對(duì)比葉綠體的數(shù)量來進(jìn)行。學(xué)生從中認(rèn)識(shí)到了，因變量的檢測(cè)是可觀測(cè)的。對(duì)于預(yù)期的結(jié)果，學(xué)生認(rèn)為自然光照及適宜溫度的培養(yǎng)條件下的豌豆幼苗葉綠體更有活性，流動(dòng)更快。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生明白了葉綠體是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，其活性可以通過光合作用強(qiáng)度來檢測(cè)，但是光合作用強(qiáng)度不一樣，葉綠體不是唯一的影響因素;葉綠體流動(dòng)的快慢與細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞所處的環(huán)境有一定的關(guān)系，從而意識(shí)到在因變量的檢測(cè)的上存在錯(cuò)誤的認(rèn)知。通過這樣的師生交流，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

實(shí)驗(yàn)假設(shè)和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否科學(xué)可行，還需要通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)的實(shí)施既能提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力及解決實(shí)際問題的能力，又能培養(yǎng)學(xué)生求真務(wù)實(shí)的態(tài)度及科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄烤?。學(xué)生及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果，發(fā)現(xiàn)新的問題并提出新的問題，深化探究，將所學(xué)的知識(shí)融會(huì)貫通，例如：前述的豌豆根尖有絲分裂最佳解離時(shí)間的探究。

（二）合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)生命觀念和社會(huì)責(zé)任

在探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程中，需要經(jīng)過小組討論交流完成，組員要充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性，集思廣益，在教師的指導(dǎo)下，最終完善實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì);在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，小組內(nèi)成員明確分工、互助合作，有利于實(shí)驗(yàn)過程順利展開。比如，豌豆種子萌發(fā)前，每天都需要換水，這就需要小組成員分工輪流完成。在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，各組組長(zhǎng)進(jìn)行匯報(bào)并與全班同學(xué)討論與交流，通過自評(píng)與互評(píng)可以更好地認(rèn)識(shí)自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，形成社會(huì)責(zé)任意識(shí)，同時(shí)提升學(xué)生的語言表達(dá)能力及分析問題的能力。在生物園地種植豌豆的過程中，更少不了小組的分工合作和責(zé)任意識(shí)。實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)不同組的豌豆生長(zhǎng)情況存在明顯差異，分析其原因，學(xué)生發(fā)現(xiàn)與平時(shí)每日的定期澆水及定時(shí)松土施肥存在密切的聯(lián)系，有個(gè)別組員由于主觀原因（比如偷懶、不在乎等）或客觀原因（比如遇到周末時(shí)間，組員之間沒有協(xié)調(diào)好等）未及時(shí)澆水導(dǎo)致豌豆苗萎蔫，最終影響整組豌豆苗的正常生長(zhǎng)發(fā)育，這引起整組成員的深刻反思，明白了分工合作、責(zé)任擔(dān)當(dāng)?shù)闹匾?。在交流的過程中，他們敢于承認(rèn)自己存在的問題，給其他組成員提供了獲得成功的寶貴經(jīng)驗(yàn)。

三、體驗(yàn)勞動(dòng)，學(xué)以致用，熱愛勞動(dòng)

通過親自種植豌豆的實(shí)踐活動(dòng)，讓學(xué)生形成正確的勞動(dòng)價(jià)值觀，弘揚(yáng)勞動(dòng)精神，引導(dǎo)學(xué)生熱愛勞動(dòng)、尊重勞動(dòng)、崇尚勞動(dòng)，養(yǎng)成勞動(dòng)習(xí)慣和能力，能將所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)和技能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐，認(rèn)識(shí)到勞動(dòng)實(shí)踐需要科學(xué)指導(dǎo)，增強(qiáng)學(xué)生勞動(dòng)生產(chǎn)的科學(xué)意識(shí)，促使學(xué)生將科學(xué)勞動(dòng)的觀念內(nèi)化于心。

（一）親自種植，體驗(yàn)勞動(dòng)

