基于生物學文獻學習的實踐研究

劉俊奇

摘 要：生物學文獻學習是一種實踐出真知的學習模式，學生通過文獻閱讀為自己設(shè)置一個情境去探索生命奧秘。在探究過程，學生逐步形成科學思維，提升了科學探究能力和創(chuàng)新能力，亦提高了生物學科學習的興趣。通過文獻學習，學生感受生命的奧秘，為獲取更多生物科技前沿知識做好準備，有利于提高課堂教學的有效性及促進生物學科核心素養(yǎng)目標的達成。

關(guān)鍵詞：生物學文獻;科學思維;核心素養(yǎng)

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 收稿日期：2019-05-20 文章編號：1674-120X（2019）30-0098-02

信息化社會飛速發(fā)展，正在改變著世界，也在改變著教育，教師的“教”正向?qū)W生的“學”轉(zhuǎn)變。學校積極為學生營造一個自主學習的環(huán)境，引導學生自己去探索、去研究、去提出解決問題的方法，從而培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力。然而，目前大部分研究把重點放置于課堂的學習行為上，以便能促進課堂教學有效性，卻忽視了學生在課外的自主學習過程，取而代之的是讓學生完成大量的習題，重歸應試。為此，筆者在對學生課堂內(nèi)外學習行為研究的基礎(chǔ)上進行深度探究，更深層次地探索課堂之外教育的力量及有效途徑。生物學文獻學習是學生學會深度學習的一種學習方式，是了解生物科技前沿的一條重要途徑。高中生通過生物學文獻學習，有利于拓展認識渠道，增強其對自然的好奇與求知欲，掌握科學探究的基本思路和方法，提高實踐能力，從而形成科學思維、科學探究、團隊意識和創(chuàng)新能力，最終促進生物學學科核心素養(yǎng)目標的達成。

一、構(gòu)建高中生物學文獻學習課程的意義

（一）有利于學生學科核心素養(yǎng)的形成

生物學文獻經(jīng)過篩選，難度及學習目標與高中生物課程相匹配，確保學生在學習過程中有能力接受，并提高了學習的廣度和深度，所選文獻符合國家課程標準的要求。文獻篇章的完整性使學生把所學的知識置于一個理解的背景下，讓學生更好地置身于該實驗的情境中，從而對所學的知識可以保留長久記憶。[1]文獻學習不僅可以鍛煉學生尋找具體解決問題方法的科學思維，逐步養(yǎng)成科學探究的精神，還可以幫助他們認識自我、建立自信，改變學習方式，最終促進學科核心素養(yǎng)的形成。

（二）有利于促進學生思維能力的增強

學習常被稱為需要伸出手還要跳一跳才能夠得著的行為，也只有通過努力并克服一定困難所獲得的知識與能力才會更加的深刻與持久。文獻有別于一般性讀物，特別是科技類文獻，更加注重科學性、規(guī)范性、嚴謹性、創(chuàng)新性。從生物學學科來說，相關(guān)文獻大多是建立在大量實驗的基礎(chǔ)上，其通過數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、分析，揭示了事物發(fā)展、變化的客觀規(guī)律。同時，大部分研究是建立在前人研究的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化和創(chuàng)新，提出新觀點和新結(jié)論的。要學習文獻自然也不是一件簡單的事情，需要有一定的專業(yè)知識基礎(chǔ)，至少要對所學的文獻內(nèi)容有所了解。在文獻學習過程中，學生需要克服相關(guān)困難，認真思考并理解文獻內(nèi)容。

（三）為更多高中生接觸生物科技前沿提供了可能

現(xiàn)階段學生的認知能力逐步提升，在北京、上海等地方的部分中學有資源優(yōu)勢，他們已經(jīng)進入高校的實驗室進行課題研究。而生物科技前沿對大部分地區(qū)高中生而言還是高大上而又遙遠的概念，大部分縣市的學校沒有相關(guān)資源。但學?？梢栽谟邢薜馁Y源條件下，為各個學校中對生物學科有濃厚興趣的學生提供學習的平臺。如將生物學文獻學習引入高中課程，讓學生通過文獻學習接觸生物科學的研究成果，在一定程度上降低了資源不均衡而引起的教育發(fā)展不均衡的影響。同時，文獻學習習慣的養(yǎng)成，有利于高中生接觸更多的生物科技成果，也為今后外文文獻的學習做好準備。

