盧特

科學(xué)課程是一門統(tǒng)籌設(shè)計(jì)整體規(guī)劃的綜合性課程，強(qiáng)調(diào)學(xué)科與其他領(lǐng)域之間相互滲透和聯(lián)系整合。利用科學(xué)學(xué)科特色在整體框架下借助綜合性的社會(huì)性科學(xué)議題（SSI），能更好地引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注和分析科學(xué)、政策、經(jīng)濟(jì)、安全、倫理等相關(guān)內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生社會(huì)性、開(kāi)放性、科學(xué)性、倫理性思維的發(fā)展。本文介紹我校依托無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)展社會(huì)性科學(xué)議題學(xué)習(xí)，推動(dòng)學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展的一些具體做法。

研究緣起

鏡頭1：目前市面上逐漸興起“放心菜”的潮流，從培育基質(zhì)、澆灌用水、科學(xué)施肥、綠色殺蟲全過(guò)程都保證了綠色健康，這就是放心菜深受大家喜愛(ài)的秘密。我校無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)室每次“出產(chǎn)”的無(wú)公害生菜也都深受教師歡迎，我們嚴(yán)格把關(guān)，即使出現(xiàn)病蟲害的現(xiàn)象也堅(jiān)持使用綠色殺蟲劑。

鏡頭2：放學(xué)路上，學(xué)校附近五里塘河周邊有時(shí)會(huì)看到農(nóng)民噴灑農(nóng)藥，“這樣種出來(lái)的菜我可不敢吃呢！”有同學(xué)議論到，“你看這河水發(fā)綠指不定還和這些農(nóng)藥有關(guān)呢！”不合理的滅蟲害手段對(duì)水體的富營(yíng)養(yǎng)化也會(huì)造成一定的影響。

科學(xué)問(wèn)題有意義

影響科學(xué)學(xué)習(xí)的一大矛盾在于科學(xué)知識(shí)與科學(xué)生活的割裂。在大量的科學(xué)學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)下，學(xué)生已逐漸忘記將課堂與生活聯(lián)系起來(lái)，但發(fā)現(xiàn)科學(xué)的敏銳觀察力一直存在學(xué)生的腦海中，通過(guò)SSI 的學(xué)習(xí)過(guò)程能有效地將學(xué)生觀察到的周邊水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題與學(xué)生的科學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái)。于是，水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題不再停留于學(xué)生的生活問(wèn)題，而進(jìn)一步轉(zhuǎn)化成有意義的科學(xué)問(wèn)題。

科學(xué)實(shí)踐有質(zhì)量

挖掘有意義的科學(xué)議題是邁向SSI 學(xué)習(xí)的第一步。保證有質(zhì)量的實(shí)踐是建立在學(xué)生對(duì)實(shí)踐的原理有充分的認(rèn)識(shí)，對(duì)實(shí)踐的計(jì)劃有充分的設(shè)計(jì)，對(duì)實(shí)踐的過(guò)程有充分的嘗試，以及對(duì)實(shí)踐的結(jié)果有充分的反思的基礎(chǔ)上的，其背后需要SSI 學(xué)習(xí)的專業(yè)設(shè)計(jì)和教師的輔助支持。

科學(xué)治理有效果

學(xué)生在觀察水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí)，也認(rèn)識(shí)到水體富營(yíng)養(yǎng)化的治理不再是單一的科學(xué)問(wèn)題，還涉及社會(huì)問(wèn)題、經(jīng)濟(jì)問(wèn)題、倫理問(wèn)題等，引領(lǐng)學(xué)生思維向更廣闊的領(lǐng)域發(fā)展。

基于以上思考，將綠色科學(xué)、和諧社會(huì)等思想融入無(wú)土栽培實(shí)踐過(guò)程中，豐富水體富營(yíng)養(yǎng)化防治教學(xué)的背景與意義，讓學(xué)生在做中學(xué)，從經(jīng)驗(yàn)中積累知識(shí)，從實(shí)際操作中培養(yǎng)思維能力、解決問(wèn)題的綜合能力和創(chuàng)造力。

