巧用豌豆貫穿實驗 提升素養滲透勞育

摘 要：以豌豆為材料進行室內外實驗，嘗試進行探究實驗，合作學習，培養學生生命觀念和社會責任，提升生物學學科核心素養。學生通過親自種植豌豆的實踐活動，體驗勞動，學以致用，收獲雜交豌豆果實，享受勞動的樂趣，從而熱愛勞動。

關鍵詞：豌豆;核心素養;勞動教育

2020年7月，教育部在《大中小學勞動教育指導綱要（試行）》中明確規定，全面提高學生勞動素養，使學生樹立正確的勞動觀念、具有必備的勞動能力、培育積極的勞動精神以及養成良好的勞動習慣和品質[1]。《普通高中生物學課程標準》倡導以核心素養為宗旨，強調學生學習的過程是主動參與的過程，讓學生積極參與動手和動腦的活動，通過探究性學習活動，加深對生物學概念的理解，提升應用知識的能力，培養創新精神，進而能用科學的觀點、知識、思路和方法，探討或解決現實生活中的某些問題[2]。

豌豆是遺傳學經典的實驗材料之一，對學生來說既熟悉又陌生。以豌豆為材料進行室內外實驗，在實驗中掌握相關原理，在相關原理運用中進行實驗。通過室內相關實驗探究、室外豌豆種植及雜交實驗，學生對豌豆及教材中的實驗有更加直觀、深刻的認識。在小組合作與交流過程中，既實現了豌豆一材多用，又提升生物學學科核心素養，充分滲透勞動教育。通過室內實驗，充分鍛煉學生實驗設計及動手能力。在種植豌豆的生產實踐過程中，學生親自參與生產勞動，利用所學的生物學知識來解釋生產過程中的一些現象，指導生產實踐，嘗試進行雜交實驗，體驗收獲勞動果實的喜悅，增強了勞動成就感。

一、巧用豌豆，貫穿實驗，獲取新知

在高中生物教材涉及的實驗中，不同的實驗根據實驗效果取用不同的材料。豌豆主要用于雜交實驗，以豌豆為材料進行探究實驗，實現一材多用，值得嘗試與實踐。結合高中生物教材中的實驗內容，師生討論交流，設計實驗流程。

通過實驗，學生對教材的實驗有更直觀、深刻的認識，同時也產生了一些新的疑問，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不同的品種，在檢測還原糖和淀粉含量是否有差異時，按照教材的實驗步驟只能進行定性分析，學生會思考如何更好地控制無關變量以保證實驗結果更加可靠，同時查閱文獻尋找定量分析的方法。中學生物教材涉及的實驗中淀粉遇碘變藍，而在具體的實驗過程中，學生發現豌豆勻漿遇碘變紫紅色;實驗結果與已有的認知沖突，學生通過上網查閱相關資料了解到淀粉有支鏈淀粉和直鏈淀粉之分，兩者的顯色結果不同。

學生相互之間嘗試提出問題，并應用所學的知識進行解釋，如：種子萌發過程中為什么要泡水？水以什么樣的方式進入細胞？萌發需要什么樣的環境條件？不同的環境條件對種子萌發有何影響？萌發過程中有機物的種類和數量發生什么樣的變化？細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生什么樣的變化？

在實驗過程中，學生也能夠在教材的基礎上進行探究摸索條件，解決實驗過程中出現的問題。比如，在觀察豌豆根尖有絲分裂的實驗過程中，起初學生按照教材的步驟，發現實驗效果不大理想，很多細胞結構被破壞，分析原因可能是解離過度。學生嘗試進行探究摸索豌豆根尖最佳解離時間，通過實驗明白了不同生物材料解離時間有所不同，從而更加理解各個實驗步驟的目的。

二、科學探究，合作學習，提升素養

通過探究實驗，提高學生的設計探究實驗能力，實驗設計的科學性、對照性、嚴謹性等得到很好落實，表達能力得到很好的訓練和提升。在實驗設計中緊密聯系教材中較多的必做實驗內容，進一步提升學生實驗能力和理論知識。通過科學探究活動能夠滿足學生的發展需要，給學生充分動手實驗和實踐的機會，使學生勇于嘗試、敢于創新、樂于合作、善于交流，促進學生的個性化發展，培養學生的生命觀念、科學思維、科學探究和社會責任等核心素養。

