李素婷

摘要 以葉綠體色素提取和分離實(shí)驗(yàn)的材料創(chuàng)新為例，在傳統(tǒng)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中融入生物學(xué)議題，旨通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任核心素養(yǎng)水平。

關(guān)鍵詞 社會(huì)責(zé)任 生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng) 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào) G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1社會(huì)責(zé)任學(xué)科核心素養(yǎng)的要求

社會(huì)責(zé)任是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之一，是指學(xué)生基于生物學(xué)的認(rèn)識(shí)，參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷，解決生產(chǎn)生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力。將“社會(huì)性科學(xué)議題”引入課堂是國(guó)內(nèi)、外常使用的策略之一。有研究支持了這一策略在生物學(xué)課堂中的有效性，特別是將生物學(xué)概念框架擴(kuò)展到相關(guān)的社會(huì)問題后可提高學(xué)生學(xué)習(xí)成果的保留度。

“社會(huì)性科學(xué)議題”也可稱作“生物學(xué)社會(huì)議題”，教師要將生物學(xué)知識(shí)與社會(huì)問題相關(guān)聯(lián)，在教學(xué)中引入這些話題，并引導(dǎo)學(xué)生分析或展開討論，為學(xué)生提供應(yīng)用知識(shí)的機(jī)會(huì)，鼓勵(lì)他們注意生物學(xué)與社會(huì)之間的相互作用，說明如何運(yùn)用生物學(xué)的成果承擔(dān)社會(huì)責(zé)任。

生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅是教師的講解和演示過程，也是師生交流、共同發(fā)展的互動(dòng)過程。

教師除了要重視實(shí)驗(yàn)技能和能力的培養(yǎng)，也要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生物學(xué)熱點(diǎn)議題，運(yùn)用生物學(xué)知識(shí)理性分析、科學(xué)論證議題背后的真?zhèn)?，提高中學(xué)生參與社會(huì)事務(wù)的意識(shí)。

2實(shí)驗(yàn)材料創(chuàng)新

2.1教材實(shí)驗(yàn)分析

“葉綠體中色素的提取和分離”是高中生物學(xué)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。很多教師都對(duì)該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，如把該實(shí)驗(yàn)由定性實(shí)驗(yàn)優(yōu)化為定量實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)優(yōu)化為探究性實(shí)驗(yàn)，以期提高學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。筆者參考應(yīng)學(xué)超老師研究提出的縮短該實(shí)驗(yàn)用時(shí)方法，對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行創(chuàng)新，并聯(lián)系生物學(xué)熱點(diǎn)議題培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

2.2創(chuàng)新一——大氣污染與大紅花

2.2.1相關(guān)生物學(xué)社會(huì)議題

德國(guó)、荷蘭等歐洲國(guó)家研究綠化植物與大氣污染較早，已建立了大氣污染生物監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)從20世紀(jì)70年代展開研究，也獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，研究工作涉及植物不同污染的生理生態(tài)指標(biāo)的測(cè)定分析，從微觀解釋植物對(duì)大氣污染的響應(yīng)。葉綠素含量的下降幅度與SO2、NO2、HF等污染氣體的濃度呈正相關(guān)，特別是當(dāng)葉片出現(xiàn)可見傷害癥狀后，葉綠素含量往往大幅度下降，具有作為污染指示劑的良好潛力。

2.2.2開展方法

教師提前一周在課堂播放相關(guān)視頻激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，按照典型污染區(qū)、交通樞紐區(qū)、文教區(qū)、清潔對(duì)照區(qū)，把全班學(xué)生按照生源地分為4個(gè)小組進(jìn)行大紅花綠葉的采樣，見表1。

每個(gè)小組在采樣點(diǎn)摘取本地常見物種大紅花的新鮮綠葉，選定周日上午9點(diǎn)～11點(diǎn)，摘取中上部葉子，記錄采摘葉子的外觀特征，放置于有冰塊的盒中并帶回學(xué)校實(shí)驗(yàn)室冰箱（4°C），以后續(xù)用于課堂實(shí)驗(yàn)。

課堂上，每個(gè)小組對(duì)自己采摘的材料進(jìn)行葉綠素的提取和分離。教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比、分析各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果。小組討論交流：

1實(shí)驗(yàn)結(jié)果與你設(shè)想的結(jié)果一樣嗎？分析出現(xiàn)誤差的原因。

2結(jié)合全班4組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析大氣污染與葉綠素含量的關(guān)系，并提出自己看法。

3大氣污染為什么會(huì)影響葉綠素的含量？

課后，各組對(duì)不同地區(qū)大紅花綠葉的葉綠素含量進(jìn)行調(diào)查分析，撰寫交流報(bào)告。

2.2.3設(shè)計(jì)意圖

教師聯(lián)系生物學(xué)熱點(diǎn)創(chuàng)造情境，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)參與到實(shí)踐活動(dòng)中。學(xué)生在采摘實(shí)驗(yàn)材料的過程中，關(guān)注周圍環(huán)境對(duì)植物生長(zhǎng)的影響，從而樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念。課前、課中、課后環(huán)環(huán)相扣，在課前的調(diào)查過程中，學(xué)生通過查找著作、期刊、網(wǎng)絡(luò)等方式獲取所需的相關(guān)信息，通過廣泛的閱讀積累，在接受外界信息的不斷刺激中建構(gòu)觀念，發(fā)展個(gè)體的認(rèn)知能力。教師在課后安排科學(xué)寫作可以激發(fā)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)結(jié)論與閱讀的知識(shí)整合到自身認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，進(jìn)一步構(gòu)建自己的內(nèi)容框架，闡述自己的觀點(diǎn)。

