“調(diào)查社區(qū)、村鎮(zhèn)或?qū)W校附近淡水區(qū)域水質(zhì)”的教學(xué)設(shè)計(jì)

婁 玥 黃秋生

(浙江省德清縣高級(jí)中學(xué) 313200)

1 教材分析

本節(jié)內(nèi)容是浙科版《生物學(xué)》教材必修3第7章第3節(jié)“人類對(duì)全球環(huán)境的影響”中的一個(gè)活動(dòng)性欄目。它處于必修部分的最后章節(jié)，是在學(xué)生已了解生物學(xué)必修部分知識(shí)的基礎(chǔ)上，以現(xiàn)實(shí)環(huán)境為依據(jù)，利用已有的學(xué)科知識(shí)解決實(shí)際問題的課程內(nèi)容。雖然本節(jié)內(nèi)容放在高中生物學(xué)科中，但研究對(duì)象是附近的淡水區(qū)域的水質(zhì)，是學(xué)生身邊的現(xiàn)實(shí)問題。

因此，本節(jié)課的開展不僅僅局限于生物學(xué)課堂，而是站在綜合實(shí)踐課程的出發(fā)點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)事物的整體認(rèn)識(shí)能力及廣闊的認(rèn)知視野，學(xué)會(huì)綜合性地解決問題。

2 學(xué)情分析

學(xué)生對(duì)環(huán)境污染現(xiàn)象有很多直接或間接的認(rèn)識(shí)，且這些認(rèn)識(shí)不僅來源于課堂，還來源于課外閱讀，包括網(wǎng)絡(luò)閱讀；不僅來源于生物學(xué)科，還來源于其他學(xué)科。同時(shí)，學(xué)生已經(jīng)具有一定的收集資料、設(shè)計(jì)方案、實(shí)施方案、得出結(jié)論和提出建議的能力。

然而，學(xué)生缺少的是應(yīng)用這些能力的真實(shí)情境。在此調(diào)查過程中，學(xué)生活動(dòng)會(huì)遇到一些困惑或挫折。教師對(duì)實(shí)踐活動(dòng)的組織工作需要更細(xì)致，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生提出觀點(diǎn)，積極思考和求索。

德清縣是江南水鄉(xiāng)的代表，其中京杭大運(yùn)河(德清段，下同)穿越雷甸、新安和新市三鎮(zhèn)，有不少學(xué)生就居住在運(yùn)河兩岸，故將其作為研究對(duì)象，更能激發(fā)學(xué)生的參與熱情。

3 教學(xué)過程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課 京杭大運(yùn)河是世界上歷程最長、工程最大的古代運(yùn)河，貫通南北，溝通五大水系，對(duì)南北兩岸的經(jīng)濟(jì)、文化的交流作出了重要的貢獻(xiàn)。京杭大運(yùn)河德清段水域的水質(zhì)情況如何？讓學(xué)生簡(jiǎn)要說一說該段水域的情況。如果要調(diào)查京杭大運(yùn)河的水質(zhì)情況，需要做些什么？學(xué)生對(duì)水質(zhì)調(diào)查的方法可能是不全面的、不科學(xué)的，從而引出完成一個(gè)科學(xué)的水質(zhì)調(diào)查需要運(yùn)用哪些方法。

設(shè)計(jì)意圖： 調(diào)查水質(zhì)從學(xué)生周邊的環(huán)境出發(fā)，通過創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.2 討論一： 分工與采樣 根據(jù)在投影和學(xué)案中展示的京杭大運(yùn)河的概略圖，完成小組分工和確定各組采樣點(diǎn)的分析。在小組分工時(shí)，完成兩個(gè)層面的分工： ①討論分工。包括： 發(fā)言人、記錄員和組長。各人的職責(zé)是： 發(fā)言人闡述整組觀點(diǎn)、記錄員記錄各個(gè)成員觀點(diǎn)、組長保證每個(gè)成員有發(fā)表意見的權(quán)利和義務(wù)。②調(diào)查時(shí)分工，每組根據(jù)調(diào)查方案不同進(jìn)行不同的設(shè)置，如采用實(shí)驗(yàn)法和調(diào)查問卷法，則需對(duì)實(shí)驗(yàn)人員和調(diào)查人員進(jìn)行分工。

各小組進(jìn)行討論，確定采樣點(diǎn)。根據(jù)京杭大運(yùn)河的地圖及沿岸主要工廠、養(yǎng)殖場(chǎng)和城鎮(zhèn)的分布，確定采集水樣的位置，并闡述理由。然后，由發(fā)言人分享本組觀點(diǎn)，如有小組將沿岸所有的化工廠附近流域作為比較對(duì)象；也有小組重點(diǎn)研究上游、中游和下游的水質(zhì)差異。

設(shè)計(jì)意圖： 小組討論及調(diào)查活動(dòng)的順利開展建立在合理分工的基礎(chǔ)上，在確定采樣點(diǎn)上，各組會(huì)呈現(xiàn)不同的采樣點(diǎn)和理由。教師引導(dǎo)學(xué)生建立一個(gè)可操作的模型，讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的主觀能動(dòng)性。

