基于生态水族箱的项目学习：融合劳育与生物学课程的应用研究

陈敏蓉

摘   要：整合高中生物实验室已有的器材、学生分组实验所需的材料和学生收容的水生生物，设计并建立了一个生态水族箱。通过实践总结，为开发与生物学科相关的劳动教育项目提供一定的参考。

关键词：高中生物；生态水族箱；项目学习；劳动教育；实验教学

引言

生物学是一门以生命现象和生命过程为研究对象的科学，通过观察和实践，学生可以更深入地理解生物学的理论和原理，同时也可以提高他们的实践操作能力和创新思维。让学生在真实情境中“做中学”，在宽松自由的空间进行协同创新、创造，能够实现显性的劳动技能与隐性的劳动意识、劳动态度有机整合，充分发挥劳动的育人实效[ 1 ]。同时项目学习指向的是核心内容再次建构，而劳动教育也是要让学生获得劳动知识和劳动技能，形成与劳动相关的核心知识[ 2 ]。在本研究中，通过在学校实验室建立和维护一个生态水族箱，使学生有机会亲手操作和观察生态系统的变化，从而实现了项目学习和劳动教育在生物学课程中的有机融合。

1  生态水族箱的建立与维护

1.1  生态水族箱的初建

生物实验室有一个1.2 m长、0.5 m宽、0.6 m高的玻璃缸。这个缸原本滋生着一些黑藻，由于长时间缺乏养护，这些黑藻的生长状况堪忧。在对实验室设施进行全面评估后，决定以这个玻璃缸为基础，构建一个生态水族箱。

首先，笔者新添置足以观察叶绿体实验用的黑藻，对玻璃缸壁进行深度清理，缸底铺上陶土、碎石。为了创造最佳的生态环境，根据黑藻的生长需求，对多个因素进行了细致的调整，包括光照、水温、水质等。黑藻在适应水质的过程中，会经历叶子溶解和根部腐烂的阶段。作为一种非常适合水生环境植物，黑藻可以适应多种不同的水质环境，并且不需要太强烈的光照。所以在布置水生环境的过程中，并没有遇到过什么显著的困难。两周新购置的黑藻在水中逐渐展开，生根，覆盖玻璃缸的上层。这些原本暗黑、无力的黑藻现在显现出翠绿的色泽，充满了生命的活力。随着黑藻的生长，它们在水中产生氧气，吸收多余的无机盐，从而保持玻璃缸内的水质稳定。

1.2  生态水族箱的组成

学生收集了各种水生动物，包括蝌蚪和小金鱼等，并声称这是为了消灭蚊子。最终，我们选择了放养10条罗非鱼幼苗和陆续收留了3头河豚。罗非鱼在水族箱里扎根。河豚不吃饲料、不吃小鱼，只有一头爱扎入缸底的存活一个月，其余两只三四天就浮头大喘，即使使用探究酵母菌呼吸方式的增氧设备进行增氧，也未能挽回局面。学生收集石头按讨论好的设计图造假山。另外，为了防止水族箱滋生蚊子，笔者采用了水培驱蚊植物薄荷的方法来解决这一问题[ 3 ]。

在指导学生进行水族箱维护的过程中，笔者注重引导学生掌握相关知识和技能，着重培养学生的实践能力和创新思维。学生遇到问题时，并不直接给出答案，而是鼓励他们进行探索和尝试，提高学生的实践能力和创新思维。例如，当水族箱中的水质出现问题时，学生通过观察生物的表现，结合水质测试的数据，分析可能的原因，并提出解决方案。当学生提出实现水族箱智能监控的想法时，也给予了他们充分的支持和指导。

2  生态水族箱在生物实验教学中的应用

2.1  实验材料的提供

笔者建立的生态水族箱在高中生物实验教学中发挥了重要作用，特别是提供丰富、多样且可持续的实验材料。水族箱中的黑藻，由于其结构和生理功能，成为各种生物学实验的优质材料来源。通过采集水族箱中的黑藻制作临时装片，学生可以直接观察到细胞和叶绿体的结构，进而研究细胞质的流动和生命活动的基本过程。除了黑藻，水族箱中还有其他一些水生生物，如绿藻、浮游生物等，都可以作为学生实验和观察的对象。除了实验和观察细胞，生态水族箱还可以帮助学生进行生态学和环境科学方面的研究。例如，学生可以通过观察和分析水族箱中不同生物种类的相互关系，研究生态系统中的能量流动和物质循环，了解生物之间的相互作用和生态平衡的维持。同时，学生也可以利用水族箱来研究水体环境的变化和污染物的处理方法，提高他们的环境意识和环保能力。

