以生物研究性學習活動為載體培養學生生物學科關鍵能力
——以“探訪家鄉古樹名木”生物研究性學習活動為例

湯曉梅 （江蘇省常州市金壇區華羅庚實驗學校 江蘇常州 213200）

以生物研究性學習活動為載體培養學生生物學科關鍵能力
——以“探訪家鄉古樹名木”生物研究性學習活動為例

湯曉梅 （江蘇省常州市金壇區華羅庚實驗學校 江蘇常州 213200）

結合初中生物研究性學習的真實案例：以探訪家鄉古樹名木為例，探討如何在生物研究性學習活動中培養學生結構與功能觀、進化與適應觀；歸納與演繹、模型建構、批判性思維；觀察與提出問題、方案設計與實驗、結果分析與表達；保護環境、健康生活這些生物學科關鍵能力。

生物學科 研究性學習 學科關鍵能力

1 生物研究性學習活動的特點

以研究性學習活動的形式，培養學生的生物學科關鍵能力，既符合中學生的認知特點，又順應大生命科學教育的潮流。與傳統生物（學）教學相比，有以下特點：

首先是實踐性。生物本來就是一門自然科學，學習方式是注重生物實踐性的，而研究性學習也是一種實踐性較強的教育教學活動。實踐轉變學生單一的課堂上以知識傳授為基本方式、以知識結果的獲得為直接目的的學習活動，強調多樣化的實踐性學習，如探究、調查、訪問、勞動實踐等。因而，生物研究性學習活動課程比其他任何課程都更強調學生對實際活動過程的親歷和體驗。學生是通過實踐的方式來獲得經歷和體驗的。生物課程的實踐活動，是生物研究性學習的基本學習方式。

其次是開放性。生物研究性學習活動強調超越生物（學）教材、課堂和學校的局限，在活動時空上更向自然環境、學生的生活領域和社會活動領域延伸，密切學生與自然、生命、生活的聯系。其活動目標和內容具有開放性。

最后是綜合性。生物研究性學習活動要求活動的設計和實施要尊重學生在生活世界中的各種關系及其處理這些關系的已有經驗，運用已有生物學知識，通過綜合實踐活動來展開。從內容上來說，研究性學習活動的主題范圍主要包括了學生與自然、生命、生活等基本問題；無論什么活動主題，其設計和實施都必須體現個人、社會、自然的內在整合。但是它不是幾門學科簡單綜合而成的活動，而是以科學研究為主的課題研究活動。

2 以“探訪家鄉古樹名木”生物研究性系列活動為例培養學生生物學科關鍵能力的幾點做法

古樹名木，據我國有關部門規定，一般樹齡在百年以上的大樹即為古樹；而那些樹種稀有、名貴或具有歷史價值、紀念意義的樹木則可稱為名木。名木古樹有八大價植：生態價值、經濟價值、景觀價值、文化價值、歷史價值、科研價值、開發價值、旅游價值，所以值得我們去研究。參照高中生物學科關鍵能力的培養，以2年來帶學生開展的“探訪家鄉古樹名木”生物研究性學習活動為例，詳細闡述在這個系列活動中如何培養初中生生物學科關鍵能力的。

2.1 培養生命觀念中的關鍵能力：結構與功能觀、進化與適應觀

2.1.1 了解“家鄉古樹名木”的名稱，培養結構與功能觀

在現實生活中,“名片”起到介紹身份、提供信息、加強聯系的作用。家鄉的古樹名木美化了人們的環境。人們在享受自然，身心得到放松的同時，常常因不了解這些植物的名稱、特征等而爭論不休。于是，筆者決定帶領學生為家鄉的古樹名木掛上“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，以及內在的文化價值。例如，學生在活動中了解到栓皮櫟這種樹之所以叫栓皮櫟是因為其栓皮層特別發達，它是少數幾種可以大面積剝取樹皮用于制作高檔葡萄酒的瓶塞和隔音板等的樹種，這與學生課堂內學到不能剝樹皮，否則樹會因為破壞了樹皮中的篩管而無法運用有機物，最終導致死亡的知識相沖突。學生抓住了這個問題進行研究，結果得出栓皮櫟特別的莖的結構決定了它有這樣的再生功能，從而又一次驗證了結構與功能相適應的觀念。

2.1.2 觀察“家鄉古樹名木”生態環境，培養進化與適應觀。

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。”按照現代生物學的專用術語來說，學生在“俯察品類之盛”時就不僅是像古代先賢們在與大自然的交往中，認識它們，了解它們，而是已經不自覺地構建生物學概念：這些生物在幾千年中不斷進化，以備適應不斷改變的環境。比如，學生發現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?也有人認為，千年枸骨也許已經適應了這樣的環境，人為的干擾會否給它帶來更大的傷害。

2.2 培養理性思維中的關鍵能力：歸納與演繹、模型建構、批判性思維

2.2.1 編寫“家鄉古樹名木”書籍，培養學生的歸納與演繹

學生在探訪了所有在冊登記的家鄉古樹名木后，決定共同編寫《家鄉古樹名木》一書，讓更多的人認識這些珍貴的植物。在編寫過程中，發現零散的單個植物介紹沒有系統性，于是鼓勵學生按一定的標準進行分類介紹。比如按植物生長環境分水生、陸生；按是否原生地外來物種、本地物種；按植物分類學科、屬；按用途分藥用、食用、觀賞……這樣的分類實際上是一種歸納與演繹。

