“雙減”背景下初中生物探究類實踐作業的實施

作業是學習過程中的重要環節，不僅可以鞏固當天所學知識，也可以鍛煉學生的知識運用能力和遷移能力。隨著“雙減”政策的落地，減負提質、減負增效、延時服務等一系列措施紛紛出臺，學生在校時間延長，教師結合生物核心素養，在作業管理中優化作業設計、開發實踐性作業，轉變學生的作業觀顯得更加必要。因此如何科學合理地設計、布置實踐作業就顯得十分重要。

生物學作為自然科學中的一門基礎學科，強調學生的學習過程是主動參與的過程。在以往的初中生物教學中，大多數教師受傳統教學觀念的影響，通常會給學生布置大量的習題作業，不但增加了學生的思想負擔，也無法調動學生學習的積極性。實踐性作業兼具了創新性和趣味性，改變學生對生物作業觀的認識，能夠發展學生的生物核心素養和實踐能力。初中生物實踐作業可分為觀察類、制作類、養殖類、調查類、探究類。其中探究類實踐作業是學習生物學的重要方式，可激發學生的好奇心和求知欲，而且探究實踐也是創新性人才的重要標志。

1.探究實踐

義務教育《生物學課程標準》中指出，探究實踐是源于對自然界的好奇心、求知欲和現實需求。主要環節有：通過教師的引導或學生獨立思考發現問題，對可能的答案做出假設，制訂方案，實施方案，獲得證據，分析證據或改進設計，得出結論或物化成果，進行表達、交流或展示等。通過動手實踐，實際觀察測量，獲得第一手資料，幫助學生理解完成知識的構建。美國的《國家科學教育標準》中指出，探究實踐是學生用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家們研究自然所運用的方法而進行的各種活動。兩《標準》中都強調探究實踐對于發展學生科學素養的重要作用。

2.探究類實踐作業的設計探析——以《探究根長長的主要部位》為例

2.1探究目的

《探究根長長的主要部位》選自濟南版八年級上冊，是在學生學習了種子的結構及種子的萌發過程之后展開的，通過對種子萌發過程的學習，學生初步感知了根的發育，而且八年級的學生有了一定的知識積累和生活經驗，對新鮮事物充滿好奇。但對于根的生長依靠根尖學生還了解較少，需要實驗探究才能得出結論。而教材只提及了種子在適宜的條件下生根，沒有介紹具體方法，而且已有的探究方法中存在不足之處。所以為了更好地探究根長長的主要部位，創造性地利用簡易器材，設計可行的研究方案，尋求更加科學的解決問題的方法。

2.2探究過程

2.2.1提出問題

種子萌發初期胚根生長最快，首先突破種皮不斷生長。提出問題：根的長長與根的什么部位有關？

2.2.2做出假設

多媒體出示根生長的圖片，引導學生組內討論，根的長長與根靠近根尖的部位有關，還是與根尖的上方部位有關。做出假設：根的長長與根的根尖有關。

2.2.3制定計劃

探究根長長的主要部位實驗首先需要選擇種子，學生是學習的主體，因此自主選擇實驗材料，結合種子的萌發條件和本地的環境條件選擇綠豆、黃豆、花生、赤小豆、貓眼豆、玉米、黑豆、紅蕓豆、紅豆等為探究材料。操作方案如下：

①分批選取不同類型若干飽滿的種子泡入燒杯或紙杯中，加入適量水，注意觀察種子的萌發情況。體積較大的種子萌發時間較長，水質變差，因此中間每隔4-6小時換水。

②待種子胚根突破種皮后，按教材所示將萌發的種子用鑷子放在鋪有濕紗布的培養皿中，有根的一面向上，用濕紗布蓋在種子上，將裝置放在溫暖的地方。

但是培養的種子根的生長容易彎曲，不易測量。已有的文獻中提出可將塑料瓶蓋鉆孔，將萌發的種子根插入小孔中進行培養。此種方法培養的種子數量較少，無法保證樣本的數量。另一種方法是將注射器尾端沒有刻度的部分切掉，用脫脂棉包裹好萌發的種子塞入注射筒中。注射器材料不易獲得，而且切割注射器存在一定的危險性。因此，本探究實驗對裝置進行了改進，如下所示。

