浅析拓展性实践活动在高中生物学深度学习中的应用

王冬冬 吴光华 袁晓明

教材拓展性实践活动是指基于教材内容的编排，拓展出来的相关实践活动，是对教材知识的补充和进一步探究。在活动中，学生具有较高的支配权和主导权，可将科学、技术、工程、数学等学科有机结合，形成立体思维，在科学知识、技术操作、工程素养等多方面综合发展，从而提升高阶思维能力。笔者尝试立足学科核心素养，挖掘拓展性实践活动，引领学生进行深度学习。

1构建模型，让基础知识“立”起来，树立生命观念

在学习中，少部分学生和教师过于注重应试教育的诉求，对教材中的实践活动不重视，甚至于课后复习阶段演变成“刷题、刷题、再刷题”，未达到理想的学习效果。教师要注意依托新课程理念，“以人为本”，做到“取法于内，获益于外”。以减数分裂为例，减数分裂是遗传与代谢的重点内容之一，学生易忘、易混。教师若采取常规归纳、比较等方法，很难使学生高效掌握这一基础概念。笔者尝试立足课本，以减数分裂的过程为着眼点，围绕这一重点内容建立多维模型的“局域网”可以帮助学生加深对基础知识的理解，突破“基础知识—生命观念—科学思维”的飞跃。

1.1构建减数分裂物理模型

通过制作物理模型（图1），学生不难发现减数分裂由减数第一次分裂和减数第二次分裂构成，两次分裂又细分为前期、中期、后期、末期四个时期，各时期染色体的数量和形态一目了然。学生通过比较相邻时期模型之间的差别，演绎时间段内物质的变化过程，制作减数分裂动态模型，有利于理解减数分裂连续的物质变化过程。

1.2构建减数分裂概念模型

在学生明确减数分裂的过程后，教师引导学生继续构建减数分裂概念模型（图2）。学生通过绘制概念图，清晰地将减数分裂中各时期结构、物质变化一一对应起来。

1.3构建减数分裂物质变化的数学模型

教师以减数分裂过程中主要物质的变化为例，引导学生建立数学模型（图3），帮助学生定量分析细胞分裂过程中DNA、染色体、染色单体的问题。

2设计科学实验，让科学思维“生根发芽”，发展科学探究能力

很多学生在教材基础内容的分析和单一知识的解答时往往问题不大，但一遇到新的情境分析和综合性问题时往往不知所措。这表明学生灵活解决问题的科学思维和分析能力存在欠缺。笔者尝试在教材中挖掘多种类型实践活动，引导学生多角度审视问题，提高学生提出问题、解决问题的能力，潜移默化地培养学生知识迁移和科学归纳的表达能力，培养学生科学思维和科学探究能力，提高学生的综合能力。

2.1进一步探究实验

高中生物学教材涵盖的广度和深度是针对大多数高中生的认知水平和综合能力设置的。不同的学生之间存在差距，教师应该尊重学生之间的差距，同时要保护学生的好奇心和求知欲。当学生提出问题时，教师要帮助学生一起分析该问题探究的价值性和可操作性。在学生明确问题后，教师继续引导学生分析实验目的、设计实验步骤，积极鼓励、协助学生开展实验，完成探究。例如，开展“绿叶中色素的提取和分离实验”，教师鼓励学生大胆提出问题。学生通过观察同株植物不同部位叶片颜色的差别和不同种类植物的叶片颜色的差别，提出问题：是不是同种植物所有绿叶的色素都相同呢？不同植物叶片的色素种类和含量都相同吗？基于已经掌握的科学方法——控制变量和设计对照实验，学生很容易想到选用同种植物不同成熟度的叶片进行成熟度对色素含量影响的探究，选用不种植物叶片进行不同种类绿叶中色素含量比较。学生在教材实验的进一步探究中主动获取知识的同时，锻炼能力，培养科学思维。