背景剖析

學(xué)生分析

通過(guò)之前的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)植物、生態(tài)有基本認(rèn)識(shí)，樂(lè)于觀察周圍植物生長(zhǎng)、水體狀況等生態(tài)問(wèn)題，并且對(duì)無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)操作有一定基礎(chǔ)。通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生在無(wú)土栽培的實(shí)際操作中發(fā)現(xiàn)蟲害困擾問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)室水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，親自動(dòng)手配制綠色環(huán)保殺蟲劑。在此過(guò)程中，學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣漸濃，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果評(píng)價(jià)的能力提升，并進(jìn)一步形成對(duì)綠色生態(tài)的綜合性認(rèn)識(shí)，其反思性判斷的發(fā)展和理解科學(xué)的多種視角能力得到提高。

教學(xué)分析

針對(duì)本節(jié)課自制綠色殺蟲劑的內(nèi)容，學(xué)生在操作過(guò)程中用所需的科學(xué)知識(shí)為溶液配制進(jìn)行計(jì)算。學(xué)生從病蟲害、殺蟲劑原理、病蟲害防控政策、水體富營(yíng)養(yǎng)化的影響，以及生態(tài)倫理等方面認(rèn)識(shí)自制綠色殺蟲劑就更具意義。本議題的星形圖（見(jiàn)圖3）呈現(xiàn)了活動(dòng)的多個(gè)教育視角，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中能從自我立場(chǎng)作出選擇和決策。具體分析如下。

● 科學(xué)角度：通過(guò)認(rèn)識(shí)綠色殺蟲劑的原理與配制過(guò)程，分析其使用的合理性和可行性。

● 政策角度：病蟲災(zāi)害關(guān)乎農(nóng)業(yè)發(fā)展，為此國(guó)家出臺(tái)農(nóng)作物病蟲害防治條例，并由專業(yè)衛(wèi)生部門檢測(cè)防治過(guò)程中可能產(chǎn)生的污染排放情況。

● 倫理角度：在使用殺蟲劑治理病蟲害的過(guò)程中是否將對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生負(fù)面影響，破壞正常運(yùn)行的生態(tài)倫理。

● 安全角度：首先需要學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中了解綠色殺蟲劑殺蟲的有效性，其次需要進(jìn)一步認(rèn)識(shí)綠色殺蟲劑是否可能存在副作用。

● 經(jīng)濟(jì)角度：結(jié)合自制成本，考慮自制綠色殺蟲劑是否適合學(xué)校無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)室使用，能否進(jìn)行進(jìn)一步推廣銷售。

教學(xué)過(guò)程

環(huán)節(jié)一：無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)室植物常見(jiàn)病蟲害

師：實(shí)驗(yàn)室里可愛(ài)的小植株們的天敵是誰(shuí)呢？

生：植株們的天敵——病蟲害。

師：根據(jù)我們的觀察和認(rèn)識(shí)，我們的無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)中的各種植物都容易受哪些病蟲害的困擾呢？（觀察學(xué)校無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)中各類植物的常見(jiàn)病蟲害問(wèn)題，引起學(xué)生愛(ài)護(hù)自然情感上的共鳴。）

生：觀察水培區(qū)植株有葉片發(fā)黃、枯萎，根部出現(xiàn)爛根的現(xiàn)象。

師：植株的根部傷害主要來(lái)自于真菌、細(xì)菌的侵害。常見(jiàn)的有瓜果腐霉菌、立枯絲核菌、多種鐮刀菌、單孢桿菌等。試猜想根霉病和哪些因素有關(guān)呢？

生：種子、基質(zhì)、空氣、營(yíng)養(yǎng)液、溫度、昆蟲、工作人員的衣物、雙手等。（教師啟發(fā)學(xué)生從多角度、多環(huán)節(jié)思考植物根部的侵害問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)散思維的能力。）

師：除了根部侵害，你們還觀察到植物的哪些部位受傷害呢？

生：葉片上有霉斑、白粉等現(xiàn)象。

師：葉片上的霜霉病等都是由霜霉等微生物引起的，該病因和防治不當(dāng)有關(guān)。

師：不僅是我們實(shí)驗(yàn)室的植物飽受病蟲害的影響，農(nóng)作物受病蟲害影響造成的損失更大。

2020 年國(guó)務(wù)院頒布了《農(nóng)作物病蟲害防治條例》，從檢測(cè)預(yù)報(bào)、預(yù)防控制、應(yīng)急處理、專業(yè)化服務(wù)、法律責(zé)任等多方面保證農(nóng)作物的良好成長(zhǎng)。對(duì)此，你們有什么想法？

