“双减”背景下高中生物实践性作业的设计

万 荔

(江苏省盐城市东台市安丰中学,江苏 盐城 224221)

在“双减”政策不断推进的大环境下,作为课堂的延伸,作业设计对于课堂知识学习的巩固与深化起着重要作用.生物实践性作业是有意识地将观察、实验,调查、研究等多角度融合起来,促使学生在探索性的实践体验中,深化知识理解,进而促进知识迁移以及不断培养个人动手操作等多元探究能力.这就要求教师在积极响应“双减”政策的大前提下,聚焦作业设计的“内容与形式”,关注作业的“时长、目标、难度”等多方面因素,提高实践作业设计的质量,帮助学生真正实现“减负增效”,更好地发挥实践性作业的育人功能.

1 着眼调查类作业,延拓思维

调查类实践作业是指引导学生有意识地在学习中、生活中发现问题,借助相应的实际调查与研究,进一步分析问题,通过多元主体以及多种途径逐步解决问题的作业设定.在作业完成的动态过程中,学生充分发挥主体的地位和作用,在实际问题调查与解决中充分应用所学的知识,不断总结与反思,逐步延拓个人的学科思维.

以苏教版高中生物必修二第三章《生物的变异》第三节《关注人类遗传病》一课的教学为例.首先,教师可为学生设置一个生物话题,在已提供调查主题下,层层优化作业设计,逐步培养学生发现问题、提出问题、解决问题、反思问题的能力.在本单元中,教师可选择遗传学中常见的“红绿色盲”这一话题,让学生就这一遗传现象展开调查.研究在家族三代人中,患有红绿色盲的家庭成员情况.调查类实践作业的开展,可以采用以小组为单位作业模式,在设计完调查表格的基础之上,确定作业展开的多样调查方式,明确各个成员的分工情况.在此过程中,可以让学生先从身边的人问起,以自己和朋友的家庭作为例子,询问“你是否有红绿色盲?你的父母是不是有红绿色盲?你父母的父母红绿色盲的情况分析又是怎样的?”为了进一步扩大实验的典型性以及普遍性,教师可以引导学生记录多组数据,并采用“问卷调查”等多种线上调查的方式,进一步扩大调查信息的获取,并有意识地记录、归纳、分析数据[1].随后,教师可以让学生选择利用各种数据分析图来分析数据,并引导学生自我提出“我的爸爸妈妈是色盲,我一定是色盲吗?我不是色盲,我的爸爸妈妈可能是色盲吗?”等一系列的问题,让学生更加仔细地观察数据,并有意识地将数据进行归纳总结.关于此次作业调查类的小组成员会发现,红绿色盲只有“是”或者“不是”两种遗传表现方式.如果将不是红绿色盲标记成与A染色体有关;是红绿色盲,或者说是红绿色盲的隐性基因标记成a染色体,那么有关遗传基因父母双方的排列组合则为“AA、Aa、aa”三选二相互配对,教师可以让学生针对父母双方为“Aa、Aa”类,即父母双方红绿色盲基因各有一个显性和隐性基因,进行深层次的系统调查与研究,探究遗传病产生的概率.人类遗传病的种类繁多,负面影响严重.在调查类研究作业的最后环节,教师可以向学生询问有没有什么预防解决的方法?“近亲不能结婚”“婚前检查预防后代有不必要疾病的产生”等等,学生在调查感悟与分享中,结束此次调查作业.但应注意此类涉及伦理的作业,要强调学生应保持足够尊重和非歧视的态度,并要特别注意面对面调查时的语气,使其在提升个人调查分析能力的同时,不断提高个人生命观念等核心素养.

2 关注研究类作业,重构认知

研究类作业更侧重于引导学生就某一生物现象、生物原理或者生物规律展开一定操作性的实验探究.关于研究类作业设计,教师可以就单元主题的开展系统化地为学生进行知识梳理,让学生在研究的动态变化过程中,不断重构个人认知,鼓励其融入个人对生物知识的理解,不断增强作业的反馈形式.