（一）科學探究，培養科學思維

實驗探究過程按照以下步驟展開：提出問題——做出假設——設計實驗——進行實驗獲得結果——討論交流得出結論。

提出一個問題往往比解決一個問題更重要，學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價值，是否對生產生活實踐有指導意義，還有探究實驗是否具有可操作性，這些都是值得學生去考慮的問題。有的學生提出：探究豌豆種子的萌發是否需要水？這樣的課題在初中已經探究過了，而且已經過實踐證明了，所以探究的意義不大。

通過集體討論交流及教師的適時引導，確定了研究的主題及實驗流程，需要具體設計實驗。基于實驗的流程，由于實驗材料的使用前后有一定的聯系，學生需要以班級為單位，全盤考慮。全班分為若干組，每組5～6人，選一個小組長，課代表帶領小組長一起討論具體實驗步驟。如實驗設計的第一步是分組編號，豌豆要分為幾組，學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，各個室內實驗需要顧及重復實驗等問題，最終確定組別。同時也需要留意實驗的先后順序，如測定發芽勢之后，一部分進行播種，另一部分繼續在室內培養;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，以保證充分利用實驗材料。

實驗設計既有利于熟悉教材中的驗證實驗基本原理和過程，又有利于養成科學思維的習慣，形成積極的科學態度。通過實驗設計表格（見表1），學生能更好地把握設計細節及要點。同時，教師根據學生的實驗設計，及時了解學生在實驗設計的科學性及語言表達嚴謹性等各方面是否存在問題，以便及時指導糾正。

在本次實驗設計的環節中，設計者為高一學生，由于在學期初，學生所學的知識還不多，學生對生物學的認識停留在初二水平，有些基本方法與思路存在不同程度的遺忘。在學生首次提交的實驗設計中，對于實驗變量把握得不夠精準，表達不夠嚴謹，實驗步驟的設計存在可行性差等問題。經過教師的指導，學生更好地掌握實驗設計的原則，形成比較清晰的探究思路，養成嚴謹的科學思維，利于實驗的展開與實施。比如：一學生在探究不同光照及溫度條件下豌豆葉綠體的觀察對比，學生認為因變量是葉綠體的活性。但是如何檢測葉綠體的活性呢？通過直接觀察難度比較大，通過教師的引導，學生認為可以通過觀察對比葉綠體的數量來進行。學生從中認識到了，因變量的檢測是可觀測的。對于預期的結果，學生認為自然光照及適宜溫度的培養條件下的豌豆幼苗葉綠體更有活性，流動更快。在教師的引導下，學生明白了葉綠體是進行光合作用的場所，其活性可以通過光合作用強度來檢測，但是光合作用強度不一樣，葉綠體不是唯一的影響因素;葉綠體流動的快慢與細胞質及細胞所處的環境有一定的關系，從而意識到在因變量的檢測的上存在錯誤的認知。通過這樣的師生交流，實驗設計過程有利于培養學生的科學思維。

實驗假設和實驗設計是否科學可行，還需要通過實驗檢測。實驗的實施既能提高學生的實驗動手能力及解決實際問題的能力，又能培養學生求真務實的態度及科學嚴謹的探究精神。學生及時記錄實驗現象和結果，發現新的問題并提出新的問題，深化探究，將所學的知識融會貫通，例如：前述的豌豆根尖有絲分裂最佳解離時間的探究。

