湯曉梅 （江蘇省常州市金壇區(qū)華羅庚實(shí)驗(yàn)學(xué)校 江蘇常州 213200）

以生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)為載體培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科關(guān)鍵能力
——以“探訪家鄉(xiāng)古樹名木”生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)為例

湯曉梅 （江蘇省常州市金壇區(qū)華羅庚實(shí)驗(yàn)學(xué)校 江蘇常州 213200）

結(jié)合初中生物研究性學(xué)習(xí)的真實(shí)案例：以探訪家鄉(xiāng)古樹名木為例，探討如何在生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀；歸納與演繹、模型建構(gòu)、批判性思維；觀察與提出問題、方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)、結(jié)果分析與表達(dá)；保護(hù)環(huán)境、健康生活這些生物學(xué)科關(guān)鍵能力。

生物學(xué)科 研究性學(xué)習(xí) 學(xué)科關(guān)鍵能力

1 生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的特點(diǎn)

以研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的形式，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科關(guān)鍵能力，既符合中學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，又順應(yīng)大生命科學(xué)教育的潮流。與傳統(tǒng)生物（學(xué)）教學(xué)相比，有以下特點(diǎn)：

首先是實(shí)踐性。生物本來就是一門自然科學(xué)，學(xué)習(xí)方式是注重生物實(shí)踐性的，而研究性學(xué)習(xí)也是一種實(shí)踐性較強(qiáng)的教育教學(xué)活動(dòng)。實(shí)踐轉(zhuǎn)變學(xué)生單一的課堂上以知識(shí)傳授為基本方式、以知識(shí)結(jié)果的獲得為直接目的的學(xué)習(xí)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)多樣化的實(shí)踐性學(xué)習(xí)，如探究、調(diào)查、訪問、勞動(dòng)實(shí)踐等。因而，生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)課程比其他任何課程都更強(qiáng)調(diào)學(xué)生對實(shí)際活動(dòng)過程的親歷和體驗(yàn)。學(xué)生是通過實(shí)踐的方式來獲得經(jīng)歷和體驗(yàn)的。生物課程的實(shí)踐活動(dòng)，是生物研究性學(xué)習(xí)的基本學(xué)習(xí)方式。

其次是開放性。生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)強(qiáng)調(diào)超越生物（學(xué)）教材、課堂和學(xué)校的局限，在活動(dòng)時(shí)空上更向自然環(huán)境、學(xué)生的生活領(lǐng)域和社會(huì)活動(dòng)領(lǐng)域延伸，密切學(xué)生與自然、生命、生活的聯(lián)系。其活動(dòng)目標(biāo)和內(nèi)容具有開放性。

最后是綜合性。生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)要求活動(dòng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施要尊重學(xué)生在生活世界中的各種關(guān)系及其處理這些關(guān)系的已有經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用已有生物學(xué)知識(shí)，通過綜合實(shí)踐活動(dòng)來展開。從內(nèi)容上來說，研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)的主題范圍主要包括了學(xué)生與自然、生命、生活等基本問題；無論什么活動(dòng)主題，其設(shè)計(jì)和實(shí)施都必須體現(xiàn)個(gè)人、社會(huì)、自然的內(nèi)在整合。但是它不是幾門學(xué)科簡單綜合而成的活動(dòng)，而是以科學(xué)研究為主的課題研究活動(dòng)。

2 以“探訪家鄉(xiāng)古樹名木”生物研究性系列活動(dòng)為例培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科關(guān)鍵能力的幾點(diǎn)做法

古樹名木，據(jù)我國有關(guān)部門規(guī)定，一般樹齡在百年以上的大樹即為古樹；而那些樹種稀有、名貴或具有歷史價(jià)值、紀(jì)念意義的樹木則可稱為名木。名木古樹有八大價(jià)植：生態(tài)價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、景觀價(jià)值、文化價(jià)值、歷史價(jià)值、科研價(jià)值、開發(fā)價(jià)值、旅游價(jià)值，所以值得我們?nèi)パ芯?。參照高中生物學(xué)科關(guān)鍵能力的培養(yǎng)，以2年來帶學(xué)生開展的“探訪家鄉(xiāng)古樹名木”生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)為例，詳細(xì)闡述在這個(gè)系列活動(dòng)中如何培養(yǎng)初中生生物學(xué)科關(guān)鍵能力的。