2.2改进式实验

教材部分实验在教学实践中存在材料不易获取、实验现象不明显等问题。师生可针对发现的问题，对实验进行创新改进。例如，在“探究植物细胞的吸水和失水”实验中，相比紫色的洋葱鳞片叶外表皮，透明的洋葱鳞片叶内表皮细胞更容易大面积撕取单层细胞。面对实际操作过程中出现的问题，学生可能尝试更好的获取鳞片叶外表皮细胞的方法，或者考虑解决鳞片叶外表皮细胞原生质层两侧颜色对比不明显的问题。在操作中，有学生用内表皮代替外表皮，并将外界溶液改成高于细胞液浓度的红墨水等有色溶液。也有学生更换实验材料，用其他更易撕取单层细胞的材料代替洋葱鳞片叶外表皮，如马齿苋茎表皮细胞。改进后的实验更易操作，实验现象明显。学生可以从过程中学习到精益求精、不断进取的精神。

2.3体验性实验

高中生物学《必修1·分子与细胞》阐述了很多微观的原理现象，部分内容较为抽象难懂，由于書本文字形式的局限，不能直观展现部分现象原理。例如，教材用同位素标记法示踪“分泌蛋白的合成和运输”，学生很难理解不同时间放射性出现位置为何能说明蛋白质合成运输的途径。教师即使使用多媒体动画辅助教学，仍不能非常透彻地说明同位素标记法。学科间知识原理的交叉迁移能很好地攻克该难点。原始动画制作是多幅图片快速翻动，人的视觉停留时间约为0.1～0.4 s，快速翻动的图片在视觉上连成一个动画。将分泌蛋白的形成过程逆向思维拆解成图片，学生很容易理解同位素示踪的原理，甚至可以自己制作原始动画，体验“分泌蛋白的合成和运输”的过程，由被动接纳转变为主动探索学习。

2.4趣味性实验

教材在大概念、重要概念、次位概念描述中常会涉及一些综合性知识，这些知识有些涉及前沿科学或社会热点问题，教师要抓住这些学生感兴趣的细节，提高教学的多元化和趣味性。例如，在“探究酵母菌细胞呼吸方式”中，教师可以引导学生关注社会热点话题——酒驾，引发学生对生命的敬畏，培养学生的社会责任感和安全意识。同时，学生以所学的乙醇的化学性质、氧化还原反应为知识背景，了解酒精检测的原理，进行酒精浓度计算，融合工程学原理，自制酒精检测器，培养动手能力，落实社会责任，教学内容趣味横生。

3实践调查，学科知识“融入生活”，培养社会责任感

实践调查是在真实情境中体验科学过程和社会生活相结合。调查问卷和调查记录表的制作、数学统计方法等都是调查过程中不可或缺的。调查结果能反映一些社会问题，培养学生社会责任意识。中学实践调查分为实地调查和问卷调查两种。

3.1实地调查

在实地调查过程中，学生能理性地认识调查对象，发展综合与分析的能力。联系社会的活动能锻炼学生与人交往的能力，培养学生的社会责任感。例如，在水稻种群密度调查过程中，学生按照“明确调查对象→收集调查对象基本信息→制定活动思路，设计调查表→分组普查→整理归纳→总结反馈”的步骤开展活动，熟练运用种群密度的调查方法。

3.2问卷调查

学生针对一些社会问题和热点问题，制作问卷，如α-地中海贫血调查问卷的问卷设计。学生完成调查后，及时反馈数据，分析原因，提出应对解决方案或建议，强化健康意识，落实社会责任感。

好的培养过程能给学生带来更高的未来发展格局。教材拓展性实践活动交叉学科知识，以发展学科核心素养为宗旨，高度关注学生学习过程中的实践经历，加深学生对生物学概念的理解。教师开展模型构建、教材实验改进、教材实验创新等活动，引导学生用科学的观点和思路探讨或解决现实问题，更好地提升学生应用知识能力，培养学生创新精神，符合国家对人才的培养要求。