（二）合作學習，培養生命觀念和社會責任

在探究實驗的設計過程中，需要經過小組討論交流完成，組員要充分發揮主觀能動性，集思廣益，在教師的指導下，最終完善實驗設計;在實驗設計的基礎上，小組內成員明確分工、互助合作，有利于實驗過程順利展開。比如，豌豆種子萌發前，每天都需要換水，這就需要小組成員分工輪流完成。在室內實驗結束時，各組組長進行匯報并與全班同學討論與交流，通過自評與互評可以更好地認識自己的優點和不足，形成社會責任意識，同時提升學生的語言表達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任意識。實驗過程中，學生發現不同組的豌豆生長情況存在明顯差異，分析其原因，學生發現與平時每日的定期澆水及定時松土施肥存在密切的聯系，有個別組員由于主觀原因（比如偷懶、不在乎等）或客觀原因（比如遇到周末時間，組員之間沒有協調好等）未及時澆水導致豌豆苗萎蔫，最終影響整組豌豆苗的正常生長發育，這引起整組成員的深刻反思，明白了分工合作、責任擔當的重要性。在交流的過程中，他們敢于承認自己存在的問題，給其他組成員提供了獲得成功的寶貴經驗。

三、體驗勞動，學以致用，熱愛勞動

通過親自種植豌豆的實踐活動，讓學生形成正確的勞動價值觀，弘揚勞動精神，引導學生熱愛勞動、尊重勞動、崇尚勞動，養成勞動習慣和能力，能將所學的生物學知識和技能應用于生產實踐，認識到勞動實踐需要科學指導，增強學生勞動生產的科學意識，促使學生將科學勞動的觀念內化于心。

（一）親自種植，體驗勞動

豌豆園地的松土、豌豆的播種、定期澆水、適時松土與施肥、插爬藤架子、除病蟲害等都由學生親身實踐，讓學生體驗勞動，感受到勞動的艱辛及勞動人民的不易;通過豌豆雜交實驗，包括去雄、套袋、人工授粉等基本操作，體驗孟德爾的雜交實驗，進而聯系中國雜交水稻技術，認識到袁隆平雜交實驗的不易，從而尊重勞動、崇尚勞動，同時也增強了學生的責任感。種植過程中學生通過園藝工人的實地指導、教師的理論指導及自己搜集的資料，學會了種植豌豆的基本技能，進而領會各種植物種植的基本要領。在進行豌豆雜交實驗的過程中，學生雖然對理論都理解了，但對于何時適合去雄，還需要觀察摸索，通過親身實踐，學生體驗到雜交實驗的不易，深刻體會到“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”的道理。

（二）學以致用，指導生產

在豌豆種植過程中，會涉及很多生物學知識。學生能把所學的生物學知識應用于生產實踐中，更好地指導生產。比如，松土有利于給植物提供更多的氧氣，促進細胞呼吸從而促進植物的生長;又如，水分及無機鹽對植物的呼吸作用和光合作用等各種代謝活動都有重要的作用，能夠促進植物的生長發育。通過在實驗及實踐活動中緊密聯系豌豆生長發育過程涉及的相關知識，加深對遺傳學經典實驗材料豌豆的認識。這些理論知識可以很好地指導種植豌豆，同時在種植過程中，學生可以回顧所學的知識，加深對理論的認識，深刻體會到知識的力量和學習知識獲得的成就感。

（三）收獲果實，熱愛勞動

在種植豌豆過程中，出現了豌豆平時被摘著玩、每逢周日被大量偷摘的事件，對于辛勤勞動期待收獲勞動果實的學生來說，無疑會產生憤怒的情緒。此時，教師趁機教育，讓學生明辨是非，理解校園的德育工作開展的必要性，從而產生了責任感和正義感。豌豆收獲時，教師讓學生把豌豆帶回家炒，將炒熟的豌豆帶到學校與同學共享，雖然產量不高，但是學生在這個過程中很好地分享與交流勞動成果，那種喜悅之情、勞動成就感油然而生。同時通過在家自己炒豌豆，學會一項新的生活技能，懂得與同學分享快樂。學生通過嘗試進行雜交實驗，對雜交豌豆百般呵護，每日都去觀察雜交豆莢的生長狀況，及時與教師和同學分享快樂，最終能夠很好地體驗收獲雜交豆莢時的喜悅，與人共享的愉悅，體驗勞動之美，認識勞動的價值，享受勞動的樂趣，進而熱愛勞動。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.大中小學勞動教育指導綱要（試行）[M].北京：北京師范大學出版社2020.07.

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

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

本文系福建省教育科學“十三五”規劃2020年度課題“基于核心素養的高中生物學校本課程的開發與實踐研究”，No.FJJKXB20-610。

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