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高中生物学创新实践课程的开发与实施——基于核心素养的植物调查研学

时间:2024-02-01 11:15:01 来源:网友投稿

王猛猛

《普通高中生物学课程标准(2017 年版2020 年修订)》坚持德育为先,坚持全面发展,坚持创新与实践,坚持以人为本,坚持与时俱进,凝练出了生物学科的核心素养“生命观念、科学思维、科学探究、社会责任”,旨在让学生的学习成为一个主动学习知识、发展能力、形成正确的情感态度和生命价值观的过程[1]。高中的生物学学习主要是以课内实验和理论学习为主,深入自然的实践与科学探究活动少之又少。而本次实践课程的开发与实施,给学生提供了接触自然的机会,培养了学生对自然的喜爱,进而培养学生学习生物学的兴趣,减负增效。

笔者任教的上海市大同中学坐落在上海市黄浦区,与学校一路之隔的蓬莱公园原为大同中学的部分校园旧址,后被改造成为公园。尽管公园中的植物种类较多,但是学生对于公园中植物的分类、习性和用途等却知之甚少。结合课堂教学中调查方法的学习,笔者便尝试选取蓬莱公园中的植物作为研究对象来设计实践课程的科学探究活动,让学生从课堂真正走入自然。实践表明,学生通过植物调查研学活动,在感受自然的同时也树立了科学的生命观念。

1.植物作为城市生活的重要组成部分,对于维持城市生态环境的平衡具有重要意义。通过对公园植物的研究,有助于学生认识植物、掌握生物学基本概念、形成生命观念。

2.将生物学习从室内搬到室外,使得生物学习从理论走向实践,有助于学生对于已有理论知识的掌握和巩固,增强学生动手与实践活动能力,促进学生科学思维和科学探究能力的发展。

3.通过实践调查活动,接触自然,感受自然的美好,关注公园植物的多样性和公园规划布局的合理性,提升社会责任感。

1.结合蓬莱公园的地理特点,对公园内的植物进行调查和研究,分别统计植物的学名、拉丁名、科属、形态和经济价值等,制作蓬莱公园植物名录。

2.统计蓬莱公园植物资源,根据公园植物资源分布情况,结合植物的特点,为公园的植物开发与保护提出建议。

3.举办“公园植物自然笔记”大赛等活动,制作科普教育宣传展板进行宣传展示。

实地调查法:通过师生实地调查研究,获取第一手数据资料。

资料收集法:搜集植物分类学相关的书籍或文献,用于调查过程中的比对研究。

(一)实地调查

首先学生对蓬莱公园中植物的名称、用途等了解甚少,这也是本次研学实践活动需要重点解决的问题。在实地调查研究开始之前,笔者先在课堂上带领学生学习植物学的相关知识,然后指导学生进行采样方法的学习。经过初步理论知识的储备以后,先带领学生在校园内开始基础模拟练习,待学生掌握调查采样的方法以后成立调查小组。在一年中的不同季节,调查组成员多次前往蓬莱公园进行实地勘查,几乎走遍公园的每个角落,逐一对植物的形态特征及生长情况等进行详细研究,并拍摄数码照片作为影像资料存档。

(二)资料查阅

学生在实地调查过程中,经常会遇到许多不认识的植物。学生小组成员之间会互相交流,并咨询教师。对于师生现场无法确定具体名称的植物,先让学生利用网络资源进行搜索,并到图书馆借阅相关文献资料,再借机引导学生学习使用植物检索表,最终确定植物的学名。通过资料查阅,培养了学生自主学习的能力。同时,对未知植物的查名过程,也能锻炼学生在面对陌生问题时的问题解决能力。

(三)数据整理

将调查所得的相关植物数据全部录入Excel 数据表,借助《中国植物志》,整理出植物的学名、用途和生活习性等。最后,按照恩格勒系统,编制了《上海市蓬莱公园植物名录》。

