袁紅雨 韓艷婷
摘要:茶樹育種學是茶學專業(yè)的一門專業(yè)核心課程,種質(zhì)資源是茶樹育種的基礎材料。茶樹育種學的教學目標,不但是要求學生掌握課程的概念,更重要的是要實現(xiàn)有意義學習。圍繞河南地方茶樹種質(zhì)資源的遺傳多樣性研究,設計出了引導性探究學習策略,有效地提高了學生學習的主動性和責任心以及操作技能,取得了較好的學習效果,實現(xiàn)了認知、能力和情感三個方面有意義學習。
關(guān)鍵詞:茶樹育種學;探究學習;有意義學習
探究學習是指學生通過完成對一個真實問題開展的科學探索,實現(xiàn)有意義學習的過程。探究學習是一種以學生為中心的學習方法,教學的關(guān)注點是指導學生學習,而不是傳授具體的科學知識。
探究式學習符合建構(gòu)主義的學習觀。建構(gòu)主義認為,學習不是學生被動接受知識的過程,而是主動構(gòu)建知識的過程,是將新的知識經(jīng)驗整合到自己的認知結(jié)構(gòu)中,建構(gòu)自己的理解。因此,有效的教學必須是建立在學生已有的知識經(jīng)驗基礎上,從而使學生能夠?qū)⑿赂拍钆c已有的知識結(jié)構(gòu)建立聯(lián)系;鼓勵學生成為一個主動的、自我管理的學習者;為學生提供真實的學習情景;強調(diào)合作學習。
一、探究學習的組織與實施
根據(jù)茶樹種質(zhì)資源表型性狀遺傳多樣性研究這一主題開展探究學習。植物表型多樣性是植物基因型與所處的生態(tài)環(huán)境多樣共同作用產(chǎn)生的,是遺傳多樣性的重要表現(xiàn)。茶樹是葉用經(jīng)濟作物,葉片的表型性狀是選擇育種材料的重點。葉片性狀遺傳多樣性最為豐富,選擇葉片來評價茶樹的遺傳多樣性簡便、快速、經(jīng)濟,可以直觀反映茶樹種群的遺傳結(jié)構(gòu)與變異大小。本次引導探究學習的問題確定為茶樹葉片表型多樣性研究。
探究式學習的第一步是制定調(diào)查方案。學生首先通過查找資料,確定對茶樹葉片的15個表型性狀進行觀測分析,其中,包含葉面積、葉形、葉色等12個描述性性狀,以及葉長、葉寬和葉片厚度3個數(shù)量性狀。對于描述性性狀按照其標準分級賦值轉(zhuǎn)化為數(shù)量性狀,例如,根據(jù)葉面積變異類型,可把葉片可分為小葉、中葉和大葉三個級別,賦值分別為1、2、3。根據(jù)葉形的變異類型,可把葉片分為披針形、長橢圓形、橢圓形、近圓形,賦值分別為1、2、3、4。然后分小組設計并繪制出茶樹種質(zhì)資源12個描述性性狀的表格。在這個階段,盡可能讓學生小組自己制定詳細工作方案,包括調(diào)查工具準備(填寫的表格、尺子等)、時間地點安排、人員分工等。教師只是指導,比如與學生一起討論方案的科學性與可行性。學生積極參與計劃及準備,理解科學的本質(zhì)和科研的重要性。
第二步是開展實地調(diào)查。首先引導學生理解茶樹種質(zhì)資源調(diào)查要選擇種子繁殖、樹齡在30年以上的茶園。每份資源采取10片當年生枝干中部典型的成熟葉片,并對其進行觀察、判斷、記錄。
第三步是數(shù)據(jù)處理、分析。針對每一種描述性狀,確定每一種變異類型出現(xiàn)的頻率,并在其基礎上進行數(shù)據(jù)處理,即用Excel軟件計算各表型性狀的平均值、最大值、最小值、標準差、變異系數(shù)、遺傳多樣性指數(shù)等基本統(tǒng)計數(shù)據(jù)。再根據(jù)葉片的大小、性狀和顏色,采用SPSS 22.0進行相關(guān)性分析和聚類分析,對所考察的種質(zhì)資源進行分類。最后以圖表的形式呈現(xiàn)調(diào)查結(jié)果,并形成解釋和結(jié)論。
