淺析拓展性實(shí)踐活動(dòng)在高中生物學(xué)深度學(xué)習(xí)中的應(yīng)用

王冬冬 吳光華 袁曉明

教材拓展性實(shí)踐活動(dòng)是指基于教材內(nèi)容的編排，拓展出來的相關(guān)實(shí)踐活動(dòng)，是對(duì)教材知識(shí)的補(bǔ)充和進(jìn)一步探究。在活動(dòng)中，學(xué)生具有較高的支配權(quán)和主導(dǎo)權(quán)，可將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)等學(xué)科有機(jī)結(jié)合，形成立體思維，在科學(xué)知識(shí)、技術(shù)操作、工程素養(yǎng)等多方面綜合發(fā)展，從而提升高階思維能力。筆者嘗試立足學(xué)科核心素養(yǎng)，挖掘拓展性實(shí)踐活動(dòng)，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)。

1構(gòu)建模型，讓基礎(chǔ)知識(shí)“立”起來，樹立生命觀念

在學(xué)習(xí)中，少部分學(xué)生和教師過于注重應(yīng)試教育的訴求，對(duì)教材中的實(shí)踐活動(dòng)不重視，甚至于課后復(fù)習(xí)階段演變成“刷題、刷題、再刷題”，未達(dá)到理想的學(xué)習(xí)效果。教師要注意依托新課程理念，“以人為本”，做到“取法于內(nèi)，獲益于外”。以減數(shù)分裂為例，減數(shù)分裂是遺傳與代謝的重點(diǎn)內(nèi)容之一，學(xué)生易忘、易混。教師若采取常規(guī)歸納、比較等方法，很難使學(xué)生高效掌握這一基礎(chǔ)概念。筆者嘗試立足課本，以減數(shù)分裂的過程為著眼點(diǎn)，圍繞這一重點(diǎn)內(nèi)容建立多維模型的“局域網(wǎng)”可以幫助學(xué)生加深對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的理解，突破“基礎(chǔ)知識(shí)—生命觀念—科學(xué)思維”的飛躍。

1.1構(gòu)建減數(shù)分裂物理模型

通過制作物理模型（圖1），學(xué)生不難發(fā)現(xiàn)減數(shù)分裂由減數(shù)第一次分裂和減數(shù)第二次分裂構(gòu)成，兩次分裂又細(xì)分為前期、中期、后期、末期四個(gè)時(shí)期，各時(shí)期染色體的數(shù)量和形態(tài)一目了然。學(xué)生通過比較相鄰時(shí)期模型之間的差別，演繹時(shí)間段內(nèi)物質(zhì)的變化過程，制作減數(shù)分裂動(dòng)態(tài)模型，有利于理解減數(shù)分裂連續(xù)的物質(zhì)變化過程。

1.2構(gòu)建減數(shù)分裂概念模型

在學(xué)生明確減數(shù)分裂的過程后，教師引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)構(gòu)建減數(shù)分裂概念模型（圖2）。學(xué)生通過繪制概念圖，清晰地將減數(shù)分裂中各時(shí)期結(jié)構(gòu)、物質(zhì)變化一一對(duì)應(yīng)起來。

1.3構(gòu)建減數(shù)分裂物質(zhì)變化的數(shù)學(xué)模型

教師以減數(shù)分裂過程中主要物質(zhì)的變化為例，引導(dǎo)學(xué)生建立數(shù)學(xué)模型（圖3），幫助學(xué)生定量分析細(xì)胞分裂過程中DNA、染色體、染色單體的問題。

2設(shè)計(jì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)，讓科學(xué)思維“生根發(fā)芽”，發(fā)展科學(xué)探究能力