2.3創(chuàng)新二——化學(xué)染色與箬葉

2.3.1相關(guān)生物學(xué)社會(huì)議題

粽子是我國(guó)幾千年來的一種傳統(tǒng)習(xí)俗節(jié)令食品。粽葉是制作粽子必不可少的材料，最常見的是箬葉。李時(shí)珍的《本草綱目·草四·箬》：“箬生南方平澤，其根莖皆似小竹，其節(jié)捧與葉皆似蘆荻，而葉之面青背淡，柔而韌，新舊相代，四時(shí)常青。南人取葉作笠，及裹茶鹽包米粽?！斌枞~經(jīng)高溫蒸煮后，會(huì)失去天然的鮮綠色，變?yōu)闇\黃色。不法商家為了謀利將箬葉用硫酸銅或氯化銅等浸泡，大量銅離子與箬葉中的葉綠素反應(yīng)生成綠色的葉綠素-銅金屬絡(luò)合物，使已失去原色澤的箬葉得以恢復(fù)鮮綠色，深受部分消費(fèi)者的喜愛。但是，這種處理方式很有可能導(dǎo)致箬葉中吸附的銅含量較高，在與食品接觸后遷移到食品中，引起食用者銅中毒。

2.3.2開展方法

教師提前準(zhǔn)備好三組材料：提前從市面上買回來放置太久發(fā)黃的箬葉，其中一部分用硫酸銅溶液浸泡令箬葉返青作為實(shí)驗(yàn)組A，其余部分發(fā)黃箬葉作為對(duì)照組B;校園采摘的新鮮箬葉作為實(shí)驗(yàn)組C。在學(xué)生完成教材實(shí)驗(yàn)提取色素等待色素分離結(jié)果的過程中，教師播放“返青箬葉”視頻，組織學(xué)生應(yīng)用所學(xué)生物知識(shí)和掌握的實(shí)驗(yàn)技能討論以下問題：1箬葉放久發(fā)黃的原因是什么？2作為消費(fèi)者，你會(huì)買發(fā)黃的箬葉嗎？你能從外觀辨析手中拿的箬葉究竟有沒有經(jīng)過硫酸銅處理？3請(qǐng)用所學(xué)知識(shí)解釋視頻中提及的蒸煮法和放鐵釘法。4返青箬葉會(huì)對(duì)人體造成怎樣的危害？你可以為此做點(diǎn)什么？

2.3.3設(shè)計(jì)意圖

該議題涉及的生物學(xué)知識(shí)（如葉綠素的分解）與本節(jié)課的實(shí)驗(yàn)技能和原理緊扣，過渡自然合理，可在實(shí)驗(yàn)課堂的后半段開展。教師在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課堂中緊扣中國(guó)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，激發(fā)學(xué)生的愛國(guó)情懷，給學(xué)生提供真實(shí)的實(shí)驗(yàn)材料，使學(xué)生在真實(shí)的情境中解決問題，鍛煉了學(xué)生應(yīng)用所學(xué)生物學(xué)解決實(shí)際問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生理性消費(fèi)觀，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注身邊生物學(xué)現(xiàn)象并可作出科學(xué)的解釋。在學(xué)生討論交流解決這個(gè)問題的過程中，通過思維的碰撞，提升了批判性思維和社會(huì)責(zé)任感。

3反思與體會(huì)

開展本實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)方法是學(xué)生帶著實(shí)驗(yàn)手冊(cè)來到實(shí)驗(yàn)室，使用教師提供的實(shí)驗(yàn)材料（菠菜等），按照教師的要求和實(shí)驗(yàn)步驟按部就班地開展色素提取和分離，等待實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行交流。這樣的學(xué)習(xí)過程中，教師是課堂的主導(dǎo)者，學(xué)生是課堂的參與者，學(xué)生主要掌握的是實(shí)驗(yàn)技能，師生、生生很難在課堂中實(shí)現(xiàn)情感、價(jià)值觀的碰撞，也難以實(shí)現(xiàn)社會(huì)責(zé)任的培養(yǎng)。培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任不應(yīng)只是思政教師的任務(wù)，也是每個(gè)生物學(xué)教師重點(diǎn)落實(shí)的目標(biāo)。筆者對(duì)實(shí)驗(yàn)的選材進(jìn)行創(chuàng)新，充實(shí)了實(shí)驗(yàn)的開展方式，促進(jìn)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課堂上大膽討論與交流，也使學(xué)生更加關(guān)注生物學(xué)社會(huì)議題。

考慮本校實(shí)驗(yàn)室客觀條件的限制，沒有使用分光光度計(jì)進(jìn)行定量實(shí)驗(yàn)，只使用傳統(tǒng)方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，粗略對(duì)濾紙條的葉綠素色素帶的寬度進(jìn)行對(duì)比而得出結(jié)論。雖然實(shí)驗(yàn)誤差較大，但學(xué)生在這個(gè)過程中體驗(yàn)了科學(xué)探究的一般過程，學(xué)會(huì)了分析誤差的來源，主動(dòng)參與實(shí)驗(yàn)課的開展，享受實(shí)驗(yàn)課堂帶來的成就感和觸動(dòng)，學(xué)有所得。