2.1 培養(yǎng)生命觀念中的關(guān)鍵能力：結(jié)構(gòu)與功能觀、進(jìn)化與適應(yīng)觀

2.1.1 了解“家鄉(xiāng)古樹名木”的名稱，培養(yǎng)結(jié)構(gòu)與功能觀

在現(xiàn)實(shí)生活中,“名片”起到介紹身份、提供信息、加強(qiáng)聯(lián)系的作用。家鄉(xiāng)的古樹名木美化了人們的環(huán)境。人們在享受自然，身心得到放松的同時(shí)，常常因不了解這些植物的名稱、特征等而爭論不休。于是，筆者決定帶領(lǐng)學(xué)生為家鄉(xiāng)的古樹名木掛上“名片”，讓自己和他人在閑暇游賞中了解這些古樹名木的名稱、分類、用途，以及內(nèi)在的文化價(jià)值。例如，學(xué)生在活動(dòng)中了解到栓皮櫟這種樹之所以叫栓皮櫟是因?yàn)槠渌ㄆ犹貏e發(fā)達(dá)，它是少數(shù)幾種可以大面積剝?nèi)淦び糜谥谱鞲邫n葡萄酒的瓶塞和隔音板等的樹種，這與學(xué)生課堂內(nèi)學(xué)到不能剝樹皮，否則樹會(huì)因?yàn)槠茐牧藰淦ぶ械暮Y管而無法運(yùn)用有機(jī)物，最終導(dǎo)致死亡的知識(shí)相沖突。學(xué)生抓住了這個(gè)問題進(jìn)行研究，結(jié)果得出栓皮櫟特別的莖的結(jié)構(gòu)決定了它有這樣的再生功能，從而又一次驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的觀念。

2.1.2 觀察“家鄉(xiāng)古樹名木”生態(tài)環(huán)境，培養(yǎng)進(jìn)化與適應(yīng)觀。

王羲之在《蘭亭集序》中寫道：“此地有崇山峻嶺，茂林修竹，又有清流激湍，映帶左右……是日也，天朗氣清，惠風(fēng)和暢。仰觀宇宙之大，俯察品類之盛，所以游目騁懷，足以極視聽之娛，信可樂也?！卑凑宅F(xiàn)代生物學(xué)的專用術(shù)語來說，學(xué)生在“俯察品類之盛”時(shí)就不僅是像古代先賢們在與大自然的交往中，認(rèn)識(shí)它們，了解它們，而是已經(jīng)不自覺地構(gòu)建生物學(xué)概念：這些生物在幾千年中不斷進(jìn)化，以備適應(yīng)不斷改變的環(huán)境。比如，學(xué)生發(fā)現(xiàn)茅山上一株千年枸骨，因周圍生長出許多高大的楓楊樹，遮擋了它所需要的陽光，搶占了它需要的雨露，導(dǎo)致其生長不良。大家都爭相討論：要不要將周圍的樹砍掉?也有人認(rèn)為，千年枸骨也許已經(jīng)適應(yīng)了這樣的環(huán)境，人為的干擾會(huì)否給它帶來更大的傷害。

2.2 培養(yǎng)理性思維中的關(guān)鍵能力：歸納與演繹、模型建構(gòu)、批判性思維

2.2.1 編寫“家鄉(xiāng)古樹名木”書籍，培養(yǎng)學(xué)生的歸納與演繹

學(xué)生在探訪了所有在冊登記的家鄉(xiāng)古樹名木后，決定共同編寫《家鄉(xiāng)古樹名木》一書，讓更多的人認(rèn)識(shí)這些珍貴的植物。在編寫過程中，發(fā)現(xiàn)零散的單個(gè)植物介紹沒有系統(tǒng)性，于是鼓勵(lì)學(xué)生按一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類介紹。比如按植物生長環(huán)境分水生、陸生；按是否原生地外來物種、本地物種；按植物分類學(xué)科、屬；按用途分藥用、食用、觀賞……這樣的分類實(shí)際上是一種歸納與演繹。

