基于藥用植物資源開展栽培類跨學(xué)科實踐活動的案例設(shè)計

摘 要：本文以“栽培廣藿香”活動為例，聚焦初中生物學(xué)“生物與環(huán)境”“植物的生活”兩個學(xué)習(xí)主題，圍繞栽培過程中“栽、培、護、獲”四個環(huán)節(jié)進行跨學(xué)科實踐活動案例設(shè)計，并以“制作廣藿香害蟲誘捕器”為活動案例進行說明，以期為教師利用藥用植物資源開展跨學(xué)科實踐活動提供案例參考。

關(guān)鍵詞：藥用植物栽培；跨學(xué)科實踐；廣藿香；害蟲誘捕器

文章編號：1003-7586（2024）10-0072-04 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準（2022年版）》（以下簡稱《義教課標》）設(shè)立了“生物學(xué)與社會·跨學(xué)科實踐”學(xué)習(xí)主題，包括模型制作、植物栽培與動物飼養(yǎng)、發(fā)酵食品制作三類跨學(xué)科實踐活動。其中，植物栽培作為生物學(xué)學(xué)科的特色活動之一，具有復(fù)雜性、季節(jié)性、地區(qū)性等特點，需要學(xué)生綜合運用多門學(xué)科的知識和技能解決栽培過程中出現(xiàn)的問題，因此該主題易于教師開展形式豐富的跨學(xué)科實踐活動。

藥用植物是能夠預(yù)防或治療疾病的獨特植物，在中醫(yī)藥學(xué)中有重要地位。在鼓勵中醫(yī)藥文化走進校園的背景下，教師利用藥用植物資源開展植物栽培類跨學(xué)科實踐活動，不僅有利于學(xué)生認識藥用植物的栽培條件和生長情況，更有助于弘揚中醫(yī)藥文化、增強學(xué)生的文化自信。筆者基于藥用植物資源嘗試設(shè)計植物栽培類跨學(xué)科實踐活動案例，以期發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)其創(chuàng)新實踐意識，進而提升學(xué)生解決綜合問題的能力。

1 活動主題

廣藿香（Pogostemon cablin）是我國“十大南藥”之一，也是臨床常用的藥材。^［1］廣藿香作為常見的嶺南地道藥材，其栽培過程復(fù)雜煩瑣，涉及很多生物學(xué)知識，是教師開展跨學(xué)科實踐活動的良好材料，因此，筆者將活動主題確定為“栽培廣藿香”并以此設(shè)計相應(yīng)的跨學(xué)科實踐活動。

2 活動育人目標

本活動聚焦“生物與環(huán)境”“植物的生活”學(xué)習(xí)主題，主要探究栽培廣藿香過程中涉及的生物學(xué)問題，促進學(xué)生形成結(jié)構(gòu)與功能觀、進化與適應(yīng)觀、生態(tài)觀等生命觀念。學(xué)生在栽培過程中運用比較、分類、分析等方法解決實際問題，提升創(chuàng)新實踐能力，促進自身對“物質(zhì)與能量”“因果關(guān)系”等跨學(xué)科概念的理解。

本次活動不僅能幫助學(xué)生形成合作意識、創(chuàng)新意識，提升勞動素養(yǎng)，更能促進學(xué)生認同中醫(yī)藥文化的價值，增強文化自信。

3 活動實施過程

“栽培廣藿香”活動具有周期性、綜合性、跨學(xué)科性等特點，教師可將栽培過程劃分為“栽、培、護、獲”四個階段，每個階段均可開展跨學(xué)科實踐活動，教師可以根據(jù)課時靈活安排。

3.1 明確主題，任務(wù)梳理

教師創(chuàng)設(shè)“廣藿香的藥用價值”情境，引出本次活動的主題“栽培廣藿香”。教師引導(dǎo)學(xué)生圍繞主題，對“栽、培、護、獲”四階段分別提出問題，師生討論確定本次活動的任務(wù)分別為“探究影響廣藿香扦插的因素”“探究栽培廣藿香所需的物理和化學(xué)條件”“制定廣藿香病害防治措施”以及“制作廣藿香衍生品”每個活動任務(wù)又可拆分成不同的子任務(wù)。活動設(shè)計思維如圖1所示。

3.2 案例展示：制作廣藿香害蟲誘捕器

3.2.1 確定核心主題

廣藿香常見的病蟲害包括細菌性角斑病、斑枯病、枯萎病、蚜蟲病等。^［2］在栽培廣藿香的過程中，學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)廣藿香葉片常常出現(xiàn)蟲蛀、卷曲等情況，嚴重影響了廣藿香的正常生長。學(xué)生查閱資料發(fā)現(xiàn)，常出現(xiàn)在廣藿香周圍的害蟲包括蚜蟲、紅蜘蛛、卷葉螟等。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：“什么措施能有效防治蟲害？”并提示農(nóng)業(yè)中常常使用誘捕器對害蟲進行防治，引導(dǎo)學(xué)生確定核心主題“制作廣藿香害蟲誘捕器”。

