“调查社区、村镇或学校附近淡水区域水质”的教学设计

娄 玥 黄秋生

(浙江省德清县高级中学 313200)

1 教材分析

本节内容是浙科版《生物学》教材必修3第7章第3节“人类对全球环境的影响”中的一个活动性栏目。它处于必修部分的最后章节，是在学生已了解生物学必修部分知识的基础上，以现实环境为依据，利用已有的学科知识解决实际问题的课程内容。虽然本节内容放在高中生物学科中，但研究对象是附近的淡水区域的水质，是学生身边的现实问题。

因此，本节课的开展不仅仅局限于生物学课堂，而是站在综合实践课程的出发点，培养学生对事物的整体认识能力及广阔的认知视野，学会综合性地解决问题。

2 学情分析

学生对环境污染现象有很多直接或间接的认识，且这些认识不仅来源于课堂，还来源于课外阅读，包括网络阅读；不仅来源于生物学科，还来源于其他学科。同时，学生已经具有一定的收集资料、设计方案、实施方案、得出结论和提出建议的能力。

然而，学生缺少的是应用这些能力的真实情境。在此调查过程中，学生活动会遇到一些困惑或挫折。教师对实践活动的组织工作需要更细致，同时鼓励学生提出观点，积极思考和求索。

德清县是江南水乡的代表，其中京杭大运河(德清段，下同)穿越雷甸、新安和新市三镇，有不少学生就居住在运河两岸，故将其作为研究对象，更能激发学生的参与热情。

3 教学过程

3.1 创设情境，导入新课 京杭大运河是世界上历程最长、工程最大的古代运河，贯通南北，沟通五大水系，对南北两岸的经济、文化的交流作出了重要的贡献。京杭大运河德清段水域的水质情况如何？让学生简要说一说该段水域的情况。如果要调查京杭大运河的水质情况，需要做些什么？学生对水质调查的方法可能是不全面的、不科学的，从而引出完成一个科学的水质调查需要运用哪些方法。

设计意图： 调查水质从学生周边的环境出发，通过创设情境，激发学生的学习兴趣。

3.2 讨论一： 分工与采样 根据在投影和学案中展示的京杭大运河的概略图，完成小组分工和确定各组采样点的分析。在小组分工时，完成两个层面的分工： ①讨论分工。包括： 发言人、记录员和组长。各人的职责是： 发言人阐述整组观点、记录员记录各个成员观点、组长保证每个成员有发表意见的权利和义务。②调查时分工，每组根据调查方案不同进行不同的设置，如采用实验法和调查问卷法，则需对实验人员和调查人员进行分工。

各小组进行讨论，确定采样点。根据京杭大运河的地图及沿岸主要工厂、养殖场和城镇的分布，确定采集水样的位置，并阐述理由。然后，由发言人分享本组观点，如有小组将沿岸所有的化工厂附近流域作为比较对象；也有小组重点研究上游、中游和下游的水质差异。

设计意图： 小组讨论及调查活动的顺利开展建立在合理分工的基础上，在确定采样点上，各组会呈现不同的采样点和理由。教师引导学生建立一个可操作的模型，让学生充分发挥自己的主观能动性。

3.3 讨论二： 研究方案 在小组分工和确定采样点的基础上，设计研究方案，教师提供一些可以参考的方法供学生选择： ①实验法。直接数据，引导学生突破学科界限，可以采用化学、物理和地理等不同学科领域的知识，获取实验数据。提醒学生有些数据的采集可通过实验法获得，有些数据也可以用肉眼观察，语言描述。间接证据，引导学生设计对照实验说明运河水对生物的生长是否有影响，有什么样的影响，以及确定在对照实验中可观测指标是什么。②文献法。文献法包括从书籍、报刊和网络等多方面获得的信息以及环保部门监控数据、国家水质标准等；③问卷或访谈法。询问周边的居民对水质的看法或设计调查问卷获取大批量的数据。④其他可采用的方法。

为了辅助学生的思考讨论，教师在投影上展示京杭大运河的照片，以及教师采集的不同水质的水样等，给学生一些直观体验，促进他们思考。学生观察京杭大运河水域的照片，观察教师采集的运河水样本。通过小组讨论确定研究方案。由发言人陈述本组将通过什么手段，拟采集哪些直接数据，或简述设计对照实验的思路，或运用问卷或访谈法时需要涉及到什么问题等。

设计意图： 运用图片、实物给学生直观体验。给学生提供研究方法旨在给学生一个可采用的思路，根据小组情况协助学生完善研究过程。在实际的教学过程中，不同小组采用的研究方法略有不同，有些小组采用了血细胞计数板等生物学仪器设备研究微生物的种类和数量，另一些小组侧重于采用物理、化学的方法获取研究数据。学生在综合运用各科目知识的能力方面远远超过教师的预设。

表1 某水样数据记录表

表2 对照实验记录表

3.4 讨论三： 实验记录表的设计与实验实施 教师提供一些实验记录表的实例，给学生提供一个可模仿的范例，或引导学生参考教材上的样表确定本组的实验记录表。在调查实施阶段，可以采用“观察、取样→调查、访谈→实验研究→记录数据、结果”的流程进行。学生小组讨论设计实验记录表(表1、2)，明确实际调查流程，完成取样与调查研究。

设计意图： 以示例的形式展示实验记录表给学生一个模仿的范式，让学生学会如何清楚地记录数据。

3.5 讨论四： 统计分析，提出建议 表3为某地高中生调查数据。引导学生通过小组讨论的方式，分析数据，得出水质是否污染的结论。并针对上述数据，提出治理建议。

表3 某地高中生调查数据

学生小组用讨论的方式统计分析表3数据，得出水体是否污染的结论。绘成曲线图，分析该图得知京杭大运河的水质是否对生物的生长造成了影响，并针对水质污染状况提出治理意见。

设计意图： 提供某地学生对京杭大运河的调查数据及对照实验的结果，旨在促进学生数据分析的能力，以及分析问题、解决问题的能力。

3.6 总结提升，拓展应用 教师提供德清县“五水共治”的具体措施(表4)，以及“猪舍种菌菇转产为‘治水’”的新闻。总结调查研究的一般流程： 小组分工，确定采样点→确定方案，设计记录表→调查实施→统计分析，得出结论→提出建议。

表4 德清县“五水共治”措施

设计意图： 回归京杭大运河水质情况，了解水质改善措施，树立人与自然和谐发展的哲学观。