2.2.2 開展“家鄉(xiāng)古樹名木”種植，培養(yǎng)學(xué)生的模型建構(gòu)

七年級(jí)上學(xué)期的生物教學(xué)涉及到大量植物，教師上課時(shí)不能光有理論，還要有實(shí)踐。學(xué)校支持我們生物研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，特開辟了一塊土地，教師便帶領(lǐng)學(xué)生開展種植“家鄉(xiāng)古樹名木”中的櫸樹、樟樹、桂花等活動(dòng)。以上的種植讓學(xué)生們真切的感受到植物一生的生長情況：種子萌發(fā)、根莖葉的生長、開花與結(jié)果。在四季的輪回中，學(xué)生不僅踐行了王陽明先生提倡的“知行合一”，更重要的收獲是建構(gòu)了高等開花植物的一生的生長模型：種子萌發(fā)→根莖葉的生長→開花結(jié)果。

2.2.3 測算“家鄉(xiāng)古樹名木”年齡，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維

課堂上學(xué)到通過數(shù)木質(zhì)部年輪的方法測算樹的年齡，但這種方法最大的弊端是必須砍樹。如何測算一棵繼續(xù)活下去的樹的年齡呢?教師補(bǔ)充并帶領(lǐng)學(xué)生用數(shù)樹枝的方法對小樹苗，而且還要是實(shí)生苗，估猜它的年齡?？蓪W(xué)生們對大樹的年齡更感興趣，他們通過查閱資料，并請教園林部門專家，了解到目前常用四種方法：CT掃描法（最高大上，世界領(lǐng)先）、C14同位素法（國內(nèi)常用，且我國華東地區(qū)目前只有上海園林局才有，江蘇的古樹都是上海專家來鑒定的）、生物錐鉆法（最常用，也取樣數(shù)年輪）、地方史記載佐證法。這個(gè)四方法都超越了他們現(xiàn)在的能力，看來沒有戲了！就在此時(shí)，有同學(xué)們反應(yīng)，金壇建昌有棵老槐樹，當(dāng)?shù)乩习傩諅髡f有千年之久了，在常州古樹名木登記表中記錄為名500年，這是真的嗎?學(xué)生們對此有了批判性思維，因?yàn)橛袑W(xué)生探訪現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，這棵老槐樹是刺槐，又叫洋槐，一個(gè)“洋”字暴露了它本來就是個(gè)外來物種，而什么時(shí)候才傳入我國的呢?學(xué)生們又查閱資料發(fā)現(xiàn)：它原生于北美洲，現(xiàn)被廣泛引種到亞洲、歐洲等地。19世紀(jì)末引入中國，黃河、淮河流域廣泛栽培，多見于平原及低山丘陵地區(qū)。據(jù)陳嶸《中國樹木分類學(xué)》（1937年版）記載：“洋槐，我國在德人侵占膠州后開始植栽，現(xiàn)早蒼翠成林，故青島有‘洋槐半島’之稱?！辈痪?，刺槐（即洋槐）由青島推廣到全省、全國，成為我國經(jīng)濟(jì)樹種之一。也就是說，那棵樹很可能最多只有100多年。

2.3 培養(yǎng)科學(xué)研究中的關(guān)鍵能力：觀察與提出問題、方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)、結(jié)果分析與表達(dá)

教師以拍攝“家鄉(xiāng)古樹名木”的活動(dòng)來闡述如何培養(yǎng)觀察與提出問題、方案設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)、結(jié)果分析與表達(dá)三個(gè)關(guān)鍵能力。

今年有一位學(xué)生就在清明、谷雨、立夏這三個(gè)節(jié)氣期間，每隔五天，在每天中的同一時(shí)間：下午五點(diǎn)，觀察并拍攝同一株山麻桿葉的生長和變色情況。作品拍攝完，便提出了一個(gè)問題：山麻桿在生長過程中葉的變色與哪些因素有關(guān)?同學(xué)們從學(xué)過的生物學(xué)知識(shí)出發(fā)提出各自的猜想：與基因有關(guān)；與光照時(shí)間和強(qiáng)度有關(guān)；與溫度高低有關(guān)；與土壤酸堿度有關(guān)……基于學(xué)生的拍攝觀察，提出上述問題，作出許多假設(shè)與猜想，一切顯得那么自然，那么水到渠成。

