淺析拓展性實踐活動在高中生物學深度學習中的應用

王冬冬 吳光華 袁曉明

教材拓展性實踐活動是指基于教材內容的編排，拓展出來的相關實踐活動，是對教材知識的補充和進一步探究。在活動中，學生具有較高的支配權和主導權，可將科學、技術、工程、數學等學科有機結合，形成立體思維，在科學知識、技術操作、工程素養等多方面綜合發展，從而提升高階思維能力。筆者嘗試立足學科核心素養，挖掘拓展性實踐活動，引領學生進行深度學習。

1構建模型，讓基礎知識“立”起來，樹立生命觀念

在學習中，少部分學生和教師過于注重應試教育的訴求，對教材中的實踐活動不重視，甚至于課后復習階段演變成“刷題、刷題、再刷題”，未達到理想的學習效果。教師要注意依托新課程理念，“以人為本”，做到“取法于內，獲益于外”。以減數分裂為例，減數分裂是遺傳與代謝的重點內容之一，學生易忘、易混。教師若采取常規歸納、比較等方法，很難使學生高效掌握這一基礎概念。筆者嘗試立足課本，以減數分裂的過程為著眼點，圍繞這一重點內容建立多維模型的“局域網”可以幫助學生加深對基礎知識的理解，突破“基礎知識—生命觀念—科學思維”的飛躍。

1.1構建減數分裂物理模型

通過制作物理模型（圖1），學生不難發現減數分裂由減數第一次分裂和減數第二次分裂構成，兩次分裂又細分為前期、中期、后期、末期四個時期，各時期染色體的數量和形態一目了然。學生通過比較相鄰時期模型之間的差別，演繹時間段內物質的變化過程，制作減數分裂動態模型，有利于理解減數分裂連續的物質變化過程。

1.2構建減數分裂概念模型

在學生明確減數分裂的過程后，教師引導學生繼續構建減數分裂概念模型（圖2）。學生通過繪制概念圖，清晰地將減數分裂中各時期結構、物質變化一一對應起來。

1.3構建減數分裂物質變化的數學模型

教師以減數分裂過程中主要物質的變化為例，引導學生建立數學模型（圖3），幫助學生定量分析細胞分裂過程中DNA、染色體、染色單體的問題。

2設計科學實驗，讓科學思維“生根發芽”，發展科學探究能力

很多學生在教材基礎內容的分析和單一知識的解答時往往問題不大，但一遇到新的情境分析和綜合性問題時往往不知所措。這表明學生靈活解決問題的科學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踐活動，引導學生多角度審視問題，提高學生提出問題、解決問題的能力，潛移默化地培養學生知識遷移和科學歸納的表達能力，培養學生科學思維和科學探究能力，提高學生的綜合能力。

2.1進一步探究實驗

高中生物學教材涵蓋的廣度和深度是針對大多數高中生的認知水平和綜合能力設置的。不同的學生之間存在差距，教師應該尊重學生之間的差距，同時要保護學生的好奇心和求知欲。當學生提出問題時，教師要幫助學生一起分析該問題探究的價值性和可操作性。在學生明確問題后，教師繼續引導學生分析實驗目的、設計實驗步驟，積極鼓勵、協助學生開展實驗，完成探究。例如，開展“綠葉中色素的提取和分離實驗”，教師鼓勵學生大膽提出問題。學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？基于已經掌握的科學方法——控制變量和設計對照實驗，學生很容易想到選用同種植物不同成熟度的葉片進行成熟度對色素含量影響的探究，選用不種植物葉片進行不同種類綠葉中色素含量比較。學生在教材實驗的進一步探究中主動獲取知識的同時，鍛煉能力，培養科學思維。

