基于智慧農業實踐基地的初中生物實踐教學
——以“生物與環境”主題教學為例

孫 蕾王 穎

（1.深圳實驗光明學校 廣東深圳 518107）

（2.廣東省深圳市光明教育科學研究院 廣東深圳 518107）

深度學習強調引導學生參加社會實踐活動，讓學生進入知識的發現、發展情境與過程中，幫助學生成為知識發現的“參與者”，而不是“旁觀者”。《義務教育生物學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《課程標準》）指出，“教師要多關注STS（科學·技術·社會）教育，給學生提供更多親自參與和實踐的機會”。生物學實踐教學是在課堂理論教學基礎上，以學生主動參與實驗、實踐，親身體驗并從實踐中感悟、研究為主的一種重要教學形式。由此可見，打破“以教室為中心”的空間界限，讓學生進入廣闊的自然世界，開展生物實踐教學是實現深度學習的有效途徑。下文以“生物與環境”主題教學為例，依托“智慧農業實踐教學基地”，探索初中生物學實踐教學。

1 教材分析及設計思路

“生物與環境”是人教版初中生物學七年級上冊第一單元的第二章，內容包括為生物與環境的關系、生態系統和生物圈。在本章之前，學生已經學習了第一章“認識生物”，了解了生物的特征，為本章的學習奠定了基礎。《課程標準》強調，“生物與環境關系的知識，對學生形成熱愛大自然、愛護生物的情感，理解人與自然和諧發展的意義以及提高環境保護意識十分重要”。所以，教師“應指導學生通過對一片草地、一個池塘、一塊農田等的研究，學習調查和觀察的方法，加深對生物與環境關系的認識”。可見，開展“生物與環境”主題實踐教學十分有必要。

《課程標準》要求通過本章的學習，學生能夠構建生態系統等重要概念，具有初步開展探究實驗的能力。由于現在很多中學生遠離農業和大自然，缺乏對生物與環境關系的直觀感受，不易理解生物與環境間的關系，所以構建生態系統的概念是本章的教學難點。基于以上對教材和學情的分析，為突破教學難點，教師結合課標的要求整合教材內容，沿著“探究菜園、發現問題→解決問題、構建概念→拓展視野、形成素養”的主線展開教學，以“生物與環境的關系”為主題，圍繞“菜園是生態系統嗎？”“菜園內生物與環境是什么關系？”等關鍵問題，通過理論與實踐相結合的方式開展教學，引導學生在實踐活動中解決真實問題，讓學生成為知識發現的“參與者”，提升學生的生物學學科核心素養。

2 教學目標

①通過“探究蔬菜區生物與環境的關系”的活動，能夠舉例說明生物能夠適應和影響環境。

②通過分析“蔬菜區的菜被蟲吃的原因”，構建生態系統的概念，并描述該生態系統中的食物鏈和食物網，說明態系統的自動調節能力是有限的。

③通過分析蔬菜區內蜜蜂、鳥等生物的活動范圍，認同“不同生態系統相互關聯，生物圈是一個統一的整體”，形成愛護生物圈的觀念，養成環保意識。

3 教學過程

3.1 依托現場教學，構建概念發現問題

在課外實踐活動前，教師發布小組任務清單，學習小組自愿認領學習任務，為相關活動做好準備。相對課堂理論教學而言，現場教學可以讓學生更直觀地感受生物的真實狀態，教師可引導學生對生物進行現場認知、討論和探究。學生小組任選一種蔬菜探究影響生物生存的生態因素，并完成觀察記錄表一（表1）。

表1 菜園探究活動記錄表一

學生通過一系列的探究活動，得出結論：水、溫度、空氣、光是生物生存的環境條件，生物的生存依賴一定的環境。學生在探究過程中發現，基地的菜青蟲和蚜蟲都是綠色的。學生經分析可知：綠色更容易隱藏在菜地中，不容易被天敵捕食，菜青蟲將綠色作為保護色，是生物適應環境的表現。此外，學生在探究過程中還發現，基地的蚯蚓在土壤中活動，可以使土壤疏松，說明了“生物影響環境”。通過這些環節，學生構建了重要概念：生物與環境相互依賴、互相影響。