有了問題和猜想，怎么能不動(dòng)手設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?接下來學(xué)生通過控制變量設(shè)計(jì)了一系列對照實(shí)驗(yàn)。其中一個(gè)比較好操作的實(shí)驗(yàn)是控制其它條件不變，改變光照時(shí)間：對照組在模擬自然條件下，每天山麻桿接受的光照時(shí)間越來越長；實(shí)驗(yàn)組則人為改變成每天山麻桿接受的光照時(shí)間越來越短。目前方案已經(jīng)制訂完成，只等明年春天開始付緒行動(dòng)。

期待明年在許多實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行分析，得出結(jié)論，用探究實(shí)驗(yàn)報(bào)告的形式表達(dá)出來。

2.4 培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任中的關(guān)鍵能力：保護(hù)環(huán)境、健康生活

2.4.1 宣傳“家鄉(xiāng)古樹名木”的保護(hù)，培養(yǎng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境意識(shí)

家鄉(xiāng)的古樹名木不僅僅是珍貴的物種資源，更是金壇歷史文化活見證。筆者動(dòng)員全校學(xué)生用鏡頭和文字記錄“身邊的古樹名木”，以一株古樹、一段光陰、一個(gè)傳說為線索，增加市民以及社會(huì)各界對家鄉(xiāng)古樹名木的了解，增強(qiáng)人們的保護(hù)意識(shí)，弘揚(yáng)生態(tài)文化，為“國家森林城市，綠色生態(tài)家園”做出自己的貢獻(xiàn)。在活動(dòng)中學(xué)生親眼目睹了一棵千年枸骨的生長環(huán)境非常不理想，面臨瀕死，令人擔(dān)憂，更談不上開發(fā)利用這些不可復(fù)制的遺產(chǎn)。最后大家決定給政府相關(guān)部門寫一份保護(hù)它們的建議書，以政協(xié)提案的形式提交并督促執(zhí)行。

2.4.2 尋找“家鄉(xiāng)古樹名木”的藥用價(jià)植，培養(yǎng)學(xué)生健康生活的觀念。

為了讓學(xué)生對家鄉(xiāng)古樹名木對應(yīng)的植物的藥用價(jià)植有感性認(rèn)識(shí)，筆者利用許多學(xué)生家長在中醫(yī)院工作的有利條件，讓學(xué)生走進(jìn)藥房，尋找“家鄉(xiāng)古樹名木”的藥用價(jià)植。學(xué)生們不僅知道了許多古樹名木對應(yīng)的植物都是常用中藥成分，還了解到這些中藥可以治療相關(guān)疾病，并且發(fā)現(xiàn)許多疾病都與不健康的生活習(xí)慣有關(guān)，最后樹立健康生活的觀念。

3 結(jié)束語

3.1 意義

以生物研究性學(xué)習(xí)為載體，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)科關(guān)鍵能力，不僅可以提高學(xué)生對生物學(xué)習(xí)的興趣，豐富學(xué)習(xí)內(nèi)容，拓展學(xué)習(xí)視野，使生物教學(xué)出現(xiàn)了質(zhì)的變化，新型的教學(xué)模式、教學(xué)關(guān)系、學(xué)習(xí)方法、評(píng)價(jià)體系正在顯現(xiàn)，學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力得到了進(jìn)一步培養(yǎng)和發(fā)展，自我動(dòng)手獲取知識(shí)的學(xué)習(xí)方式逐步深入人心。

3.2 注意事項(xiàng)

學(xué)以致用是生物研究性學(xué)習(xí)的重要特點(diǎn)之一。研究性學(xué)習(xí)所要解決的問題一般都是具體的、具有一定社會(huì)意義的問題，但研究性學(xué)習(xí)的著眼點(diǎn)不在于掌握與理解多少知識(shí)，而在于培養(yǎng)能力的基礎(chǔ)上把重心放在對學(xué)科知識(shí)與技能的應(yīng)用上，要讓學(xué)生充分運(yùn)用科學(xué)知識(shí)去解決生物學(xué)科領(lǐng)域的實(shí)際問題。

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文件編號(hào)：1003-7586(2017)10-0046-03