2.2.2 開展“家鄉古樹名木”種植，培養學生的模型建構

七年級上學期的生物教學涉及到大量植物，教師上課時不能光有理論，還要有實踐。學校支持我們生物研究性學習活動，特開辟了一塊土地，教師便帶領學生開展種植“家鄉古樹名木”中的櫸樹、樟樹、桂花等活動。以上的種植讓學生們真切的感受到植物一生的生長情況：種子萌發、根莖葉的生長、開花與結果。在四季的輪回中，學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了高等開花植物的一生的生長模型：種子萌發→根莖葉的生長→開花結果。

2.2.3 測算“家鄉古樹名木”年齡，培養學生的批判性思維

課堂上學到通過數木質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。如何測算一棵繼續活下去的樹的年齡呢?教師補充并帶領學生用數樹枝的方法對小樹苗，而且還要是實生苗，估猜它的年齡。可學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，世界領先）、C14同位素法（國內常用，且我國華東地區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，也取樣數年輪）、地方史記載佐證法。這個四方法都超越了他們現在的能力，看來沒有戲了！就在此時，有同學們反應，金壇建昌有棵老槐樹，當地老百姓傳說有千年之久了，在常州古樹名木登記表中記錄為名500年，這是真的嗎?學生們對此有了批判性思維，因為有學生探訪現場發現，這棵老槐樹是刺槐，又叫洋槐，一個“洋”字暴露了它本來就是個外來物種，而什么時候才傳入我國的呢?學生們又查閱資料發現：它原生于北美洲，現被廣泛引種到亞洲、歐洲等地。19世紀末引入中國，黃河、淮河流域廣泛栽培，多見于平原及低山丘陵地區。據陳嶸《中國樹木分類學》（1937年版）記載：“洋槐，我國在德人侵占膠州后開始植栽，現早蒼翠成林，故青島有‘洋槐半島’之稱。”不久，刺槐（即洋槐）由青島推廣到全省、全國，成為我國經濟樹種之一。也就是說，那棵樹很可能最多只有100多年。

2.3 培養科學研究中的關鍵能力：觀察與提出問題、方案設計與實驗、結果分析與表達

教師以拍攝“家鄉古樹名木”的活動來闡述如何培養觀察與提出問題、方案設計與實驗、結果分析與表達三個關鍵能力。

今年有一位學生就在清明、谷雨、立夏這三個節氣期間，每隔五天，在每天中的同一時間：下午五點，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，便提出了一個問題：山麻桿在生長過程中葉的變色與哪些因素有關?同學們從學過的生物學知識出發提出各自的猜想：與基因有關；與光照時間和強度有關；與溫度高低有關；與土壤酸堿度有關……基于學生的拍攝觀察，提出上述問題，作出許多假設與猜想，一切顯得那么自然，那么水到渠成。

有了問題和猜想，怎么能不動手設計實驗?接下來學生通過控制變量設計了一系列對照實驗。其中一個比較好操作的實驗是控制其它條件不變，改變光照時間：對照組在模擬自然條件下，每天山麻桿接受的光照時間越來越長；實驗組則人為改變成每天山麻桿接受的光照時間越來越短。目前方案已經制訂完成，只等明年春天開始付緒行動。

期待明年在許多實驗的基礎上進行分析，得出結論，用探究實驗報告的形式表達出來。

2.4 培養社會責任中的關鍵能力：保護環境、健康生活

2.4.1 宣傳“家鄉古樹名木”的保護，培養學生保護環境意識

家鄉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。筆者動員全校學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、一個傳說為線索，增加市民以及社會各界對家鄉古樹名木的了解，增強人們的保護意識，弘揚生態文化，為“國家森林城市，綠色生態家園”做出自己的貢獻。在活動中學生親眼目睹了一棵千年枸骨的生長環境非常不理想，面臨瀕死，令人擔憂，更談不上開發利用這些不可復制的遺產。最后大家決定給政府相關部門寫一份保護它們的建議書，以政協提案的形式提交并督促執行。

2.4.2 尋找“家鄉古樹名木”的藥用價植，培養學生健康生活的觀念。

為了讓學生對家鄉古樹名木對應的植物的藥用價植有感性認識，筆者利用許多學生家長在中醫院工作的有利條件，讓學生走進藥房，尋找“家鄉古樹名木”的藥用價植。學生們不僅知道了許多古樹名木對應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疾病，并且發現許多疾病都與不健康的生活習慣有關，最后樹立健康生活的觀念。

3 結束語

3.1 意義

以生物研究性學習為載體，培養學生的生物學科關鍵能力，不僅可以提高學生對生物學習的興趣，豐富學習內容，拓展學習視野，使生物教學出現了質的變化，新型的教學模式、教學關系、學習方法、評價體系正在顯現，學生的創新精神和實踐能力得到了進一步培養和發展，自我動手獲取知識的學習方式逐步深入人心。

3.2 注意事項

學以致用是生物研究性學習的重要特點之一。研究性學習所要解決的問題一般都是具體的、具有一定社會意義的問題，但研究性學習的著眼點不在于掌握與理解多少知識，而在于培養能力的基礎上把重心放在對學科知識與技能的應用上，要讓學生充分運用科學知識去解決生物學科領域的實際問題。

G633.91

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文件編號：1003-7586(2017)10-0046-03