接著，教師提出探究問題：菜地是生態系統嗎？并引導學生完成觀察記錄表二（表2）。學生在真實的情境中，觀察與思考生物之間的關系，生物與環境之間的關系，初步構建生態系統的概念，理解生態系統的組成。

表2 菜園探究活動記錄二

“智慧農業實踐教學基地”是生活化的課堂，更是一個隨時隨處可以產生問題、展開研究和發生創生的課堂。學生觀察基地時，會提出許多有趣的問題：菜地的蜜蜂來自哪兒？花生結的種子埋在土壤里嗎？玉米的花是兩性花嗎？基地種植的土豆為什么沒有萌發？影響土豆萌發的主要條件是什么？在蔬菜區域內罩上網兜為了防止鳥吃果實，結果蔬菜被蟲子吃的現象反而變多了，為什么？……其中一些問題與本主題教學關系密切，值得進一步探討。

設計意圖：相對課堂教學而言，現場教學使學習具有真實性、開放性、創生性等特征，這些特征是學生構建重要概念所需要的。在大自然中開展的探究學習增強了學生的好奇心、探究欲、成就感，能促使學生能全身心投入學習，在構建重要概念的過程中，提高探究能力和科學思維能力，形成進化與適應觀。

3.2 聚焦課堂教學，解決問題深化概念

3.2.1 總結探究成果，解決問題突破難點

教師在生物實驗室開展課堂教學，學生小組匯報探究活動完成的情況。教師引導學生學以致用，解決小組提出的問題。例如，教師首先引導學生明確問題為：基地種植的土豆為什么沒有萌發？在教師帶領下，學生分析產生該現象的原因：土豆萌發的適宜溫度是15～20℃，深圳近幾天溫度為7～15℃，低溫導致土豆無法萌發。學生進而得出結論：溫度是影響植物生長的重要非生物因素。再如，學生明確發現的問題為：在蔬菜區域內罩上網兜后發現蔬菜被蟲子吃的現象反而變多了，這是為什么？在教師引導下，學生分析原因：菜地的三種生物由于捕食關系構成了“白菜→菜青蟲→食蟲鳥”的食物鏈，用網兜罩住蔬菜區造成食蟲鳥無法捕食菜青蟲，導致菜青蟲種群數量增長。

在解決上述問題的過程中，學生又產生了新問題：菜青蟲有豐富的食物，且缺少食蟲鳥的捕食。為什么菜青蟲沒有泛濫成災？教師引導學生分析：菜青蟲的天敵只有食蟲鳥嗎？學生意識到：菜青蟲有很多天敵，如食蟲鳥、黃蜂、蜘蛛等。天敵的捕食抑制菜青蟲種群數量的增長。一個生態系統中往往有多條食物鏈，它們彼此交錯鏈接構成食物網。因此，生態系統具有一定的自動調節能力。最后，學生總結生態系統的組成、食物鏈和食物網等知識點，梳理生態系統相關概念之間的關系，構建生態系統的概念圖。

設計意圖：現場實踐教學可以讓學生沉浸式地學習，學生能夠提出很多值得探究的問題。通過解決這些問題，學生深化了對“生態系統”概念內涵的理解。同時，教師通過引導學生構建概念圖，提升學生自學能力和歸納能力。

3.2.2 拓展實驗探究，加深概念理解

《課程標準》指出需要為探究性學習創設情境，注意探究性學習活動的課內外結合。因此，對于探究實驗“非生物因素對某種動物的影響”，教師鼓勵學生在基地尋找合適的實驗材料，并引導學生經歷“發現現象—提出問題—作出假設”的過程。例如，教師引導學生發現“龜紋瓢蟲藏在生菜心里”的現象，提出“光會影響龜紋瓢蟲的分布嗎”，并作出“光影響龜紋瓢蟲的分布”的假設。再如，教師引導學生發現“在基地的磚頭下發現鼠婦”的現象，提出“光會影響鼠婦的分布嗎”，并作出“光會影響鼠婦的分布”的假設。