二、高中生物學文獻學習的實施

以“探究生長素類似物促進插條生根最適濃度實驗的優(yōu)化與拓展”為例。高中生物學必修3實驗“探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度”是《普通高中生物課程標準（2017年版）》要求的探究性實驗。[2]但受場地、時間需求等諸多因素限制，許多學校并未開展此實驗，只是通過視頻、幻燈片、習題訓練進行教學。而采用生物學文獻學習方式，就是將所用文獻設(shè)計在原有實驗基礎(chǔ)上進行優(yōu)化變式，引導學生開展課外自主探究，有利于學生體驗探究的樂趣。

（一）文獻閱讀任務(wù)

高中生的已具備一定的閱讀能力及實驗基礎(chǔ)，教師可選擇在該課前安排學生自行學習。課上，學生可以3～5人一組合作學習。在進行文獻閱讀時，學生必須在文獻閱讀任務(wù)清單中完成對以下項目的填寫：①實驗目的;②實驗原理;③儀器設(shè)備;④變量控制;⑤預期結(jié)果及實驗記錄表;⑥注意事項;⑦疑問或建議。

在文獻閱讀過程中，指導教師不再是講授者，而是僅作為文獻閱讀引導者，解決學生在學習過程中所遇到的問題。每組學生分工明確，自行從文獻中查找相關(guān)實驗流程，完成以上任務(wù)并進行組內(nèi)交流，這樣可以確保每一位學生對該實驗掌握的完整性。

（二）實驗準備階段

實施實驗前教師需對學生所完成的任務(wù)進行檢查，收集學生在文獻閱讀過程中所產(chǎn)生的疑問，經(jīng)分類、統(tǒng)計、分析學生的學習情況，幫助學生充分且有針對性地理解文獻內(nèi)容及實驗流程，強調(diào)實驗的注意事項，明確各組的工作任務(wù)。各組學生要進行組內(nèi)分工，明確每一位組員的具體任務(wù)。教師應讓學生做好小組成員分工的介紹與講解，亦可通過相關(guān)視頻或者查閱相關(guān)資料輔助，讓各組成員熟悉實驗原理、明確實驗流程并準備相關(guān)材料。為避免無關(guān)變量的影響，確保材料規(guī)格一致，保證實驗流程實施能夠科學、規(guī)范、嚴謹?shù)仨樌_展，插條采集和溶液配置都由學生參照文獻統(tǒng)一處理。另外，指導教師可以與家長建立微信群平臺進行經(jīng)驗交流、答疑等互動學習，讓家長指導孩子科學、客觀地記錄插條的生根情況，確保最終數(shù)據(jù)的可信度。

（三）實驗開展

（1）溶液配制。指導教師統(tǒng)一配制一系列濃度梯度的2，4-D溶液10份，編號1-10，配制2，4-D溶液濃度梯度依次為0、4×10-6、5×10-6、6×10-6、7×10-6、8×10-6、9×10-6、10×10-6、11×10-6、12×10-6。

（2）插條采集。采集1年生的月季枝條若干，將月季枝條隨機均勻分為10組，每組5根枝條。

（3）插條處理。以浸泡法為例，將10組枝條的基部分別浸泡在1-10號溶液中，浸泡24h后取出插條，將每組插條下端分別依次插入到自制盛有清水的培養(yǎng)缽培養(yǎng)，編號1-10。

（4）插條培養(yǎng)。將培養(yǎng)液放置在有散射光的地方，每3d換一次經(jīng)暴曬的清水。

（5）觀察記錄。每隔3d記錄一次即可，主要以不定根的數(shù)量為主，根的長度僅做參考。要求學生做好日常早、中、晚室溫的記錄，統(tǒng)計每天的平均室溫，便于分析無關(guān)變量對實驗結(jié)果的影響。

