汪德波 田馨銘

(霍山中學(xué) 安徽六安 237200)

第二輪新課改圍繞“課程標(biāo)準(zhǔn)”展開(kāi)。高中生物教師依據(jù)《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》開(kāi)始了新的教學(xué)實(shí)踐——以核心素養(yǎng)為宗旨，著眼于學(xué)生適應(yīng)未來(lái)社會(huì)發(fā)展和個(gè)人生活需求，從生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究、社會(huì)責(zé)任等方面發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。教學(xué)內(nèi)容聚集大概念，追求“少而精”。教學(xué)過(guò)程注重實(shí)踐，關(guān)注學(xué)生個(gè)性，從發(fā)展需求出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，手腦并用，開(kāi)拓創(chuàng)新。

為落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，我們將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與探究式教學(xué)相結(jié)合，增加學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和體驗(yàn)學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，讓學(xué)生親歷生物教學(xué)活動(dòng)全過(guò)程。借助地方特色霍山石斛栽培技術(shù)，我們?cè)诟咧猩飳W(xué)必修1和必修2課程學(xué)習(xí)結(jié)束后，組織學(xué)生參與到霍山石斛組織培養(yǎng)和栽培系列實(shí)踐活動(dòng)中去，使其在初步掌握植物組織培養(yǎng)理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，著力提升生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

一、活動(dòng)背景

霍山石斛是蘭科石斛屬草本植物，中國(guó)國(guó)家一級(jí)保護(hù)植物?；羯绞鳟a(chǎn)于大別山區(qū)的安徽省霍山縣，素有“軟黃金”之稱，位列《道藏》“中華九大仙草”之首，也是國(guó)家地理標(biāo)志保護(hù)產(chǎn)品。

霍山石斛的開(kāi)發(fā)利用經(jīng)歷了野生人工馴化培養(yǎng)、組織培養(yǎng)大棚栽培、回歸自然野外培植等重要階段，在最大限度地保留其藥用價(jià)值的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)霍山石斛種植規(guī)模化，使之成為霍山縣支柱產(chǎn)業(yè)之一，為當(dāng)?shù)剞r(nóng)民致富奔小康創(chuàng)造了巨大經(jīng)濟(jì)價(jià)值?；羯绞脑耘嗯c生物學(xué)密切相關(guān)，霍山本地學(xué)生對(duì)霍山石斛的栽培和價(jià)值了解甚多，因此，霍山石斛栽培技術(shù)是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的鮮活背景材料。結(jié)合生物教學(xué)實(shí)際，安排高中學(xué)生參與霍山石斛栽培系列活動(dòng)變得順理成章。

二、活動(dòng)準(zhǔn)備

實(shí)踐活動(dòng)前，明確要求學(xué)生制訂好活動(dòng)方案，包括：(1)前期準(zhǔn)備；(2)時(shí)間安排；(3)主要活動(dòng)項(xiàng)目；(4)資料收集整理；(5)交流討論撰寫(xiě)小論文；(6)活動(dòng)安全注意事項(xiàng)；等等。本次實(shí)踐活動(dòng)確定為小組合作探究模式，小組內(nèi)相互配合、明確分工?；顒?dòng)前資料準(zhǔn)備包括：(1)霍山石斛的藥用價(jià)值；(2)植物組織培養(yǎng)基配方；(3)霍山石斛大棚栽培和野外培植條件；(4)霍山石斛加工方法；(5)霍山石斛系列產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。據(jù)了解，有不少學(xué)生家長(zhǎng)從事霍山石斛栽培與加工相關(guān)工作，這為學(xué)生資料準(zhǔn)備大大提供了方便。