各學生小組將找到的實驗材料帶到實驗室開展探究實驗，教師指導學生如何通過控制變量，設置對照實驗，觀察記錄實驗結果，分析實驗結果，得出實驗結論：非生物因素影響生物的生活和分布。各小組在全班表達和交流探究過程和結果，加深對重要概念“生物與環境相互依賴、互相影響”的理解。

設計意圖：基于實踐基地嘗試現場探究教學可以讓學生經歷科學探究的完整過程，像科學家一樣思考和研究問題，發展了學生的科學思維，使學生形成一定的科學探究能力和科學態度與價值觀，同時幫助學生深化對概念的理解。

3.3 拓展生物視野，樹立環境保護意識

3.3.1 利用生物實踐成果，全面認識生物圈

教師提問：生物圈是最大的生態系統，生物圈內有各種生態系統，各種生態系統之間是什么關系？接著，教師展現生物實踐基地建設前的圖片以創設情境：學校天臺以前是一片水泥地，現在是生機盎然的實踐基地。教師引導學生對比兩張照片并思考：菜園內的蜜蜂和鳥從哪里來？它們離開菜園后可能去哪里？據此引導學生思考并理解：不同生態系統相互關聯，生物圈是一個統一的整體。

設計意圖：教師聯系學生的實踐經驗，引導學生分析菜園內蜜蜂、鳥等生物的活動范圍，幫助學生理解不同生態系統間的相互關聯，理解生物圈是一個統一的整體。這樣可以使理論學習不再枯燥，提高學習效率。

3.3.2 拓展學生生物學視野，形成保護生物圈意識

教師播放亞馬遜熱帶雨林紀錄片視頻：亞馬遜熱帶雨林是全球最大及物種最多的熱帶雨林，雨林產生的氧氣占全球氧氣總量的1/10。2019年8月亞馬遜森林發生大火，大火帶來的濃煙不僅覆蓋了巴西近一半的國土，還擴散到了鄰近的秘魯、玻利維亞以及巴拉圭諸國，對雨林內的動植物、土著居民都有非常大的影響。大火將會對南美氣候造成直接影響，如降雨減少、氣候更加干燥等。長期來看，大火造成的碳排放或將導致全球變暖更嚴重。據此，教師引導學生小組討論亞馬遜大火給人類的警示。接著，為開拓學生視野，教師播放人類建設生物圈II號的視頻，請學生思考討論：生物圈II號失敗的事實說明了什么？據此幫助學生理解：迄今為止，人類無法模擬出另一個可供人類生存的生態環境。自然生態系統是人類生存的基本環境，地球是人類和其他生物共同的家園，保護生物圈是人類共同的責任。

設計意圖：通過對亞馬遜森林大火和生物圈II號故事的思考討論，學生明白生物圈是人類唯一的家園，生物圈無法被替代，在此基礎上認同保護生物圈，人人有責的理念。

4 教學反思

生物學學科核心素養是學生在生物學課程學習過程中逐漸發展起來的，在解決真實情境中的實際問題時所表現出來的價值觀、必備品格與關鍵能力。

目前有些教師的教學內容缺乏與學生興趣、愛好、生活、成長的關聯；教學方式缺少對學生好奇心、探究欲、成就感的關注。教學內容不管多與少，如果學生不感興趣，就會變成一種負擔。“雙減”的治本之道，在于改變教學內容與方法，增加學生的學習內驅力，變學業負擔為學習享受。教師應以“雙減”精神為指導，積極創建“現場實踐活動”，通過理論與實踐相結合的方式靈活施教，將教學內容與學生興趣和生活相聯系，讓學生從“機械型”學習走向“有意義的”學習，達到學科育人的目的。