2.2  观察分析的机会

生态水族箱不仅是一种实验工具，还提供了学生直接观察和分析水生生物在特定环境条件下的生存和生长情况的机会。其中，盐度是一个非常重要的环境因素，影响着水生生物的分布、生态位、生存和繁殖等方面。然而，通常情况下，盐度的影响往往只是通过课本和理论讲解进行教学，学生往往难以从中获得深入的理解和掌握。

在生态水族箱中，通过加入不同盐度的水体，学生可以直接观察和比较水生生物在不同盐度下的生存状况。例如，后来学生发现，采集来的罗非鱼幼苗和河豚原先生活的水域是咸水水域，因此怀疑导致大部分河豚死亡的原因可能不是种群密度太大，而是水族箱中水的盐度。再收集到河豚时，放入不同盐度的水体中观察其生存情况。这种实际观察和比较让学生直观地理解盐度对水生生物的影响，并深入了解水生生物的适应性、生态位以及生态系统中的相互关系。这种体验和认识将加深学生对自然界和环境科学的探索和理解，激发对海洋生物和环境科学的兴趣，为未来的学术研究和职业发展打下坚实的基础。

3  基于项目学习的生物课程融合劳育的应用研究

3.1  项目学习和劳动教育的融合

生态水族箱项目是一种融合了项目学习和劳动教育的教育模式。通过学生在生态水族箱的建立和维护过程中的实践操作和探索，不仅能够学习到生物学的理论知识，同时也能够锻炼他们的实践能力和创新思维。这种融合教育模式的目的是为了让学生能够在实践中掌握知识和技能，同时也能够培养他们的劳动态度和社会责任感。在生态水族箱项目中，学生需要通过实际操作和探索，积极参与到项目建设和维护中，从而培养他们的劳动态度和责任感。

在生态水族箱项目中，动物养殖也是一个重要的组成部分。学生需要观察和记录不同种类鱼类在不同水质和温度条件下的适应能力和生存能力，并探究鱼类之间的食物链关系。这不仅要求学生掌握生态学和动物学的知识，同时也需要他们具备实践操作和科学研究的技能。在这个过程中，学生需要进行实验设计、数据采集和分析，以获得实验数据和结论。通过这种科学研究的过程，学生不仅能够加深对生物学知识的理解，同时也能够培养他们的科学研究能力和创新精神。

3.2  实践探究激发创新思维

生态水族箱的建设和维护为学生提供实践学习平台，促进技能和经验掌握，并将课堂上学的理论知识应用到实际中，增强理解和掌握。学生面临实际问题，运用知识解决，如维护水族箱时，水体环境出现问题，需要运用生物学、环境科学等知识进行分析和解决。通过实践，学生掌握更多知识，并将知识应用到实际中，如植物水培过程中，学生学会控制水温度、光照、营养等因素，保障植物生长。在参与生态水族箱建设和维护中，学生学会，相互协调、分工合作，很好地完成各项任务的同时，提高团队协作和沟通能力，将更能适应未来工作和生活。

4  结论和建议

在此项研究中，笔者成功地利用生态水族箱实现了项目学习与劳动教育在生物课程中的融合。通过参与实际的生态系统建设和维护，学生的实践能力和学习兴趣得到了显著提升。生态水族箱不仅提供了丰富的实验材料，增强了实验的真实性，同时还为学生提供了观察生态系统、分析生态问题、提出解决策略的机会。这一实践不仅深化了学生对生物学理论的理解，还锻炼了他们的实践和创新能力。

因此，笔者建议在高中生物实验室中设立生态水族箱[ 4 ]。这种设施不仅可以为学生提供观察和实验的场所，还可以提供一个实践的平台，使学生有机会将课堂上学到的理论知识应用到实践中，从而更好地理解和掌握这些知识。此举将极大地激发学生的学习兴趣，提高他们的学习效果，并有力地推动生物教育的发展。

参考文献：

［1］ 刘军波.中学劳动教育项目化课程的设计与实施[J].现代教育，2019（11）：3-7.

［2］ 高巍，高艳.项目式学习：劳动教育实施的创新路径[J].教师教育学报，2022，9（2）：85-92.

［3］ 王海飞，高健洲.驱蚊植物资源及其挥发物研究进展[J].南方农业，2023，17（7）：54-60，65.

［4］ 王姝妍，马琳杰，解凯彬. “生态水族箱”项目式学习设计[J]. 生物学教学， 2023，48（7）：72-73.