“双减”背景下初中生物探究类实践作业的实施

作业是学习过程中的重要环节，不仅可以巩固当天所学知识，也可以锻炼学生的知识运用能力和遷移能力。随着“双减”政策的落地，减负提质、减负增效、延时服务等一系列措施纷纷出台，学生在校时间延长，教师结合生物核心素养，在作业管理中优化作业设计、开发实践性作业，转变学生的作业观显得更加必要。因此如何科学合理地设计、布置实践作业就显得十分重要。

生物学作为自然科学中的一门基础学科，强调学生的学习过程是主动参与的过程。在以往的初中生物教学中，大多数教师受传统教学观念的影响，通常会给学生布置大量的习题作业，不但增加了学生的思想负担，也无法调动学生学习的积极性。实践性作业兼具了创新性和趣味性，改变学生对生物作业观的认识，能够发展学生的生物核心素养和实践能力。初中生物实践作业可分为观察类、制作类、养殖类、调查类、探究类。其中探究类实践作业是学习生物学的重要方式，可激发学生的好奇心和求知欲，而且探究实践也是创新性人才的重要标志。

1.探究实践

义务教育《生物学课程标准》中指出，探究实践是源于对自然界的好奇心、求知欲和现实需求。主要环节有：通过教师的引导或学生独立思考发现问题，对可能的答案做出假设，制订方案，实施方案，获得证据，分析证据或改进设计，得出结论或物化成果，进行表达、交流或展示等。通过动手实践，实际观察测量，获得第一手资料，帮助学生理解完成知识的构建。美国的《国家科学教育标准》中指出，探究实践是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然所运用的方法而进行的各种活动。两《标准》中都强调探究实践对于发展学生科学素养的重要作用。

2.探究类实践作业的设计探析——以《探究根长长的主要部位》为例

2.1探究目的

《探究根长长的主要部位》选自济南版八年级上册，是在学生学习了种子的结构及种子的萌发过程之后展开的，通过对种子萌发过程的学习，学生初步感知了根的发育，而且八年级的学生有了一定的知识积累和生活经验，对新鲜事物充满好奇。但对于根的生长依靠根尖学生还了解较少，需要实验探究才能得出结论。而教材只提及了种子在适宜的条件下生根，没有介绍具体方法，而且已有的探究方法中存在不足之处。所以为了更好地探究根长长的主要部位，创造性地利用简易器材，设计可行的研究方案，寻求更加科学的解决问题的方法。

2.2探究过程

2.2.1提出问题

种子萌发初期胚根生长最快，首先突破种皮不断生长。提出问题：根的长长与根的什么部位有关？

2.2.2做出假设

多媒体出示根生长的图片，引导学生组内讨论，根的长长与根靠近根尖的部位有关，还是与根尖的上方部位有关。做出假设：根的长长与根的根尖有关。

2.2.3制定计划

探究根长长的主要部位实验首先需要选择种子，学生是学习的主体，因此自主选择实验材料，结合种子的萌发条件和本地的环境条件选择绿豆、黄豆、花生、赤小豆、猫眼豆、玉米、黑豆、红芸豆、红豆等为探究材料。操作方案如下：

①分批选取不同类型若干饱满的种子泡入烧杯或纸杯中，加入适量水，注意观察种子的萌发情况。体积较大的种子萌发时间较长，水质变差，因此中间每隔4-6小时换水。

②待种子胚根突破种皮后，按教材所示将萌发的种子用镊子放在铺有湿纱布的培养皿中，有根的一面向上，用湿纱布盖在种子上，将装置放在温暖的地方。

但是培养的种子根的生长容易弯曲，不易测量。已有的文献中提出可将塑料瓶盖钻孔，将萌发的种子根插入小孔中进行培养。此种方法培养的种子数量较少，无法保证样本的数量。另一种方法是将注射器尾端没有刻度的部分切掉，用脱脂棉包裹好萌发的种子塞入注射筒中。注射器材料不易获得，而且切割注射器存在一定的危险性。因此，本探究实验对装置进行了改进，如下所示。

将纸杯的底部挖空，将纱布用胶带环绕缠在纸杯的底部，纱布上钻直径为5mm的小孔若干，用镊子将发芽的种子有根的一端插入小孔中，用湿纱布盖在种子上，将装置放在温暖的地方。如果要便于观察根的生长情况，可将纸杯换成透明的玻璃杯。本实验装置材料易获得，而且废弃的纸杯可循环利用。符合《生物学课程标准》中面向全体学生，创中学的要求。培养了学生保护环境，节约资源的核心素养。

③定时向纱布和种子上加适量水，注意观察种子根生长情况并做好记录。

④当种子的根长到2-3cm时，用镊子将种子从纱布上取出，用放大镜观察根尖，用记号笔在距根尖2mm处开始画线，每隔2mm画一条线，连续画5道。

⑤将画线的种子分成两组。一组切去幼根尖端2mm作为实验组；另一组保留幼根完整，作为对照组。

⑥将两组萌发的种子分别放到烧杯（纸杯、试管）的湿纱布上，有根的一端插入小孔中，用湿纱布盖在种子上，将装置放在温暖的地方，或放到培养皿中。

⑦定期测量根的长度，并将实验数据记录于下表。

2.2.4实施计划

依据上述计划，分组按步骤进行探究活动。

萌发最快的种子为绿豆，浸泡12h左右萌发，具有实验周期短、效果明显的优点。黄豆浸泡大约72h萌发，红豆、赤小豆、猫眼豆浸泡大约84小时萌发，红芸豆、黑豆浸泡大约96h萌发。玉米浸泡7天168h发芽率极低，考虑为环境条件影响。在取材不易、无法展开分组实验及实验效果不佳的情况下，利用NOBOOK虚拟实验室进行补充。虚拟实验室不受时间和季节的限制，学生身临其境地感受玉米根长度的变化，可以丰富信息技术与生物学教学交叉融合的课堂模式。在培养过程中，分批培养种子按照发育的顺序排列展示，也可体现出根所处的不同生长时期的特点，呈现一个动态的生长过程。

选取实验周期短、效果较明显的绿豆为探究材料得到以下数据：

通过3组实验数据可知，切去根尖的绿豆根的长度不再变化，保留根尖的绿豆根不断长长。

2.2.5得出结论

根的长长与根的根尖有关。

2.2.6表达和交流

实验组中幼根上部横线间距没有明显变化，与之前相比只是根变得粗壮一些。对照组越接近根的尖端处，横线距离越大。对照组幼根长长，实验组被切去根尖的幼根不再生长。

3.结语

实验没有改进前，根的生长是易弯曲的，实验材料不易获得，而且无法保证样本的数量。改进后，鼓励学生大胆创新，创造性地利用简易器材，学生可人人动手课后进行探究活动。改进后的实验装置学生可连续观察植株的生长情况，不仅树立了事物是发展变化的辩证观点，还能引导学生逐渐成为课外作业的实践者、能动者。在本次探究实践中，充分发挥信息技术的优势，利用虚拟实验进行补充。模拟实验可以摆脱对实验室和实验器材的依赖，让每位师生都拥有自己专属的移动实验室，是对《生物学课程标准》中跨学科实践的一种探索。

（德城区教学研究课题：《基于NOBOOK虚拟实验室构建初中生物高效课堂的研究》，课题编号：DC2021qn005。）

（隋天翔，中学二级，硕士研究生，研究方向：生物信息学，多学科交叉内容研究。）