从生物学角度开展实践活动揭秘二十四节气

彭静

摘要：随着“五育”并举和立德树人的大力提倡，素质育人的成果是学生综合实践能力的体现。本文立足生物学视角，开展实践活动课程，将生物学学科核心素养生命观念、理性思维、科学探究和社会责任充分体现在每一个教学环节，并在实现生物教学的过程中弘扬中华传统文化——二十四节气，让学生既能从实践活动中理解、应用生物学科知识，又能增强民族自信心和自豪感。

关键词：实践活动;生物学科核心素养;二十四节气;霜降

二十四节气是我国先民通过对自然现象的长期观察、探索、记录和提炼，总结其规律形成的代代相传的生存智慧，是伟大的中华儿女的智慧结晶。自2016年11月30日，中国申报的“二十四节气——中国人通过观察太阳周年运动而形成的时间知识体系及其实践”成功入选联合国教科文组织人类非物质文化遗传代表作名录后，中学语文、地理、美术和生物等学科都从自己的学科视角中挖掘并开发节气中蕴含的课程资源，以传承和弘扬中华优秀传统文化。

二十四节气是一个具有丰富内涵的庞大知识体系，它探索着时令、气候、物候变化规律，千百年来一直指导着黄河流域的农事活动。古人以“五日为候，三候为气，六气为时，四时为岁，每岁二十四节气，七十二候应”，因此节气和候应演化成了“气候”一词。这其中延伸出的人与自然和谐相处的生态观、动植物变化规律、农事生产技术、健康理念等都与生物学科有着千丝万缕的联系。笔者尝试以“霜降”节气为例，从生物学角度揭秘二十四节气，带领学生在实践中感受节气里蕴含的生物学奥秘。

一 、“霜降”节气中生物学的切入点

草木黄落，虫鸣消失，动物蛰伏，愈发寒冷的天气让大地“染”上了别样的秋色——这是文人对霜降节气的描述。霜降是秋季的最后一个节气，各地气温陡降，古人将此节气的特点总结为“霜降三候”：一候豺乃祭兽，二候草木黄落，三候蛰虫咸俯。此三候语中都体现着动植物积极改变自身以适应寒冷环境的到来。其中，以豺狼为代表的兽类通过大量捕食、囤积食物来准备越冬，以蛰虫为代表的具有冬眠习性的动物大多都开始进入一种不吃不动的休眠状态;而植物也在低温到来时产生了一系列的生理变化，比如“金黄秋装衬银杏，丹霞恰配乌桕红”——植物叶片颜色发生改变，打霜后的萝卜也会变得更甜等，这些生理、行为的变化都是动植物适应霜降时节低温到来最好的例子。此外，霜降时节人们有吃柿子，赏菊花，赏落叶，播种农作等习俗。以动植物在霜降时节表现出的行为特点和人们的习俗、农业生产生活为切入点开展节气课程，是从生物学角度带领学生揭秘二十四节气的不二选择。

二、结合习俗开展实践活动揭秘二十四节气

笔者将霜降一课在2019年10月24日开讲，当天正是霜降到来之日。课堂从提前“偷”摘柿子的小故事开始，通过了解柿子成熟的时间引入霜降，介紹霜降时节黄河流域的气候特点以及霜降时节重庆的气候特点，从而带领学生开启一场神秘的霜降之旅。

笔者以时间为主线，一候为一站，将本次旅途分为三站，它们分别是第一站——豺乃祭兽，对应介绍赏菊习俗，本站运用生物学知识开展实践活动——彩色菊的制作;第二站——草木黄落，对应介绍赏落叶习俗，本站结合重庆地域景色从生物学角度探究叶片变装的奥秘和打霜菜变甜的原因;第三站——蛰虫咸俯，对应播种习俗，从生物学角度探究选种的原则。

第一站豺乃祭兽，通过介绍豺狼的储食越冬行为解释动物对低温环境的适应，再引用诗人对豺狼行为的描述——“风卷青云尽，空天万里霜。野豺先祭月，仙菊遇重阳”印证此时气候的变化，并过渡引出赏菊习俗。结合上一个节气中“寒露三候菊有黄华”和谚语“霜打菊花开”开展以白色菊花为原料，利用植物导管的运输功能制作彩色菊花的实践活动。课堂中实践活动的开展能够极大的激发学生对生物知识的探究热情，进一步使得学生的生物思维得到有效的培养。由于导管的运输需要一定的时间，笔者要求学生用牛皮纸袋罩住菊花，等到课堂的尾声再一起赏菊，从而让学生对课堂充满期待。趁此等待时间，正好过渡进入第二站。

第二站草木黄落，为本节课的核心内容。通过山城本地景色——霜降时节北碚缙云山披金装，巫山三峡穿红衣引入叶片变装的奥秘。植物叶片之所以能表现出不同的颜色，其实与叶片中的色素含量相关。笔者提前录制“叶绿素的提取和分离实验”视频，提示学生色素带越宽表示该种色素含量越多。事实上只靠教师单纯的课堂教学模式是很难把抽象的理论具体化的，因此笔者结合初中生具有从形象思维向抽象思维过渡的心理特点，利用学生的好奇心、好胜心，激发学生的探究热情，使学生的学习心理从“要我学”转变为“我要学”，从而能更好达到“在做中学”的效果。为此，特意设计了“解锁叶片变装的奥秘”探究活动来检验学生是否理解色素含量的变化会导致叶片颜色的改变。此活动中包含三个任务，学生需在规定时间内独立阅读教材再合作完成任务，并确定代表展示结果。