3.2.2 遴選概念群

跨學(xué)科實踐活動并不是拋開原有學(xué)科的拼盤式教學(xué)活動，而是要圍繞本學(xué)科的基本概念、基本規(guī)律進行設(shè)計。概念群具有糅合不同學(xué)科的知識的作用，由學(xué)科概念、跨學(xué)科概念、超學(xué)科概念組成。^［3］概念群的建立有利于教師從概念性視角對不同學(xué)科的知識進行整合，使之形成更大的認知網(wǎng)絡(luò)。“制作廣藿香害蟲誘捕器”活動涉及生物學(xué)、物理、數(shù)學(xué)等學(xué)科概念，這就要求學(xué)生在學(xué)科交叉的基礎(chǔ)上形成跨學(xué)科概念，并最終融合形成超學(xué)科概念，即生態(tài)平衡的理念（見圖2）。

3.2.3 形成問題鏈

教師引導(dǎo)學(xué)生在理解核心概念“生態(tài)平衡”的基礎(chǔ)上，提出主干問題“如何維持生態(tài)平衡”，再圍繞主干問題層層追問，提出“常見害蟲有何結(jié)構(gòu)、功能、習(xí)性特點”“誘捕器的原理是什么”“如何制作誘捕器”等進階問題，最終形成層層遞進的問題鏈（見圖3）。

3.2.4 確定教學(xué)目標

（1）通過查閱廣藿香常見害蟲的相關(guān)資料，了解害蟲的形態(tài)特征和生活習(xí)性；觀看常見誘捕器的圖片及視頻，了解誘捕器的結(jié)構(gòu)、原理和功能。

（2）通過結(jié)合害蟲和誘捕器相關(guān)資料，綜合運用生物學(xué)、物理等學(xué)科的知識和方法，圍繞如何制作害蟲誘捕器提出問題，并討論制作方案。

（3）能夠依據(jù)害蟲誘捕器的制作方案動手實踐；能夠制作出誘捕效果較好的廣藿香害蟲誘捕器；能夠投入使用并記錄捕獲的害蟲數(shù)量。

（4）通過動手實踐和小組交流，提高自身的跨學(xué)科實踐探究能力；認同生態(tài)平衡對植物生長的重要意義，初步形成保護生態(tài)平衡的生態(tài)意識和生命觀念。

3.2.5 設(shè)計任務(wù)簇

任務(wù)一：認識常見害蟲

教師提供廣藿香常見害蟲的形態(tài)特征、生活習(xí)性等相關(guān)資料，引導(dǎo)學(xué)生查閱資料，認識常見害蟲。

任務(wù)二：認識誘捕器

誘捕器是對害蟲危害情況進行預(yù)測和誘殺防治的一種重要工具。^［4］在制作害蟲誘捕器前，學(xué)生需要了解誘捕器的結(jié)構(gòu)、原理和功能。教師展示常見的害蟲誘捕器圖片，帶領(lǐng)學(xué)生觀察誘捕器的外形、結(jié)構(gòu)、材料等。隨后，教師展示誘捕害蟲的視頻，幫助學(xué)生認識誘捕器可利用害蟲對特定的顏色、光波、化學(xué)物質(zhì)等目標的趨向性進行設(shè)計，吸引害蟲掉入陷阱，進而達到誘殺目的。

任務(wù)三：設(shè)計廣藿香害蟲誘捕器

在了解廣藿香常見害蟲習(xí)性及誘捕器原理后，學(xué)生進行小組合作，從害蟲誘捕器的結(jié)構(gòu)、材料、工作原理進行思考，制定設(shè)計方案。

問題一：誘捕器應(yīng)設(shè)置何種結(jié)構(gòu)？

學(xué)生觀察不同結(jié)構(gòu)類型的誘捕器，分析得出圓桶形誘捕器的結(jié)構(gòu)簡單，可有效捕獲蛾類等害蟲。三角形誘捕器雖然結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，但開放空間較大，害蟲易“逃逸”，因此不是最佳選擇。教師提出問題串：圓桶形誘捕器的誘捕開口在何處？開口半徑應(yīng)為多少？如何吸引昆蟲進入誘捕器？雨天如何防止雨水滲入誘捕器？學(xué)生結(jié)合問題及昆蟲的體長等特征進行思考，確定誘捕器應(yīng)開口朝下，呈漏斗形，口徑設(shè)置為0.5～1cm。學(xué)生根據(jù)“拱形受壓時力可傳至相鄰部分”的物理原理，將誘捕器的頂端設(shè)計成拱形結(jié)構(gòu)，可有效避免雨水沖刷等環(huán)境因素的影響。