3.3 討論二： 研究方案 在小組分工和確定采樣點(diǎn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研究方案，教師提供一些可以參考的方法供學(xué)生選擇： ①實(shí)驗(yàn)法。直接數(shù)據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生突破學(xué)科界限，可以采用化學(xué)、物理和地理等不同學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。提醒學(xué)生有些數(shù)據(jù)的采集可通過實(shí)驗(yàn)法獲得，有些數(shù)據(jù)也可以用肉眼觀察，語言描述。間接證據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)說明運(yùn)河水對(duì)生物的生長是否有影響，有什么樣的影響，以及確定在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中可觀測(cè)指標(biāo)是什么。②文獻(xiàn)法。文獻(xiàn)法包括從書籍、報(bào)刊和網(wǎng)絡(luò)等多方面獲得的信息以及環(huán)保部門監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)等；③問卷或訪談法。詢問周邊的居民對(duì)水質(zhì)的看法或設(shè)計(jì)調(diào)查問卷獲取大批量的數(shù)據(jù)。④其他可采用的方法。

為了輔助學(xué)生的思考討論，教師在投影上展示京杭大運(yùn)河的照片，以及教師采集的不同水質(zhì)的水樣等，給學(xué)生一些直觀體驗(yàn)，促進(jìn)他們思考。學(xué)生觀察京杭大運(yùn)河水域的照片，觀察教師采集的運(yùn)河水樣本。通過小組討論確定研究方案。由發(fā)言人陳述本組將通過什么手段，擬采集哪些直接數(shù)據(jù)，或簡(jiǎn)述設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的思路，或運(yùn)用問卷或訪談法時(shí)需要涉及到什么問題等。

設(shè)計(jì)意圖： 運(yùn)用圖片、實(shí)物給學(xué)生直觀體驗(yàn)。給學(xué)生提供研究方法旨在給學(xué)生一個(gè)可采用的思路，根據(jù)小組情況協(xié)助學(xué)生完善研究過程。在實(shí)際的教學(xué)過程中，不同小組采用的研究方法略有不同，有些小組采用了血細(xì)胞計(jì)數(shù)板等生物學(xué)儀器設(shè)備研究微生物的種類和數(shù)量，另一些小組側(cè)重于采用物理、化學(xué)的方法獲取研究數(shù)據(jù)。學(xué)生在綜合運(yùn)用各科目知識(shí)的能力方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過教師的預(yù)設(shè)。

表1 某水樣數(shù)據(jù)記錄表

表2 對(duì)照實(shí)驗(yàn)記錄表

3.4 討論三： 實(shí)驗(yàn)記錄表的設(shè)計(jì)與實(shí)驗(yàn)實(shí)施 教師提供一些實(shí)驗(yàn)記錄表的實(shí)例，給學(xué)生提供一個(gè)可模仿的范例，或引導(dǎo)學(xué)生參考教材上的樣表確定本組的實(shí)驗(yàn)記錄表。在調(diào)查實(shí)施階段，可以采用“觀察、取樣→調(diào)查、訪談→實(shí)驗(yàn)研究→記錄數(shù)據(jù)、結(jié)果”的流程進(jìn)行。學(xué)生小組討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表(表1、2)，明確實(shí)際調(diào)查流程，完成取樣與調(diào)查研究。

設(shè)計(jì)意圖： 以示例的形式展示實(shí)驗(yàn)記錄表給學(xué)生一個(gè)模仿的范式，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何清楚地記錄數(shù)據(jù)。

3.5 討論四： 統(tǒng)計(jì)分析，提出建議 表3為某地高中生調(diào)查數(shù)據(jù)。引導(dǎo)學(xué)生通過小組討論的方式，分析數(shù)據(jù)，得出水質(zhì)是否污染的結(jié)論。并針對(duì)上述數(shù)據(jù)，提出治理建議。

表3 某地高中生調(diào)查數(shù)據(jù)

學(xué)生小組用討論的方式統(tǒng)計(jì)分析表3數(shù)據(jù)，得出水體是否污染的結(jié)論。繪成曲線圖，分析該圖得知京杭大運(yùn)河的水質(zhì)是否對(duì)生物的生長造成了影響，并針對(duì)水質(zhì)污染狀況提出治理意見。

設(shè)計(jì)意圖： 提供某地學(xué)生對(duì)京杭大運(yùn)河的調(diào)查數(shù)據(jù)及對(duì)照實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，旨在促進(jìn)學(xué)生數(shù)據(jù)分析的能力，以及分析問題、解決問題的能力。

3.6 總結(jié)提升，拓展應(yīng)用 教師提供德清縣“五水共治”的具體措施(表4)，以及“豬舍種菌菇轉(zhuǎn)產(chǎn)為‘治水’”的新聞。總結(jié)調(diào)查研究的一般流程： 小組分工，確定采樣點(diǎn)→確定方案，設(shè)計(jì)記錄表→調(diào)查實(shí)施→統(tǒng)計(jì)分析，得出結(jié)論→提出建議。

表4 德清縣“五水共治”措施

設(shè)計(jì)意圖： 回歸京杭大運(yùn)河水質(zhì)情況，了解水質(zhì)改善措施，樹立人與自然和諧發(fā)展的哲學(xué)觀。