生：探討農(nóng)作物病蟲害的感受。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)讓學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)室中的植物病蟲害，分析常見(jiàn)無(wú)土栽培過(guò)程中出現(xiàn)的病蟲害，以及病蟲害形成的原因。在觀察及問(wèn)題分析的過(guò)程中，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題的能力，并橫向拓寬學(xué)生多向思維的能力。學(xué)生在觀察實(shí)驗(yàn)室受病蟲害侵?jǐn)_的植物過(guò)程中能自然聯(lián)想到實(shí)際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中農(nóng)作物受病蟲害的輻射范圍更廣，形成負(fù)面影響更大，并根據(jù)國(guó)家政策進(jìn)一步體驗(yàn)農(nóng)作物病蟲害防治的重要性，以及在治理過(guò)程中科學(xué)監(jiān)測(cè)、綠色防控的規(guī)范性，同時(shí)滲透學(xué)生愛(ài)護(hù)自然的情感態(tài)度和綠色治理的科學(xué)精神。

環(huán)節(jié)二：有哪些綠色方法能幫到植株

師：目前對(duì)于植株根部病害，尚缺乏有效的防治措施，主要采取生物學(xué)防治、栽培措施防治、物理防治和化學(xué)防治等方法，一般選用抗病品種防治根系病害。利用有抗性的微生物防治作物病害是未來(lái)防治植物病害的重要方法之一，但到目前為止，商業(yè)性防治病害的微生物還非常少。（教師激勵(lì)學(xué)生未來(lái)對(duì)微生物防治的發(fā)展和興趣。）

師：適合我們實(shí)驗(yàn)室的殺蟲方法有哪些呢？需要考慮哪些因素？

生：進(jìn)一步觀察無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)室中植物、水體、設(shè)備等整體狀況。

師：除了考慮殺蟲殺菌的效應(yīng)，你們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中還觀察到了哪些問(wèn)題？

生：實(shí)驗(yàn)室的循環(huán)水中出現(xiàn)水體富營(yíng)養(yǎng)化的現(xiàn)象。

師：所以我們?cè)谶x擇殺蟲殺菌方式的過(guò)程中應(yīng)該更加謹(jǐn)慎，從整體的生態(tài)倫理角度考慮才更全面。

師：考慮到綠色防治的宗旨，有哪些綠色環(huán)保的方法能幫到我們的植物呢？利用生活中的物品制成最環(huán)保的殺蟲劑。

師、生：韭菜、大蒜、洋蔥、絲瓜、鮮辣椒等浸泡液。

師：科學(xué)就是不斷在摸索前進(jìn)的，生活中的小妙招雖然綠色環(huán)保，但效益不高，俗話說(shuō)對(duì)癥下藥，今天這節(jié)課我們首先探究利用化學(xué)的力量，尋找到一種殺蟲滅菌的方法——波爾多液，嘗試幫助實(shí)驗(yàn)室中的小植株們遠(yuǎn)離病害困擾。（教師介紹波爾多液的成分和功效。）

生： 這樣的化學(xué)試劑是否真正無(wú)害呢？人能不能正常食用蔬菜呢？

師：（ 教師對(duì)學(xué)生的質(zhì)疑精神表示肯定和鼓勵(lì)。）介紹波爾多液的原理，當(dāng)蔬菜中出現(xiàn)藍(lán)色顆粒及波爾多液，適當(dāng)沖洗即可。波爾多液是否會(huì)污染實(shí)驗(yàn)室中的循環(huán)水呢？請(qǐng)同學(xué)們探討分析。

生： 波爾多液主要的成分為CuSO4、Cu（OH）2、Ca（OH）2， 其中的Cu、Ca 元素是植物生長(zhǎng)需要的養(yǎng)料，且不含造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要元素N、P，對(duì)水體富營(yíng)養(yǎng)化的傷害不大。