三、活動(dòng)過(guò)程

做好充分準(zhǔn)備后，安排周六周日兩天開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)。第一天，到霍山石斛大棚栽培基地和野外培植基地學(xué)習(xí)石斛栽培技術(shù)。到基地后，學(xué)生首先熟悉當(dāng)?shù)氐臍夂蚝铜h(huán)境條件，然后在現(xiàn)場(chǎng)操作人員的指導(dǎo)下邊學(xué)邊做(如：培養(yǎng)基制作、幼苗移栽、移栽后管理等)。學(xué)生個(gè)個(gè)熱情高漲，不僅學(xué)到了科學(xué)知識(shí)，還充分感受到大自然的美好。第二天，先到組培車間學(xué)習(xí)石斛組織培養(yǎng)技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)人員示范操作后，學(xué)生積極參與其中。學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作后感嘆道：實(shí)驗(yàn)之前覺(jué)得不容易完成的事，現(xiàn)在也能獨(dú)立完成。其自豪感溢于言表。離開(kāi)組培車間后，學(xué)生們又進(jìn)入石斛加工車間。工作人員告訴學(xué)生，石斛炮制包括九大工序(詳見(jiàn)附錄1)。學(xué)生先觀察工人師傅熟練操作后，然后嘗試自己制作。他們邊做邊向工人師傅請(qǐng)教每道工序的技術(shù)要領(lǐng)，最后自己制出成品，包上精美的包裝，一個(gè)個(gè)臉上流露出自豪和滿足。活動(dòng)結(jié)束后，以小組為單位對(duì)獲得的具體數(shù)據(jù)和技術(shù)要領(lǐng)等進(jìn)行整理分析，然后在班級(jí)進(jìn)行交流。

四、活動(dòng)成效

在一系列實(shí)踐活動(dòng)中學(xué)生親身感受、積極探究、深入思考，通過(guò)認(rèn)真撰寫(xiě)實(shí)踐總結(jié)，其生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)得到極大提升，具體如下。

(一)在理解概念中形成生命觀念

通過(guò)實(shí)踐學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生了解到生物對(duì)環(huán)境的適應(yīng)具有普遍性。盡管教材針對(duì)一些實(shí)例進(jìn)行了分析，對(duì)學(xué)生理解“適應(yīng)的普遍性”起到了一定作用，但由于適應(yīng)的含義及普遍性相對(duì)比較抽象，學(xué)生的認(rèn)識(shí)比較淺顯，這給學(xué)生深入理解概念、形成科學(xué)觀帶來(lái)一定難度，甚至?xí)霈F(xiàn)認(rèn)知上的偏差。當(dāng)學(xué)生來(lái)到石斛野外培植基地，處于自然環(huán)境下，再聯(lián)系書(shū)本知識(shí)，其思想就發(fā)生了明顯變化。

在石斛野外培植基地，學(xué)生感受到石斛生長(zhǎng)的獨(dú)特生態(tài)環(huán)境：氣候涼爽，云霧繚繞，溫度低，濕度大，巖石裸露，有機(jī)質(zhì)極少。學(xué)生查閱資料發(fā)現(xiàn)“出霍山，無(wú)米斛”，在獨(dú)特的小氣候環(huán)境中，霍山石斛(米斛)“五年只長(zhǎng)5厘米，一節(jié)只有米粒大”，既不耐高溫，又不耐干旱，喜溫暖濕潤(rùn)、陰涼、通風(fēng)、多霧的小氣候。相較于照課本死記概念，學(xué)生在活動(dòng)過(guò)程中親近自然、感受環(huán)境，就不知不覺(jué)中形成進(jìn)化和適應(yīng)觀。

學(xué)生經(jīng)過(guò)高中一個(gè)階段生物學(xué)科的學(xué)習(xí)，對(duì)生物體在細(xì)胞、組織、器官等水平上所表現(xiàn)出的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)有了一定的印象。在霍山石斛培植基地，學(xué)生觀察到石斛苗不僅葉片為綠色，石斛莖也呈綠色，這引起了學(xué)生的好奇。針對(duì)這一現(xiàn)象，學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)展開(kāi)討論，各自發(fā)表了不同的觀點(diǎn)，最后達(dá)成共同的認(rèn)識(shí)：石斛苗生活在弱光條件下，光合色素的分布使其不僅可以通過(guò)葉片進(jìn)行光合作用，還可以由綠色莖進(jìn)行光合作用，從而合成更多的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。學(xué)生還發(fā)現(xiàn)霍山石斛的莖為肉質(zhì)莖，節(jié)間短，于是就聯(lián)想到霍山石斛特殊的生存環(huán)境：大多生長(zhǎng)在裸露的巖石縫隙處。他們分析得出，其肉質(zhì)莖不僅可以保存水分，還儲(chǔ)存大量的有機(jī)物，這才使其在這樣特殊的環(huán)境條件下生存下來(lái)，并富含有重要價(jià)值的營(yíng)養(yǎng)成分。通過(guò)這些觀察和思考，學(xué)生不僅加深了對(duì)霍山石斛重要價(jià)值的認(rèn)識(shí)，也進(jìn)一步強(qiáng)化了他們的結(jié)構(gòu)與功能觀。

