基于劳动教育的高中生物学探究实验教学设计

范飞

关键词：劳动教育；探究实验；高中生物学

文章编号：1003-7586（2024）01-0033-04 中图分类号：G633.91 文献标识码：B

习近平总书记在全国教育大会上不仅提出培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人，第一次把劳动教育纳入党的教育方针，而且要求在学生中弘扬劳动精神，教育引导学生崇尚劳动、尊重劳动，懂得劳动最光荣、劳动最崇高、劳动最伟大、劳动最美丽的道理，期望学生长大后能够辛勤劳动、诚实劳动、创造性劳动。2020年，《中共中央国务院关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》中指出全党全社会必须高度重视，采取有效措施切实加强劳动教育。生物学是一门自然科学，劳动实践推动了生物学的发展，生物学理论和技术可以指导劳动生产实践，劳动实践与生物学的發展密切相关，相互促进。生物学具有独特的劳动育人价值，教师应关注新教材与生产实践的结合点，将劳动教育渗透到生物学教学当中，引导学生热爱劳动，强化学生科学劳动的意识，树立创造性劳动的观念，弘扬劳动精神。笔者通过合作学习模式将劳动教育有效渗透到探究实验中，现以“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”为例予以介绍。

1教材分析与教学思路

1.1教材分析

“探索生长素类调节剂促进插条生根的最适浓度”是人教版高中生物学选择性必修1第5章的一个探究课题，既是学习的重点，也是教学上的难点。该探究活动是依据生长素的作用特点——在浓度较低时促进生长、在浓度过高时抑制生长，在学习了生长素的发现、生长素的生理作用之后，引导学生如何将科学理论应用于生产实践，使学生体验到科学研究的一般过程，同时也训练学生将实际问题转化成可行的实验方案的逻辑思维能力，在加深对激素调节作用认识的同时训练了学生的实践探究能力。

1.2教学思路

教材中“植物生长调节剂的应用”与农业生产实践联系紧密，是生产实践的基本原理原则，是生物学与劳动教育的结合点。教师可开展以农业生产为情境的探究实验，设计5个实验探究环节：创设情境，提出课题；问题探讨，设计方案；小组合作，开展实验；实验分析，反思交流；课堂汇报，归纳总结。教学思路如图1所示。实验探究的每个环节都与劳动教育环节有机结合，让学生在探究中感知、体会、学会和尊重劳动，实现了对学生劳动情感、劳动意志和劳动能力的培养，激发学生的劳动热情。

2教学目标

（1）通过从生活现象中提出问题和假设；基于查阅的相关资料，设计并实施可行的实验方案；记录实验数据并运用数学方法分析实验数据；运用科学术语准确阐明实验结果，并展开讨论交流；理解预实验的作用。

（2）通过合作及交流，逐步养成批判、创新、协作、求实的科学精神和态度；培养归纳与概括、演绎与推理、模型与建模、批判性等思维。

（3）通过探究实验加深理解生长素在浓度较低时促进生长、在浓度过高时抑制生长的概念，进一步形成稳态与平衡观。

（4）通过实验活动体会生物学理论在应用到生产实践过程中，还有许多需要探索的问题；体验劳动的艰辛，树立正确的劳动观和劳动态度。

3教学过程

3.1创设情境，提出课题

教师创设情境：大蒜是日常生活中常见的蔬菜，在南方地区以秋播为主，健壮的根系是获得优质大蒜产品（蒜苗、蒜薹等）的前提，生产中如何促进大蒜长出健壮根系呢？引导学生围绕“探究生长素类似物促进大蒜生根的最适浓度”这一实际生活中的农业问题展开探究活动，进行探讨，教师指导学生收集相关资料、上网下载相关论文阅读分析。围绕实践劳动的意义开展科学探究，学生在实践探讨中不仅理解了科学探究的程序性操作，也逐渐懂得劳动的意义和价值。

3.2问题探讨，设计方案

小组合作在实验前围绕“探究生长素类似物促进大蒜生根的最适浓度”的目的要求，提出一系列的问题：①选用哪种生长素类似物促进大蒜生根较为合适？②选用萘乙酸溶液的浓度在什么范围内探究比较恰当？③在生根时需要控制哪些变量？④怎样比较生长素类似物作用的大小？⑤植物生根培养用沙培法还是水培法？小组同学针对以上问题查找相关资料，进行讨论，在正式实验前进行了预实验摸索实验条件，再根据预实验的结果，设计正式实验方案。