很多學(xué)生在教材基礎(chǔ)內(nèi)容的分析和單一知識(shí)的解答時(shí)往往問題不大，但一遇到新的情境分析和綜合性問題時(shí)往往不知所措。這表明學(xué)生靈活解決問題的科學(xué)思維和分析能力存在欠缺。筆者嘗試在教材中挖掘多種類型實(shí)踐活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生多角度審視問題，提高學(xué)生提出問題、解決問題的能力，潛移默化地培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移和科學(xué)歸納的表達(dá)能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維和科學(xué)探究能力，提高學(xué)生的綜合能力。

2.1進(jìn)一步探究實(shí)驗(yàn)

高中生物學(xué)教材涵蓋的廣度和深度是針對(duì)大多數(shù)高中生的認(rèn)知水平和綜合能力設(shè)置的。不同的學(xué)生之間存在差距，教師應(yīng)該尊重學(xué)生之間的差距，同時(shí)要保護(hù)學(xué)生的好奇心和求知欲。當(dāng)學(xué)生提出問題時(shí)，教師要幫助學(xué)生一起分析該問題探究的價(jià)值性和可操作性。在學(xué)生明確問題后，教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，積極鼓勵(lì)、協(xié)助學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，完成探究。例如，開展“綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)”，教師鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出問題。學(xué)生通過觀察同株植物不同部位葉片顏色的差別和不同種類植物的葉片顏色的差別，提出問題：是不是同種植物所有綠葉的色素都相同呢？不同植物葉片的色素種類和含量都相同嗎？基于已經(jīng)掌握的科學(xué)方法——控制變量和設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，學(xué)生很容易想到選用同種植物不同成熟度的葉片進(jìn)行成熟度對(duì)色素含量影響的探究，選用不種植物葉片進(jìn)行不同種類綠葉中色素含量比較。學(xué)生在教材實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步探究中主動(dòng)獲取知識(shí)的同時(shí)，鍛煉能力，培養(yǎng)科學(xué)思維。

2.2改進(jìn)式實(shí)驗(yàn)

教材部分實(shí)驗(yàn)在教學(xué)實(shí)踐中存在材料不易獲取、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等問題。師生可針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行創(chuàng)新改進(jìn)。例如，在“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”實(shí)驗(yàn)中，相比紫色的洋蔥鱗片葉外表皮，透明的洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞更容易大面積撕取單層細(xì)胞。面對(duì)實(shí)際操作過程中出現(xiàn)的問題，學(xué)生可能嘗試更好的獲取鱗片葉外表皮細(xì)胞的方法，或者考慮解決鱗片葉外表皮細(xì)胞原生質(zhì)層兩側(cè)顏色對(duì)比不明顯的問題。在操作中，有學(xué)生用內(nèi)表皮代替外表皮，并將外界溶液改成高于細(xì)胞液濃度的紅墨水等有色溶液。也有學(xué)生更換實(shí)驗(yàn)材料，用其他更易撕取單層細(xì)胞的材料代替洋蔥鱗片葉外表皮，如馬齒莧莖表皮細(xì)胞。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)更易操作，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。學(xué)生可以從過程中學(xué)習(xí)到精益求精、不斷進(jìn)取的精神。

2.3體驗(yàn)性實(shí)驗(yàn)

高中生物學(xué)《必修1·分子與細(xì)胞》闡述了很多微觀的原理現(xiàn)象，部分內(nèi)容較為抽象難懂，由于書本文字形式的局限，不能直觀展現(xiàn)部分現(xiàn)象原理。例如，教材用同位素標(biāo)記法示蹤“分泌蛋白的合成和運(yùn)輸”，學(xué)生很難理解不同時(shí)間放射性出現(xiàn)位置為何能說明蛋白質(zhì)合成運(yùn)輸?shù)耐緩健＝處熂词故褂枚嗝襟w動(dòng)畫輔助教學(xué)，仍不能非常透徹地說明同位素標(biāo)記法。學(xué)科間知識(shí)原理的交叉遷移能很好地攻克該難點(diǎn)。原始動(dòng)畫制作是多幅圖片快速翻動(dòng)，人的視覺停留時(shí)間約為0.1～0.4 s，快速翻動(dòng)的圖片在視覺上連成一個(gè)動(dòng)畫。將分泌蛋白的形成過程逆向思維拆解成圖片，學(xué)生很容易理解同位素示蹤的原理，甚至可以自己制作原始動(dòng)畫，體驗(yàn)“分泌蛋白的合成和運(yùn)輸”的過程，由被動(dòng)接納轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)探索學(xué)習(xí)。