問題二：廣藿香害蟲誘捕器的工作原理是什么？

學(xué)生在任務(wù)一中了解到，卷葉螟等蛾類昆蟲的趨光性較強，且雌蛾會釋放信息素吸引雄性，因此可以利用害蟲的趨光和趨化性設(shè)計誘捕器。

學(xué)生結(jié)合物理學(xué)科的電學(xué)相關(guān)知識，了解到要使燈泡發(fā)光需要滿足電源和電路閉合兩個條件，才能使電路中有電流經(jīng)過。若長期亮燈，不僅會造成電能浪費，也會損耗燈泡的使用壽命。教師據(jù)此引入光敏電阻、發(fā)光二極管、三極管等電子元件，幫助學(xué)生了解此類電子元件的構(gòu)造及工作原理，并引導(dǎo)學(xué)生嘗試畫出光控?zé)舻碾娐穲D。

此外，為了增強誘捕器對害蟲的誘捕效果，還可以使用雌蟲釋放的信息素對雄性成蟲進行干擾。常見蛾類的信息素誘芯可向農(nóng)業(yè)科技公司購買，也可捕獲雌蛾并擠壓雌蛾腹部，用濕紙團蘸取，放入誘捕器中。^［5］

問題三：如何選取廣藿香害蟲誘捕器的材料？

在了解誘捕器的結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理后，學(xué)生需要選擇材料進行制作。材料的選擇應(yīng)盡量以環(huán)保、經(jīng)濟為主，可利用礦泉水瓶、鐵絲等材料，簡單易得，成本較低，適宜在中學(xué)實踐活動中使用。

任務(wù)四：制作廣藿香害蟲誘捕器

學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，小組合作完成害蟲誘捕器的制作（見圖4）。學(xué)生在制作完成后，將誘捕器放置于廣藿香園中投入使用，每天記錄捕獲害蟲的數(shù)量并計算害蟲的種群數(shù)量變化，制作數(shù)量變化折線圖，并根據(jù)害蟲誘捕器的誘捕效果，對誘捕器進行迭代更新，使之發(fā)揮更大的效能。

3.2.6 收集證據(jù)集

證據(jù)集是指學(xué)生在跨學(xué)科實踐過程中獲得的表現(xiàn)性證據(jù)，包括學(xué)生的過程性成果和課堂學(xué)習(xí)表現(xiàn)。教師可在過程中有意識地收集學(xué)生設(shè)計的誘捕器草圖、害蟲誘捕器、害蟲數(shù)量記錄表等，為學(xué)生搭建展示成果的交流平臺，記錄學(xué)生發(fā)言、小組合作交流的情況，用于評估學(xué)生的學(xué)習(xí)參與度和學(xué)習(xí)效果。

4 活動評價

《義教課標》指出，跨學(xué)科實踐活動的評價應(yīng)堅持以過程性評價為主，注重對選題價值、方案設(shè)計、動手操作、反思改進等方面進行評價。活動前，教師可以發(fā)放活動評價表（見表1），提示學(xué)生參照評價表中的評價維度關(guān)注自身和同學(xué)的實踐表現(xiàn)。活動過程中，教師可將學(xué)生的課堂表現(xiàn)、任務(wù)開展情況、作品等資料整理保存并作為參考，對學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)成果進行評價，綜合考量學(xué)生的發(fā)展情況。活動后，教師引導(dǎo)學(xué)生填寫活動評價表，采用自評、互評、師評的多元評價方式對自身表現(xiàn)進行評價，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自身的亮點與不足。

5 總結(jié)

藥用植物栽培類跨學(xué)科實踐活動的內(nèi)容廣而豐富，且與生產(chǎn)生活息息相關(guān)。在開展此類活動時，教師除了需要引導(dǎo)學(xué)生運用跨學(xué)科知識解決問題，還應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注藥用植物栽培對傳承中醫(yī)藥文化的重要性。此外，現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)科技的高速發(fā)展為藥用植物栽培提供了技術(shù)支持，極大地提高了生產(chǎn)效率。學(xué)生在栽培過程中，可關(guān)注最新的農(nóng)業(yè)成果，比較先進成果與傳統(tǒng)栽培方式的區(qū)別，認同科技進步為植物栽培帶來的益處。

參考文獻

［1］許家其，張海紅.廣藿香作用的研究進展［J］.神經(jīng)藥理學(xué)報，2020，10（3）：27-32.

［2］韋利華，林青嗣.廣藿香高產(chǎn)高效栽培技術(shù)［J］.農(nóng)村新技術(shù)，2023（6）：13-15.

［3］詹澤慧，季瑜，賴雨彤.新課標導(dǎo)向下跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)如何開展：基本思路與操作模型［J］.現(xiàn)代遠程教育研究，2023，35（1）：49-58.

［4］田厚軍，張潔，林碩，等.農(nóng)林害蟲誘捕器應(yīng)用技術(shù)［J］.中國生物防治學(xué)報，2020，36（6）：963-971.

［5］陳茹吉.“蛾類昆蟲誘捕”實踐活動的設(shè)計［J］.生物學(xué)教學(xué)，2023，48（7）：80-81.