3.3小组合作，开展实验

3.3.1实验过程

根据学生查询的资料分析确定使用萘乙酸作为生长素类似物，称取萘乙酸配制成10^-2mol/L的萘乙酸母液备用。正式实验前学生已经进行资料查找并进行了预实验，用以确定有效生根的大致范围，保证萘乙酸溶液稀释浓度的合理范围，以免造成不必要的浪费。预实验设置了3个浓度梯度。预实验数据如表1所示。

预实验表明大蒜在10^-3mol/L浓度的萘乙酸处理下未生根，10^-7mol/L左右可能出现促进大蒜生根的最适浓度，因此正式实验的浓度可以设置在10^-12～10^-3mol/L浓度区间。

正式实验操作如下：将萘乙酸母液进行逐级梯度稀释，分别配制成10^-12～10^-3mol/L浓度区间的萘乙酸溶液（每个浓度梯度间相差10倍），置于广口瓶中备用。取11个烧杯备用，给烧杯贴上编号及浓度标签，分别向烧杯中注入蒸馏水（浓度为0）或上述溶液1cm深，将选取好的相同大小的大蒜瓣的基部向下放置到烧杯内，注意使大蒜瓣基部浸泡到溶液中，浸泡24 h后取出蒜瓣，然后将蒜瓣放置在试管口（试管内装有蒸馏水，且蒜瓣基部接触液面），置于25℃的室温下，每天定时对实验装置进行观察和管理，用滴管将蒸馏水滴入试管至试管口，保证蒜瓣基部始终能接触液面。上述实验设置2个重复组（每组5颗大蒜鳞茎，取生根数量的平均值）。每天观察并记录大蒜的生根数量。

3.3.2实验结果

从实验的第3天开始就发现10^-12～10^-6mol/L浓度处理过的蒜瓣基部开始长出数量不等的根原基。而10^-3mol/L、10^-4mol/L浓度处理过的蒜瓣基部不生根，用蒸馏水处理的对照组蒜瓣基部长出少量根。实验的第5天，学生对蒜瓣基部根数量和长度进行统计。數据统计如表2所示。

从实验数据可以看出用蒸馏水作为对照处理的大蒜是能长出一定数量的根系的，用10^-3mol/L、10^-4mol几浓度萘乙酸处理过的大蒜生根数量小于蒸馏水处理的对照组，用10^-12～10^-6mol/L浓度萘乙酸处理对大蒜生根表现为促进作用，实验数据表明在10^-10mol/L浓度时促进作用最强。不同萘乙酸浓度下的生根情况可见图2。

学生围绕如何做的问题，在真实综合的任务中从基本的程序开始学习。教师引导学生关注细节和重视操作行为，强化规范意识、质量意识和专注品质，使学生在经历完整的劳动过程中学会劳动。

3.4实验分析，反思交流

学生根据实验结果和分析可以看出用10^-3mol/L、10^-4mol/L浓度萘乙酸处理对大蒜生根有抑制作用，用10^-5mol/L浓度处理和清水的对照处理生根数量接近，用10^-12～10^-6mol/L浓度的处理对大蒜生根有不同程度的促进作用。实验表明10^-10mol/L浓度萘乙酸是促进大蒜生根的最适浓度，且很好地反映出生长素具有在浓度较低时促进生长、在浓度过高时抑制生长的作用特点。引导学生在实践探究活动后进行总结、交流，促进学生形成反思交流的习惯，使学生体会到科学指导实践劳动，并从实践劳动中总结出科学规律，从而在劳动中获得成长。

3.5课堂汇报，归纳总结

学生小组合作完成基于真实农业生产情境的科学实践探究活动后，进行小组总结分析并选出代表在课堂上分享本小组的活动感想。学生分享感想的过程不仅能提升其语言组织和口头表达能力，还能让其他同学从榜样中领悟到劳动精神和优良品质，激发学生的劳动热情。

4教学反思

教师采用学生小组合作学习的方法开展基于真实农业生产情境的探究实验教学，探究实验活动从查找资料、实验准备、实验操作到实验数据整理和分析、课堂分享都是在教师引导下，学生全程动手动脑完成的，活动时间需一周，与常规课堂实验相比时间久、难度大，对教师和学生都是新的尝试和挑战。探究实验教学遵循教育规律，注重手脑并用、安全适度，强化实践体验，让学生亲历劳动过程，提升育人实效性。在探究实验活动中，学生不仅培养了学习生物学的兴趣，还提高了生物学的科学思维能力和运用理论知识解决生产劳动实际问题的能力，学生全程自主动手实验更提升了劳动素养，让学生感受到了劳动的崇高和艰辛，唤起了学生尊重劳动、践行劳动、崇尚劳动的社会责任感，促进“五育并举”，落实立德树人的根本任务。