2.4趣味性實(shí)驗(yàn)

教材在大概念、重要概念、次位概念描述中常會(huì)涉及一些綜合性知識(shí)，這些知識(shí)有些涉及前沿科學(xué)或社會(huì)熱點(diǎn)問題，教師要抓住這些學(xué)生感興趣的細(xì)節(jié)，提高教學(xué)的多元化和趣味性。例如，在“探究酵母菌細(xì)胞呼吸方式”中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)熱點(diǎn)話題——酒駕，引發(fā)學(xué)生對(duì)生命的敬畏，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感和安全意識(shí)。同時(shí)，學(xué)生以所學(xué)的乙醇的化學(xué)性質(zhì)、氧化還原反應(yīng)為知識(shí)背景，了解酒精檢測(cè)的原理，進(jìn)行酒精濃度計(jì)算，融合工程學(xué)原理，自制酒精檢測(cè)器，培養(yǎng)動(dòng)手能力，落實(shí)社會(huì)責(zé)任，教學(xué)內(nèi)容趣味橫生。

3實(shí)踐調(diào)查，學(xué)科知識(shí)“融入生活”，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感

實(shí)踐調(diào)查是在真實(shí)情境中體驗(yàn)科學(xué)過程和社會(huì)生活相結(jié)合。調(diào)查問卷和調(diào)查記錄表的制作、數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法等都是調(diào)查過程中不可或缺的。調(diào)查結(jié)果能反映一些社會(huì)問題，培養(yǎng)學(xué)生社會(huì)責(zé)任意識(shí)。中學(xué)實(shí)踐調(diào)查分為實(shí)地調(diào)查和問卷調(diào)查兩種。

3.1實(shí)地調(diào)查

在實(shí)地調(diào)查過程中，學(xué)生能理性地認(rèn)識(shí)調(diào)查對(duì)象，發(fā)展綜合與分析的能力。聯(lián)系社會(huì)的活動(dòng)能鍛煉學(xué)生與人交往的能力，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。例如，在水稻種群密度調(diào)查過程中，學(xué)生按照“明確調(diào)查對(duì)象→收集調(diào)查對(duì)象基本信息→制定活動(dòng)思路，設(shè)計(jì)調(diào)查表→分組普查→整理歸納→總結(jié)反饋”的步驟開展活動(dòng)，熟練運(yùn)用種群密度的調(diào)查方法。

3.2問卷調(diào)查

學(xué)生針對(duì)一些社會(huì)問題和熱點(diǎn)問題，制作問卷，如α-地中海貧血調(diào)查問卷的問卷設(shè)計(jì)。學(xué)生完成調(diào)查后，及時(shí)反饋數(shù)據(jù)，分析原因，提出應(yīng)對(duì)解決方案或建議，強(qiáng)化健康意識(shí)，落實(shí)社會(huì)責(zé)任感。

好的培養(yǎng)過程能給學(xué)生帶來更高的未來發(fā)展格局。教材拓展性實(shí)踐活動(dòng)交叉學(xué)科知識(shí)，以發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)為宗旨，高度關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的實(shí)踐經(jīng)歷，加深學(xué)生對(duì)生物學(xué)概念的理解。教師開展模型構(gòu)建、教材實(shí)驗(yàn)改進(jìn)、教材實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新等活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生用科學(xué)的觀點(diǎn)和思路探討或解決現(xiàn)實(shí)問題，更好地提升學(xué)生應(yīng)用知識(shí)能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神，符合國(guó)家對(duì)人才的培養(yǎng)要求。