（四）數(shù)據(jù)分析及結(jié)論

統(tǒng)計各組所記錄的數(shù)據(jù)、參考文獻，確定生根數(shù)量趨于穩(wěn)定的日期，并以該日期所統(tǒng)計的生根平均數(shù)作為參考。參照實驗對照組，比較不同濃度生長素類似物對插條生根的影響并進行客觀描述。對偏差較大的數(shù)據(jù)，需判斷其是否為有效數(shù)據(jù)，同時分析數(shù)據(jù)出錯原因，尋找問題所在，確保下次實驗操作科學、嚴謹、規(guī)范。再把經(jīng)過分析、論證后的數(shù)據(jù)繪制成曲線圖，最終通過比對分析，判斷促進插條生根的最適濃度。

（五）實驗總結(jié)反思

（1）學生的理論水平與實踐操作能力不匹配。在本案例學習中，學生的文獻閱讀任務(wù)清單完成相對出色，相關(guān)的表格填寫完整，對具體注意事項倒背如流。但經(jīng)學生反饋，在實踐操作中，有出現(xiàn)學生操作較較隨意的行為，學生溶液量取不規(guī)范，所配溶液濃度存在較大誤差;插條選擇不夠嚴格，雖然能夠基本做到長度一致，而對1年生的枝條的生理狀況無法完全把握;數(shù)據(jù)記錄不夠嚴謹，在數(shù)據(jù)記錄中還是存在早記、晚記或漏記的情況。學生通過總結(jié)吸取經(jīng)驗教訓，對實驗的開展有了更加深刻的認識。

（2）實驗創(chuàng)新。學生通過一次完整的實驗操作，提高了實驗探究的興趣。針對本實驗，學生根據(jù)課本所學，在本次實驗有效數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上縮小濃度梯度，重新進行實驗;同時，結(jié)合自己的學習規(guī)律和實踐教訓，優(yōu)化了本次實驗操作的數(shù)據(jù)記錄工作。本次實驗操作合理分工，操作規(guī)范，獲得了可信度更高的數(shù)據(jù)。

（六）檢測與評價

教師通過試題檢測學生對探究實驗的掌握水平，科學、合理地分析檢測結(jié)果，以便進行精準教學，確保學生更好地掌握相關(guān)知識。

三、開展高中生物學文獻學習的影響

生物學文獻學習是依據(jù)《普通高中生物課程標準（2017年版）》展開的一種學習模式，能夠彌補課堂的不足，更大程度滿足學生的需求。對傳統(tǒng)課堂而言，文獻所涉及知識面更為寬廣，極大地豐富了課堂教學資源。同時，文獻學習課程為參與學習的學生設(shè)置了一個真實的情境及實踐操作的條件，也為學生提供了一個完整的實驗體系。學生會更加注意實驗過程中對細節(jié)的把控，確保實驗科學嚴謹。即使實驗失敗，學生也會懂得開展自我分析，或者在小組中尋求幫助，從而提高學生學習的有效性。另外，在學習過程中，學生構(gòu)建小組完成學習任務(wù)，他們通過相互溝通，相互協(xié)作，提出新的想法和解決問題的思路，并在一次次的溝通交流中逐步形成團隊意識和創(chuàng)新精神。

總之，高中生物學文獻學習增加了課堂向課外延伸的途徑。高中生物課程的學習為生物學文獻學習在高中階段開展提供了基礎(chǔ)條件，同時，文獻學習反作用于課堂教學，提高了課堂教學的有效性。另外，文獻學習為學生的多樣化和個性化發(fā)展提供了學習的平臺，學生可以在此平臺基礎(chǔ)上獲取知識，培養(yǎng)技能，亦可以在此平臺基礎(chǔ)上衍生出其他學科類似平臺。學生學習的內(nèi)驅(qū)力也在一次次的實驗嘗試中得到了加強。

參考文獻：

[1]游曉青，鄒起練，劉迎春.文獻閱讀在研究生生物學實驗教學中的應用[J].福建醫(yī)科大學學報（社會科學版），2009，10（4）：47-49.

[2]攔生發(fā)，攔繼成，楊生華.“探究生長素類似物促進插條生根最適濃度”實驗的優(yōu)化與拓展[J].生物學通報，2018，53（8）：42-44.