(二)在實(shí)際操作中提升科學(xué)探究能力

學(xué)生在學(xué)習(xí)植物組織培養(yǎng)相關(guān)知識(shí)時(shí)，觀察到課本中的插圖：培養(yǎng)瓶中，愈傷組織晶瑩剔透，試管苗發(fā)出幼嫩的根、長(zhǎng)出鮮綠的芽。學(xué)生無(wú)不驚嘆道：那么微小的細(xì)胞、不起眼的組織塊，卻能誕生出如此神奇的生命體。實(shí)際教學(xué)中，在學(xué)校實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行植物組織培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)難度大、成本高。這次活動(dòng)，利用現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)室(組培車間)，學(xué)生依據(jù)課本所學(xué)知識(shí)，進(jìn)行石斛組織培養(yǎng)，邊學(xué)邊實(shí)踐，激發(fā)了探究積極性?；顒?dòng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)預(yù)想不到的問(wèn)題，這又會(huì)引發(fā)學(xué)生進(jìn)行新的探究。例如，對(duì)石斛進(jìn)行組織培養(yǎng)是選取石斛的莖、葉、花粉，還是石斛種子？學(xué)生從資料中查到，“霍山石斛蒴果種子，平均長(zhǎng)約1.5厘米的一個(gè)蒴果內(nèi)，種子可達(dá)數(shù)萬(wàn)至十萬(wàn)之多，可見(jiàn)種子之細(xì)小，所含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)極少，在自然條件下萌發(fā)率極低”。據(jù)此學(xué)生很容易想到如要獲得大量試管苗用于規(guī)模化生產(chǎn)，選取石斛種子進(jìn)行組織培養(yǎng)是最佳選擇。石斛種子雖然數(shù)量多，但非常細(xì)小，這給組培操作帶來(lái)一定難度。于是學(xué)生仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)人員利用石斛種子進(jìn)行組織培養(yǎng)的全過(guò)程，并在他們的指導(dǎo)下嘗試動(dòng)手操作，做得非常認(rèn)真、細(xì)心、專注。還有同學(xué)選取石斛的其他組織為材料進(jìn)行組培實(shí)驗(yàn)，來(lái)體會(huì)與石斛種子作實(shí)驗(yàn)材料的相同和不同之處。

這次活動(dòng)三周后，學(xué)生再次回到組培車間，首先觀察各自培養(yǎng)的石斛試管苗的生長(zhǎng)狀況，然后，各組對(duì)石斛試管苗的成活率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。其結(jié)果如下表所示：

組別123456組培材料石斛種子石斛種子石斛葉石斛種子石斛種子石斛葉成活率(%)96.946.512.697.398.511.2

從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，第2組、第3組、第6組石斛組培試管苗成活率較低。各組都是按照植物組織培養(yǎng)流程進(jìn)行操作，為什么會(huì)出現(xiàn)明顯差異？帶著疑問(wèn)，大家先在組內(nèi)討論、反思，然后組與組之間再進(jìn)行分析、比較。大家認(rèn)為，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是第3組和第6組以石斛葉作組織培養(yǎng)材料，培養(yǎng)難度大，成活率低，不是理想材料；第1、第2、第4、第5組均以石斛種子為組培材料，但第2組培養(yǎng)的試管苗成活率明顯偏低，是由于接種操作不當(dāng)或培養(yǎng)過(guò)程中有雜菌污染等。上述分析和思考是否合理，能不能通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，又引發(fā)學(xué)生進(jìn)一步探究欲望。實(shí)踐活動(dòng)激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，拓展了課堂時(shí)空，提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力，使生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)真正得以落實(shí)。