例如,在苏教版高中生物必修一第二章第三节《物质进出细胞的运输方式》这一课时的重要知识点是有关细胞质膜的选择透过性.针对这一知识点,教师可以相应地布置一个有关“植物细胞的质壁分离”的实践研究作业,在课后教师可以组织集体完成.教师可以先为学生准备好所需的实验材料,如:鲜嫩的洋葱鳞片、显微镜、刀片、盖玻片、0.3 g/mL的蔗糖溶液、清水等.接着,教师可以先让学生思考,在已有的实验材料中,学生应该如何设计实验完成研究?考虑到一个人的研究能力有限,可以采用小组合作的方式.“关于研究项目所提到的质壁分离,实际上与细胞的失水、吸水现象有关.”“失水和吸水的话,主要是和内外界的浓度差有关,也许我们可以把0.3 g/mL的蔗糖溶液稀释一下.”在学生的讨论中,大体的实验步骤已经成型.教师可以先引导学生制作需要研究观察的临时标本,在这一研究环节中,部分学生会选择洋葱鳞片叶的内表皮,这时教师可以让小组间相互讨论,是外表皮更好,还是内表皮更好?以此促进学生在自我纠错中不断进步[2].接着,学生需要制作载玻片,先用低倍镜观察原始状态下鳞片叶外表皮细胞,注意紫色大液泡的相对大小及其细胞质的分布情况.接着在盖玻片的一端滴加0.3 g/mL的蔗糖溶液,另一侧用吸水纸吸引,重复多次,使细胞整体浸润在溶液中.一段时间后,让学生在低倍镜与高倍镜的转换中,及时观察原先紫色液泡和细胞质膜之间的变化,会明显发现此时液泡开始收缩,周围的细胞质膜明显呈现,此时已经呈现质壁分离现象.研究到这里,肯定会有学生提出疑惑:“我再加点水,细胞可不可以变回原先的状态呢?”为了满足学生的疑惑,可进一步深化研究,在盖玻片的另一侧滴入清水,重复之前引流的步骤.这时,学生会发现原先的紫色液泡正在缓慢恢复扩大,逐渐至初始状态.由此进一步得出“洋葱鳞片叶外表皮不仅存在质壁分离的现象,在一定的条件下还可以复原”.针对以上的研究发现,教师可以让学生进一步提问“所有的植物细胞都可以在质壁分离后复原吗?”“动物细胞可以质壁分离吗?”“换成其他高浓度溶液研究可不可以成功?”针对学生以上问题的提出,教师可以将其作为拓展类作业,让学生有选择性地完成.

逐渐打破传统“看题、做题”的作业形式,在丰富学生个人作业体验的同时,不断巩固知识,鼓励学生在作业完成与学习提升的过程中,融入个人的思考以及实践,不断提高研究分析能力,系统重构思维认知,在减负的前提下提质增效,综合发展学科核心素养.

3 创编交叉类作业,迁移应用

交叉类作业是指引导学生在作业完成与问题解决的过程中,有意识地迁移各学科的知识点,同时进行二次应用与创作,进而在思维上有新的创造.通过不同学科的知识整合,学生不断培养个人的跨学科思维方式,锻炼个人迁移应用与创新创造的双重能力,引导学生将所学的知识和技能应用到实际情境中,促进学生综合发展.

例如,在高中生物必修一第三章第三节《细胞呼吸——能量的转化和利用》的教学中,教师可以抓住“能量的转化和利用”这一关键词,为学生布置一个交叉类的实践作业.教师可以先让学生就“能量”这一话题,发散思维,整合多学科的知识要素.这时,学生会很容易想到物理学中的“能量守恒”定律.接着教师可以让学生在作业本上划分三个区域,首先让学生在第一个区域写下有关物理学中所涉及的“能量守恒定律”,即“在一个封闭(孤立)系统的总能量保持不变”这一知识概念.借助物理中学生熟悉的概念进一步引出本次生物作业任务中有关“能量转化和利用概念”的知识点.除了物理界所涉及的动能、势能等机械能,生物领域细胞和生物体必须做功才能生存和自我繁殖,其细胞内发生的合成反应,都需要能量的推动.在作业本的第二区域内则需要学生翻看教科书,总结概括有关“细胞呼吸的能量转化与利用”的相关知识内容.主要聚焦于理清ATP即能量在细胞的无氧呼吸和有氧呼吸两种条件下的产生方式和条件.理论知识所涉及的主要是借助物理学中“能量是守恒的”这一共性知识的启发,理解并记忆有氧呼吸“C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量”和无氧呼吸“C6H12O6+酶→2C3H6O3(乳酸)+能量”“C6H12O6+酶→2C2H5OH (乙醇)+2CO2+能量”这两个反应.在作业本的第三区域,教师可以为学生进一步补充生物和物理学科中有关“能量观”更加紧密的关系的例子,例如“当细胞进行有氧呼吸时,糖类物质会经历糖酵解和三羧酸循环的过程.在这些过程中,细胞内的化学能会转化为线粒体内膜上电子传递链中的电能,然后转化为ATP中的能量,同时也会释放出热能.所谓能量不过是从一种形式转化为另一种的形式,不会凭空产生或者消失.[3]”当然还可以加入化学的相关知识,进行更深入的整合分析,帮助学生在作业的最后,深化学科交叉学习的融合观,不断培养学生个人的迁移应用能力,促进学生多学科间主动联系思考学习的内驱力.

高中生物实践作业中有关交叉类作业的创编,其在提升学生生物认知能力的同时,进一步厘清生物学科与其他学科之间的关联性,将多学科的知识融合起来,不断锻炼自身跨学科的应用思维以及迁移能力.

4 结束语

高中生物的实践性作业具有重要的价值.在“双减”的大背景下,教师要善于在日常的教学实践中反思总结,结合实际的教学情况,进一步加大有关高中生物实践作业的优化力度,把握好实践作业育人功能.通过作业类型、内容、形式等多种角度的丰富,促进学生实践思维的拓展以及学生综合素养的全面提高.