設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生直面種植植物過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)能嘗試運(yùn)用身邊的物品解決問(wèn)題，并從物理防控、化學(xué)防控、栽培措施、生物防控、微生物治理等多元角度思考解決病蟲害的可能性。在整個(gè)過(guò)程中從倫理的角度進(jìn)一步滲透生態(tài)倫理中強(qiáng)調(diào)的健康栽培管理、綠色防控技術(shù)等綠色科學(xué)思想，并將生態(tài)思維有效地運(yùn)用到實(shí)際問(wèn)題當(dāng)中。

環(huán)節(jié)三：一起配制綠色殺蟲劑

師：接下來(lái)我們就親手配制波爾多液吧！動(dòng)手實(shí)驗(yàn)前我們需要做哪些準(zhǔn)備工作呢？討論：確定溶液濃度，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案……

（在實(shí)驗(yàn)方案探討中，教師幫助學(xué)生確定波爾多液濃度，并滲透低濃度、高濃度對(duì)植株影響的思考。）

師：根據(jù)波爾多液的現(xiàn)配現(xiàn)用，以及實(shí)驗(yàn)室植物的覆蓋面積情況，確定需要0.5% 倍量式波爾多液1 kg，則需要多少質(zhì)量的溶質(zhì)和溶劑？

生：計(jì)算。（教師對(duì)硫酸銅、氧化鈣如何得到波爾多液的反應(yīng)進(jìn)行提示，幫助學(xué)生確定硫酸銅、氧化鈣的用量。根據(jù)學(xué)生計(jì)算的用量提示學(xué)生在實(shí)際生活生產(chǎn)中不可能嚴(yán)格根據(jù)恰好反應(yīng)原則進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)踐，在一定范圍內(nèi)過(guò)量反應(yīng)是被允許且合理的。）

實(shí)驗(yàn)材料與器材：硫酸銅晶體、氧化鈣粉末、水、天平、燒杯、量筒、稱量紙、玻璃棒、膠頭滴管、藥匙。

生：動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。

師：介紹波爾多液的使用方法和用量。要想波爾多液的效果好，必須將溶液多噴灑在葉片的背部，因?yàn)槿~片的背部氣孔多，易吸收。

生：噴灑自制波爾多液。

師：對(duì)比噴灑波爾多液前后的效果，你們還滿意嗎？

生：對(duì)成效滿意！

師：你們是從哪些角度評(píng)估波爾多液的功效的？

生：是否綠色環(huán)保，殺蟲效果，配制成本，義賣收益……

設(shè)計(jì)意圖：將科學(xué)知識(shí)與生活應(yīng)用有機(jī)緊密結(jié)合，是體現(xiàn)生活中科學(xué)知識(shí)活學(xué)活用的極好素材。從科學(xué)的角度以配制波爾多液的活動(dòng)鞏固科學(xué)中溶液配制操作，通過(guò)實(shí)際操作感受綠色殺蟲劑在配制、使用中的可行性，并從經(jīng)濟(jì)角度思考在配制過(guò)程中涉及的定量實(shí)驗(yàn)原理、綠色化學(xué)的適量原則、綠色生產(chǎn)的實(shí)際問(wèn)題。通過(guò)活動(dòng)，學(xué)生能將實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物運(yùn)用到無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)室中，起到學(xué)以致用的效果，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)保護(hù)生態(tài)和諧的榮譽(yù)感和學(xué)習(xí)科學(xué)的價(jià)值。

實(shí)踐反思

寄情于景，真實(shí)教學(xué)

整個(gè)教學(xué)過(guò)程切合學(xué)生生活的科學(xué)議題設(shè)置，研究過(guò)程真實(shí)有效。通過(guò)認(rèn)識(shí)植物的常見(jiàn)病蟲害，了解綠色病蟲害防治方法，以及自制綠色殺蟲劑等活動(dòng)，學(xué)生提煉生活經(jīng)驗(yàn)，學(xué)習(xí)國(guó)家政策，完成對(duì)植物病蟲害的實(shí)質(zhì)性認(rèn)識(shí);體驗(yàn)生態(tài)倫理，全面剖析滅蟲過(guò)程的綠色防治過(guò)程;動(dòng)手實(shí)操感受綠色殺蟲劑的安全性、有效性和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