(三)在實(shí)踐中思考，發(fā)展科學(xué)思維能力

實(shí)踐活動(dòng)前，學(xué)生已有植物組織培養(yǎng)相關(guān)理論知識(shí)的積累，也查閱了石斛組培有關(guān)資料，但在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)石斛組織培養(yǎng)技術(shù)仍有許多疑惑。如：霍山石斛組織培養(yǎng)不同階段培養(yǎng)基有什么不同？學(xué)生從搜集的資料中得知，整個(gè)組培過(guò)程需要三種培養(yǎng)基(見(jiàn)附錄2)，這是為什么呢？實(shí)驗(yàn)人員給予了解答：因?yàn)椴煌囵B(yǎng)階段石斛組織所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素含量和比例、環(huán)境條件等均有差異。學(xué)生又在石斛組織培養(yǎng)不同階段查看了實(shí)驗(yàn)室儀器上的標(biāo)簽和記錄表等，從而解開(kāi)了心中的疑團(tuán)。

在野生石斛培植基地，學(xué)生問(wèn)道：仿野生環(huán)境培植石斛，對(duì)培養(yǎng)基質(zhì)有哪些要求？其怎樣配制？為什么這樣配制？基地工作人員給同學(xué)們出示了一份石斛野外培植培養(yǎng)基配比說(shuō)明書(shū)，并逐一解答問(wèn)題，然后帶領(lǐng)學(xué)生實(shí)地觀察。學(xué)生在實(shí)踐中質(zhì)疑，又通過(guò)分析推理解決問(wèn)題，其科學(xué)思維能力得以提升。

學(xué)生在學(xué)習(xí)中認(rèn)識(shí)到，植物組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)是植物細(xì)胞的全能性。對(duì)全能性的概念，學(xué)生光憑課本介紹感到抽象難懂，他們?cè)趯?shí)踐活動(dòng)中，親身體驗(yàn)并感受整個(gè)植物組織培養(yǎng)全過(guò)程，心目中這一抽象的概念就變得具體化、淺顯化，思維能力也得到進(jìn)一步提升。

(四)聯(lián)系實(shí)際，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)

霍山石斛是大別山特殊生境孕育出的奇珍異品，是大自然對(duì)人類的饋贈(zèng)?；羰趹已虑捅谥g，醫(yī)書(shū)記載其性微寒，有養(yǎng)胃生津、滋陰除熱、補(bǔ)腎益精、養(yǎng)肝明目之功效。經(jīng)中國(guó)科技大學(xué)和中山醫(yī)科大學(xué)研究證明：霍山石斛具有增強(qiáng)T細(xì)胞 B細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的作用，對(duì)抑制腫瘤和降血糖有非常好的療效?？纱龠M(jìn)血液循環(huán)，增強(qiáng)心臟功能；促進(jìn)胃腸蠕動(dòng)，增強(qiáng)消化功能……這次活動(dòng)使學(xué)生對(duì)霍山石斛的藥用價(jià)值有了較全面的了解，也增強(qiáng)了他們關(guān)愛(ài)生命和關(guān)注人類健康的意識(shí)。

在交流討論中，有學(xué)生提出：霍山石斛除了藥用價(jià)值外還有哪些用途？一石激起千層浪，學(xué)生的思維瞬間發(fā)散開(kāi)來(lái)?；羯绞梢匀肷?，用于煲湯等；可以泡酒，充分釋放其營(yíng)養(yǎng)成分；可以榨汁，制作石斛飲料；可以入景，制成盆景，供人們觀賞……學(xué)生的回答不盡相同。

離開(kāi)課堂，走出校園，深入社會(huì)，讓學(xué)生有更多的機(jī)會(huì)參加實(shí)踐活動(dòng)，有利于學(xué)生形成生命觀念，發(fā)展科學(xué)思維，提升探究能力，增強(qiáng)責(zé)任意識(shí)，有利于全面提升學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，從而使學(xué)生更好地適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的發(fā)展。