豌豆園地的松土、豌豆的播種、定期澆水、適時(shí)松土與施肥、插爬藤架子、除病蟲害等都由學(xué)生親身實(shí)踐，讓學(xué)生體驗(yàn)勞動(dòng)，感受到勞動(dòng)的艱辛及勞動(dòng)人民的不易;通過豌豆雜交實(shí)驗(yàn)，包括去雄、套袋、人工授粉等基本操作，體驗(yàn)孟德爾的雜交實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而聯(lián)系中國(guó)雜交水稻技術(shù)，認(rèn)識(shí)到袁隆平雜交實(shí)驗(yàn)的不易，從而尊重勞動(dòng)、崇尚勞動(dòng)，同時(shí)也增強(qiáng)了學(xué)生的責(zé)任感。種植過程中學(xué)生通過園藝工人的實(shí)地指導(dǎo)、教師的理論指導(dǎo)及自己搜集的資料，學(xué)會(huì)了種植豌豆的基本技能，進(jìn)而領(lǐng)會(huì)各種植物種植的基本要領(lǐng)。在進(jìn)行豌豆雜交實(shí)驗(yàn)的過程中，學(xué)生雖然對(duì)理論都理解了，但對(duì)于何時(shí)適合去雄，還需要觀察摸索，通過親身實(shí)踐，學(xué)生體驗(yàn)到雜交實(shí)驗(yàn)的不易，深刻體會(huì)到“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的道理。

（二）學(xué)以致用，指導(dǎo)生產(chǎn)

在豌豆種植過程中，會(huì)涉及很多生物學(xué)知識(shí)。學(xué)生能把所學(xué)的生物學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，更好地指導(dǎo)生產(chǎn)。比如，松土有利于給植物提供更多的氧氣，促進(jìn)細(xì)胞呼吸從而促進(jìn)植物的生長(zhǎng);又如，水分及無機(jī)鹽對(duì)植物的呼吸作用和光合作用等各種代謝活動(dòng)都有重要的作用，能夠促進(jìn)植物的生長(zhǎng)發(fā)育。通過在實(shí)驗(yàn)及實(shí)踐活動(dòng)中緊密聯(lián)系豌豆生長(zhǎng)發(fā)育過程涉及的相關(guān)知識(shí)，加深對(duì)遺傳學(xué)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)材料豌豆的認(rèn)識(shí)。這些理論知識(shí)可以很好地指導(dǎo)種植豌豆，同時(shí)在種植過程中，學(xué)生可以回顧所學(xué)的知識(shí)，加深對(duì)理論的認(rèn)識(shí)，深刻體會(huì)到知識(shí)的力量和學(xué)習(xí)知識(shí)獲得的成就感。

（三）收獲果實(shí)，熱愛勞動(dòng)

在種植豌豆過程中，出現(xiàn)了豌豆平時(shí)被摘著玩、每逢周日被大量偷摘的事件，對(duì)于辛勤勞動(dòng)期待收獲勞動(dòng)果實(shí)的學(xué)生來說，無疑會(huì)產(chǎn)生憤怒的情緒。此時(shí)，教師趁機(jī)教育，讓學(xué)生明辨是非，理解校園的德育工作開展的必要性，從而產(chǎn)生了責(zé)任感和正義感。豌豆收獲時(shí)，教師讓學(xué)生把豌豆帶回家炒，將炒熟的豌豆帶到學(xué)校與同學(xué)共享，雖然產(chǎn)量不高，但是學(xué)生在這個(gè)過程中很好地分享與交流勞動(dòng)成果，那種喜悅之情、勞動(dòng)成就感油然而生。同時(shí)通過在家自己炒豌豆，學(xué)會(huì)一項(xiàng)新的生活技能，懂得與同學(xué)分享快樂。學(xué)生通過嘗試進(jìn)行雜交實(shí)驗(yàn)，對(duì)雜交豌豆百般呵護(hù)，每日都去觀察雜交豆莢的生長(zhǎng)狀況，及時(shí)與教師和同學(xué)分享快樂，最終能夠很好地體驗(yàn)收獲雜交豆莢時(shí)的喜悅，與人共享的愉悅，體驗(yàn)勞動(dòng)之美，認(rèn)識(shí)勞動(dòng)的價(jià)值，享受勞動(dòng)的樂趣，進(jìn)而熱愛勞動(dòng)。

參考文獻(xiàn)

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[2]中華人民共和國(guó)教育部.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）[S].北京：人民教育出版社，2020：1-6.

作者簡(jiǎn)介：許柑葉（1981—），女，漢族，福建龍海人，廈門市第十中學(xué)，研究生，一級(jí)。研究方向：生物學(xué)教學(xué)。

本文系福建省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2020年度課題“基于核心素養(yǎng)的高中生物學(xué)校本課程的開發(fā)與實(shí)踐研究”，No.FJJKXB20-610。

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