結(jié)合無(wú)土栽培的真實(shí)背景探究綠色殺蟲劑，讓知識(shí)不停留于課本層面。科學(xué)學(xué)習(xí)與來(lái)自學(xué)生身邊的社會(huì)性議題的完美融合，也為發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的成長(zhǎng)提供了新的思路和實(shí)踐道路。

學(xué)以致用，價(jià)值教學(xué)

通過(guò)無(wú)土栽培實(shí)驗(yàn)室病蟲害植物治理的教學(xué)活動(dòng)，追求以學(xué)生經(jīng)驗(yàn)為教學(xué)基礎(chǔ)，以提高素養(yǎng)為發(fā)展目標(biāo)，以活動(dòng)方式進(jìn)行教學(xué)，以科學(xué)價(jià)值引領(lǐng)成長(zhǎng)的價(jià)值導(dǎo)向?；顒?dòng)堅(jiān)持“回歸科學(xué)生活”的思路，以學(xué)生對(duì)綠色植物的認(rèn)識(shí)為起點(diǎn)，融入教學(xué)內(nèi)容，不斷擴(kuò)大學(xué)生的綠色生態(tài)生活范圍。圍繞“綠色、生態(tài)、科學(xué)”的教學(xué)主題，培養(yǎng)學(xué)生重視綠色環(huán)保的健康生活，堅(jiān)持科學(xué)治理的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，以及勇于實(shí)踐創(chuàng)新的核心素養(yǎng)。以開(kāi)放式的制作綠色殺蟲劑活動(dòng)探究科學(xué)學(xué)習(xí)模式的創(chuàng)新，讓學(xué)生在活動(dòng)中積極表達(dá)、善于思考、努力實(shí)踐。通過(guò)制作、使用殺蟲劑等多種活動(dòng)形式，引領(lǐng)學(xué)生認(rèn)識(shí)綠色殺蟲劑隱含的科學(xué)生產(chǎn)價(jià)值，改善綠色農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的社會(huì)功能，體驗(yàn)學(xué)有所用，推動(dòng)綠色生活生產(chǎn)的社會(huì)成長(zhǎng)。

多重發(fā)散，思維教學(xué)

依托綠色殺蟲劑原理、殺蟲劑配制知識(shí)、對(duì)生產(chǎn)中農(nóng)業(yè)病蟲害防治的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)綠色生態(tài)循環(huán)的體驗(yàn)、綠色殺蟲劑安全有效的實(shí)踐和殺蟲劑經(jīng)濟(jì)效益的評(píng)價(jià)等多維度的教學(xué)活動(dòng)的有效開(kāi)展，進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)生科學(xué)思維品質(zhì)的實(shí)質(zhì)發(fā)展。

根據(jù)觀察到的植物現(xiàn)狀，請(qǐng)學(xué)生快速分析影響植株根部傷害的因素，教師結(jié)合真實(shí)“問(wèn)”的情境，設(shè)置問(wèn)題空間，引導(dǎo)學(xué)生在限定時(shí)間內(nèi)提出多方位影響因素，促進(jìn)學(xué)生敏捷性思維發(fā)展。從對(duì)實(shí)驗(yàn)室富營(yíng)養(yǎng)化水體、周邊被污染水體的觀察，學(xué)生已逐步形成綠色生態(tài)和綜合治理的意識(shí)。當(dāng)教師提出利用波爾多液進(jìn)行殺蟲滅菌，學(xué)生能快速提出質(zhì)疑波爾多液是否綠色環(huán)保，并能從波爾多液的成分、滅菌原理等多角度分析其使用的有效性、安全性，學(xué)習(xí)過(guò)程中學(xué)生的批判性思維品質(zhì)得以凸顯。同樣，從學(xué)生探討綠色殺蟲劑應(yīng)噴灑在葉片的正面還是背面的問(wèn)題上，引發(fā)了靈活性思維的碰撞?！耙话闳~片的下表面氣孔多”是學(xué)生已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)歷噴灑活動(dòng)后，學(xué)生能將知識(shí)基礎(chǔ)遷移到噴灑殺蟲劑的實(shí)際問(wèn)題中，在解決問(wèn)題的同時(shí)靈活性思維得到提升。