(四)继续探究学习

公园作为城市中绿地的存续,也需要维持良好的生态环境。通过对蓬莱公园植物的调查研究,学生摸清了蓬莱公园植物的资源,根据公园的植物资源分布情况,向公园管理部门提出了相对科学合理的规划建议[2]。

在此基础上,以学习兴趣为抓手,以生物学科核心素养为主线,相继开展了公园植物研究的延续活动,如在学校举办了“公园植物自然笔记”大赛、公园植物调查小论文创作征集活动等。

通过对蓬莱公园植物的调查研究,学生对植物学的相关知识有了更深刻的了解,对公园植物的学名、形态特征、用途等有了明确的认知。学生在收获了知识的同时,积极探索、主动参与科学探究活动的热情高涨,并完成了以下课题研学成果:

1.对公园植物的学名、用途、形态特征等内容进行统计,按照恩格勒系统编制了《上海市蓬莱公园植物名录》(本文仅节选部分名录,详见表1),同时完成了小论文《上海市蓬莱公园植物多样性调查研究》一篇。

表1 上海市蓬莱公园植物名录[3](节选)

2.举办了“公园植物自然笔记”大赛,吸引了大批学生参与,激发了他们对植物学习的兴趣。

3.经过调查研究,摸清了蓬莱公园的植物资源情况。通过初步调查后的资料整理发现,蓬莱公园植物的种类比较丰富,共有51 科80 属89 种。乔木有32 种,占公园植物种类的35.96%,其中12 种为常绿乔木,20 种为落叶乔木;
灌木有37 种(本调查中灌木或小乔木统一计入灌木),占公园植物种类的41.57%,其中21 种为常绿灌木,16 种为落叶灌木;
草本植物有17 种,占公园植物种类的22.47%,其中12 种为常绿草本;
竹2 种;
草质藤本1 种。常绿植物占公园植物种类的50.56%,落叶植物占49.44%。

公园植物在12 月至翌年1 月期间开花的有3 种,分别是铁苋菜、大吴风草和腊梅;
2~3月开花的植物种类明显增加,共有15 种,如黄连木、海桐等;
4~5 月开花的植物有62 种,占调查植物总数的69.67%;
6~8 月开花的植物有42 种。4~8 月属于春夏季,这期间开花的植物种数最多,主要与植物自身节律有关;
9~10 月仍然有21 种植物处于花期;
11~12 月期间公园开花的植物仅剩6 种,如腊梅、吉祥草等。园内植物花期跨度最大的为铁苋菜,花期为9个月;
其次为大吴风草,花期为8 个月;
酢浆草和紫叶酢浆草的花期均为7 个月。花期在5 个月以上的植物种数为8 种,占园内植物种数的8.99%。

按照植物常见经济价值分类原则将公园植物的用途分为观赏、绿化、药用、食用和工业用材五类。经调查统计得出公园内观赏植物70 种,如棕榈、杜鹃等;
绿化植物50 种,如秋枫、广玉兰等;
药用植物61 种,如田旋花、银杏等;
可以食用的植物有14 种,如枣、花椒等;
工业用材9 种,如青冈、栾树等;
此外还有3 种植物可以用来生产动物的饲料,如狗尾巴草、构树和垂柳。植物经济价值分析对于全面了解蓬莱公园植物资源有重要意义,同时,也为科学系统地管理公园植物奠定基础。

4.根据蓬莱公园的植物分布情况,学生提出了相对科学合理的建议。公园内常绿物种比例基本协调,有助于提升公园在不同季节的美感。经调查发现不同植物种类数不均匀,建议公园可以适当增加种类数较少的植物物种,这将有助于确保公园内植物多样性的稳定。虽然一年内不同季节均有开花的植物,但是公园内11 月至翌年1 月期间开花的植物较少,建议公园未来增加种植此时段开花的植物种类,同时适当增加现有此时段开花的植物数量,以提升视觉美。公园不仅是休闲的场所,还可以作为科学教育的基地,建议公园增制园内植物的宣传介绍标牌。

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