第四步是展示、表達和交流。每個小組對調(diào)查的結(jié)果進行整理,做成PPT在班級進行匯報,并接受其他小組成員的質(zhì)疑和提問。學生在討論中思考并評判別人的觀點,同時修正自己的觀點,形成更合理的解釋,逐步得出正確的結(jié)論。
二、教學效果
針對茶樹種質(zhì)資源表型性狀遺傳多樣性研究這一主題來設計探究式學習。本文采用的是引導式探究學習。茶樹育種學通常采用傳統(tǒng)的教學模式,菜譜式的實驗教學,學生對探究學習的方法不熟悉,他們習慣于根據(jù)教師提供的實驗方案,進行驗證性實驗。如果直接采用開放式探究,可能會使學生無所適從。通過引導式探究,培養(yǎng)學生開展探究學習所需的各種技能,最終為采用開放式探究打下基礎。開展引導式探究,教師首先從介紹研究茶樹遺傳多樣的背景和意義開始,激發(fā)學生的探究興趣。然后,引導學生把遺傳多樣性這樣一個一般性的科學問題轉(zhuǎn)化成表型性狀多樣性表現(xiàn)問題,再逐漸聚焦到葉片或其他器官的表型多樣性調(diào)查,這樣就成為一個具體的可以探究的科學問題,培養(yǎng)學生凝煉科學問題的能力。
茶樹育種學在大三的秋季學期開設,學生已學習過遺傳學和生物統(tǒng)計學,并具備一定的文獻閱讀能力、觀察分析能力和數(shù)據(jù)處理能力。教師在此基礎上引導學生分成小組研讀相關(guān)文獻,制定調(diào)查方案,并對每個小組的調(diào)查方案進行討論,保證了方案的可操作性和科學性。學生根據(jù)自己的方案設計表格,進行實地觀察和數(shù)據(jù)采集、記錄、整理、分析,并嘗試對所得數(shù)據(jù)進行解釋。教師在學生進行探究實踐的過程中,主要作用是引導、指導和督促,提供專業(yè)上或者方法上的支持,并關(guān)注學生探究的過程、做事的態(tài)度以及實施的進度。學生遇到問題,可以小組討論或者咨詢老師共同解決。
三、探究式教學的效果評價
探究式教學效果評價主要看學生掌握知識的程度,對已學知識進行問題分析和解決的能力,育種知識的掌握和建構(gòu),學習方式的改變等。這種學習策略取得了較好的學習效果,大多數(shù)學生對這種學習方式給出了積極的評價。
“通過葉片來研究茶樹種質(zhì)資源的遺傳多樣性,加深了我對遺傳多樣性的理解,我也初步掌握了如何根據(jù)一個一般性問題,提出一個可以調(diào)查的科學問題。這種探究式學習,讓我明白了探究學習是一種有效的學習方法?!?/p>
“通過查閱資料、制定調(diào)查方案、獨立開展調(diào)查研究,我不但掌握了葉片的形態(tài)分類、描述方式、數(shù)據(jù)采集與分析、遺傳多樣性計算等實踐技能,還加深了對探究學習策略的理解以及系統(tǒng)地呈現(xiàn)和解釋數(shù)據(jù)的技巧。”
“探究式學習增強了自己學習的主動性和責任心,也鞏固了自己的專業(yè)思想以及學好茶學專業(yè)的動力。將來有機會,自己也樂于從事茶樹新品種選育工作?!?/p>
探究式教學主要是讓學生通過育種知識的學習,自主探究、理解和掌握育種中基本的知識與技能,特別是學生的創(chuàng)新意識和實踐能力的提升。
(責任編輯 曹雯梅)