其一，“绿叶任务”，思考绿叶中有多种色素，却为何呈现出绿色，并利用教师提供的材料制作绿叶的色素条带模式图。

其二，“黄叶任务”，思考与绿叶相比，黄叶中什么色素含量减少，并制作黄叶的色素条带模式图。

其三，“红叶任务”，思考与绿叶相比，红叶中什么色素含量增多，什么色素含量减少，并制作红叶的色素条带模式图。

此三个任务同时进行，这样设计是本着以学生发展为本的理念，通过自主、合作、探究的学习方式，尊重学生的主体地位，充分调动学生积极性、主动性和创造性。学生展示交流时，教师追问“是什么因素导致叶绿素含量减少，又是什么因素导致花青素含量增多”，通过层层推理，强化生物学逻辑思维能力，总结出叶片变装其实是对低温环境的一种适应。

为了巩固这样的逻辑思维能力训练，笔者用生活中的谚语“处暑高粱白露谷，霜降到了拔萝卜”“霜打菜心甜”引发学生思考为什么霜降节气后的萝卜口感会更甜。再通过由表及里，由浅入深的分析得出气温降低后，一方面萝卜会发生应激反应使葡萄糖含量增加，另一方面植物细胞呼吸作用减弱，糖分消耗减少，从而使得植物细胞液浓度增加。当学生在分析过程中会产生疑问：细胞液浓度增加会有利于植物抵抗低温环境吗？笔者播放了一个模拟实验视频来为学生解惑：分别将等量的0%、10%和30%浓度的蔗糖溶液放置于同一低温条件下，一段时间后同时取出发现0%浓度的蔗糖溶液已结冰，10%浓度蔗糖溶液表面明显冰晶形成，而30%浓度蔗糖溶液表面完全无冰晶形成。这样的模拟实验浅显易懂，将抽象的知识具体化，充分证明液体中糖分浓度高可有效降低冰点，植物就是以这样的低温适应机制来预防冻害，也因此机制使得打霜后的瓜果更甜了。植物有这些特殊的生理机制来适应低温，动物是否有特殊机制呢？从而过渡进入第三站。

第三站蛰虫咸俯。简单介绍蛰虫们在霜降时开始准备咸俯，咸俯即冬眠的意思，待立春时节“蛰虫始振”醒来活动，在秋分时节“蛰虫坯户”开始计划修冬眠“住所”，这是动物们对低温到来的适应。其实二十四节气文化的存在一直指导着人们的农耕生活，蛰虫咸俯时刻的人们却并不能够“咸俯”，此时节有哪些农业活动呢？笔者以重庆本土谚语“寒露麦子霜降豆”引出霜降时节重庆地区的农业生产活动——播种蚕豆，并以此为切入展开实践活动——“选种播种”，要求学生从煮熟的、干瘪的、饱满的蚕豆中选择出合适播种的蚕豆，且需说明这样选择的原因，并要求课后可将选出的种子进行播种，记录种子萌发的过程。此任务的安排旨在将实践活动从课堂上延伸至课堂后，弥补时间不足的缺陷，也给学生更多的主动探究机会。

課程的最后一个环节是欣赏同学们自制的彩色菊花和对二十四节气这一中华传统文化的歌颂。二十四节气是世界非物质文化遗产之一，它是古老农耕文明的时间智慧，它是我们认知时令、物候的文化瑰宝，它也是我们“未完待续”的文化，它需要我们每一个中国人去传承、去品味！最后呼吁孩子们一起做好中华文化的传承人！本环节的设计正好契合教育部要求的落实立德树人的根本任务，以发展学生的核心素养为宗旨，加强中华优秀传统文化教育，增强学生民族自信心和自豪感。

三、立足生物学科视角揭秘二十四节气的实践课

《教育部关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》中提出了培养中学生核心素养的观点，生物学学科核心素养包含：生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。我认为要落实生物学科核心素养的关键，就在于教师要多组织以探究为特点的主动学习和实践活动。笔者设计本堂课时，时刻以发展学生生物学学科核心素养为出发点：探究活动之解锁叶片变装的奥秘和探究“打霜菜，味儿更甜”的原因中，教师通过引导学生层层分析和推理得出叶片变装、打霜后萝卜更甜都是植物对低温环境的适应机制，此环节通过科学探究活动的开展，有效训练学生的理性思维;实践活动之制作彩色菊和选种播种中，通过教师的提示让学生在动手实践后感受生命的奇迹，形成尊重生命的观念;课堂最后环节对二十四节气的歌颂，呼吁同学们积极成为中华传统文化的传承人，是对生物学学科核心素养中“社会责任”的最好践行。

总体来说，此课程以二十四节气为线索，融入重庆地域特征，从生物学科的视角去解读、揭秘动植物在节气里的变化，通过实践活动的开展，培养学生的学科核心素养，在帮助学生形成生命观念的同时，着重将学科核心素养——科学探究的培养贯穿其中，关注了科学思维方法的训练，渗透了社会责任意识的教育。课程中既能体现出学科的深度，加深学生对生物学科知识的理解和应用，又能让学生在课堂中感受并传承中华民族的优秀传统文化，培养了家国情怀，增强了民族自信心和自豪感，充分发挥了实践课程的育人功能。

参考文献：

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