將紙杯的底部挖空，將紗布用膠帶環繞纏在紙杯的底部，紗布上鉆直徑為5mm的小孔若干，用鑷子將發芽的種子有根的一端插入小孔中，用濕紗布蓋在種子上，將裝置放在溫暖的地方。如果要便于觀察根的生長情況，可將紙杯換成透明的玻璃杯。本實驗裝置材料易獲得，而且廢棄的紙杯可循環利用。符合《生物學課程標準》中面向全體學生，創中學的要求。培養了學生保護環境，節約資源的核心素養。

③定時向紗布和種子上加適量水，注意觀察種子根生長情況并做好記錄。

④當種子的根長到2-3cm時，用鑷子將種子從紗布上取出，用放大鏡觀察根尖，用記號筆在距根尖2mm處開始畫線，每隔2mm畫一條線，連續畫5道。

⑤將畫線的種子分成兩組。一組切去幼根尖端2mm作為實驗組；另一組保留幼根完整，作為對照組。

⑥將兩組萌發的種子分別放到燒杯（紙杯、試管）的濕紗布上，有根的一端插入小孔中，用濕紗布蓋在種子上，將裝置放在溫暖的地方，或放到培養皿中。

⑦定期測量根的長度，并將實驗數據記錄于下表。

2.2.4實施計劃

依據上述計劃，分組按步驟進行探究活動。

萌發最快的種子為綠豆，浸泡12h左右萌發，具有實驗周期短、效果明顯的優點。黃豆浸泡大約72h萌發，紅豆、赤小豆、貓眼豆浸泡大約84小時萌發，紅蕓豆、黑豆浸泡大約96h萌發。玉米浸泡7天168h發芽率極低，考慮為環境條件影響。在取材不易、無法展開分組實驗及實驗效果不佳的情況下，利用NOBOOK虛擬實驗室進行補充。虛擬實驗室不受時間和季節的限制，學生身臨其境地感受玉米根長度的變化，可以豐富信息技術與生物學教學交叉融合的課堂模式。在培養過程中，分批培養種子按照發育的順序排列展示，也可體現出根所處的不同生長時期的特點，呈現一個動態的生長過程。

選取實驗周期短、效果較明顯的綠豆為探究材料得到以下數據：

通過3組實驗數據可知，切去根尖的綠豆根的長度不再變化，保留根尖的綠豆根不斷長長。

2.2.5得出結論

根的長長與根的根尖有關。

2.2.6表達和交流

實驗組中幼根上部橫線間距沒有明顯變化，與之前相比只是根變得粗壯一些。對照組越接近根的尖端處，橫線距離越大。對照組幼根長長，實驗組被切去根尖的幼根不再生長。

3.結語

實驗沒有改進前，根的生長是易彎曲的，實驗材料不易獲得，而且無法保證樣本的數量。改進后，鼓勵學生大膽創新，創造性地利用簡易器材，學生可人人動手課后進行探究活動。改進后的實驗裝置學生可連續觀察植株的生長情況，不僅樹立了事物是發展變化的辯證觀點，還能引導學生逐漸成為課外作業的實踐者、能動者。在本次探究實踐中，充分發揮信息技術的優勢，利用虛擬實驗進行補充。模擬實驗可以擺脫對實驗室和實驗器材的依賴，讓每位師生都擁有自己專屬的移動實驗室，是對《生物學課程標準》中跨學科實踐的一種探索。

（德城區教學研究課題：《基于NOBOOK虛擬實驗室構建初中生物高效課堂的研究》，課題編號：DC2021qn005。）

（隋天翔，中學二級，碩士研究生，研究方向：生物信息學，多學科交叉內容研究。）