2.2改進式實驗

教材部分實驗在教學實踐中存在材料不易獲取、實驗現象不明顯等問題。師生可針對發現的問題，對實驗進行創新改進。例如，在“探究植物細胞的吸水和失水”實驗中，相比紫色的洋蔥鱗片葉外表皮，透明的洋蔥鱗片葉內表皮細胞更容易大面積撕取單層細胞。面對實際操作過程中出現的問題，學生可能嘗試更好的獲取鱗片葉外表皮細胞的方法，或者考慮解決鱗片葉外表皮細胞原生質層兩側顏色對比不明顯的問題。在操作中，有學生用內表皮代替外表皮，并將外界溶液改成高于細胞液濃度的紅墨水等有色溶液。也有學生更換實驗材料，用其他更易撕取單層細胞的材料代替洋蔥鱗片葉外表皮，如馬齒莧莖表皮細胞。改進后的實驗更易操作，實驗現象明顯。學生可以從過程中學習到精益求精、不斷進取的精神。

2.3體驗性實驗

高中生物學《必修1·分子與細胞》闡述了很多微觀的原理現象，部分內容較為抽象難懂，由于書本文字形式的局限，不能直觀展現部分現象原理。例如，教材用同位素標記法示蹤“分泌蛋白的合成和運輸”，學生很難理解不同時間放射性出現位置為何能說明蛋白質合成運輸的途徑。教師即使使用多媒體動畫輔助教學，仍不能非常透徹地說明同位素標記法。學科間知識原理的交叉遷移能很好地攻克該難點。原始動畫制作是多幅圖片快速翻動，人的視覺停留時間約為0.1～0.4 s，快速翻動的圖片在視覺上連成一個動畫。將分泌蛋白的形成過程逆向思維拆解成圖片，學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畫，體驗“分泌蛋白的合成和運輸”的過程，由被動接納轉變為主動探索學習。

2.4趣味性實驗

教材在大概念、重要概念、次位概念描述中常會涉及一些綜合性知識，這些知識有些涉及前沿科學或社會熱點問題，教師要抓住這些學生感興趣的細節，提高教學的多元化和趣味性。例如，在“探究酵母菌細胞呼吸方式”中，教師可以引導學生關注社會熱點話題——酒駕，引發學生對生命的敬畏，培養學生的社會責任感和安全意識。同時，學生以所學的乙醇的化學性質、氧化還原反應為知識背景，了解酒精檢測的原理，進行酒精濃度計算，融合工程學原理，自制酒精檢測器，培養動手能力，落實社會責任，教學內容趣味橫生。

3實踐調查，學科知識“融入生活”，培養社會責任感

實踐調查是在真實情境中體驗科學過程和社會生活相結合。調查問卷和調查記錄表的制作、數學統計方法等都是調查過程中不可或缺的。調查結果能反映一些社會問題，培養學生社會責任意識。中學實踐調查分為實地調查和問卷調查兩種。

3.1實地調查

在實地調查過程中，學生能理性地認識調查對象，發展綜合與分析的能力。聯系社會的活動能鍛煉學生與人交往的能力，培養學生的社會責任感。例如，在水稻種群密度調查過程中，學生按照“明確調查對象→收集調查對象基本信息→制定活動思路，設計調查表→分組普查→整理歸納→總結反饋”的步驟開展活動，熟練運用種群密度的調查方法。

3.2問卷調查

學生針對一些社會問題和熱點問題，制作問卷，如α-地中海貧血調查問卷的問卷設計。學生完成調查后，及時反饋數據，分析原因，提出應對解決方案或建議，強化健康意識，落實社會責任感。

好的培養過程能給學生帶來更高的未來發展格局。教材拓展性實踐活動交叉學科知識，以發展學科核心素養為宗旨，高度關注學生學習過程中的實踐經歷，加深學生對生物學概念的理解。教師開展模型構建、教材實驗改進、教材實驗創新等活動，引導學生用科學的觀點和思路探討或解決現實問題，更好地提升學生應用知識能力，培養學生創新精神，符合國家對人才的培養要求。