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在數(shù)字化視覺震撼中教會(huì)學(xué)生測(cè)量

發(fā)布時(shí)間:2024-10-09 作者:馮赫宇 來源:中國教育報(bào)

寧波市職業(yè)技術(shù)教育中心學(xué)校教師與浙江科技大學(xué)教師開展線上聯(lián)合教學(xué)。 學(xué)校供圖

  高中生物選擇性必修2《生物與環(huán)境》聚焦種群、群落、生態(tài)系統(tǒng)和人與環(huán)境的關(guān)系,在這一大單元學(xué)習(xí)中,數(shù)字化為學(xué)生測(cè)量種群數(shù)量及變化提供了多樣化實(shí)踐手段,這大大提升了攻克教學(xué)難點(diǎn)、開展科學(xué)探究的成效。

  筆者以東北虎豹國家公園視頻,給學(xué)生帶來新鮮震撼的視覺感官,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣;使用電子課本聚焦強(qiáng)悍兇猛的東北豹瀕危又得到保護(hù)的真實(shí)情境引起學(xué)生認(rèn)知沖突,思考和討論研究種群數(shù)量及變化的重要性。隨后,筆者引導(dǎo)學(xué)生開展了多種種群數(shù)量及變化測(cè)量方式的探索。

  一是計(jì)數(shù)測(cè)量法。筆者聯(lián)系科學(xué)家監(jiān)測(cè)東北豹過程,提問如何調(diào)查其種群密度。有學(xué)生脫口而出“樣方法!”“標(biāo)記重捕法!”……筆者追問:“東北豹會(huì)乖乖待在畫好的樣方里嗎?在不同樣方‘反復(fù)橫跳’會(huì)不會(huì)重復(fù)計(jì)算呢?”“標(biāo)記重捕法有沒有危險(xiǎn),能不能得到準(zhǔn)確的‘42只’呢?”一系列矛盾促使學(xué)生重新重視忽略的教材原文:“在調(diào)查分布范圍較小、個(gè)體較大的種群時(shí),可以逐個(gè)計(jì)數(shù)?!毕駯|北豹、大熊貓等珍稀野生動(dòng)物,科學(xué)家是通過紅外觸發(fā)相機(jī)等設(shè)備長時(shí)間觀察、監(jiān)測(cè)、比對(duì)逐個(gè)確認(rèn)計(jì)數(shù)的。

  二是估算法。不同于東北豹的計(jì)數(shù)測(cè)量法,草原蒲公英的種群密度采用了應(yīng)用數(shù)學(xué)抽樣調(diào)查和樣本推斷總體的思想——估算法。

  用被調(diào)查種群范圍內(nèi)劃定若干區(qū)域——樣方的平均種群密度,估算該種群的種群密度。課堂教學(xué)中,筆者用實(shí)心點(diǎn)、空心圈分別代表待調(diào)查及其他草本植物,隨機(jī)選取一名學(xué)生在一體機(jī)操作,其他每名學(xué)生都在平板上模擬樣方法過程。樣方畫好新問題又出現(xiàn)了:學(xué)生們對(duì)落在樣方邊緣個(gè)體的計(jì)數(shù)有不同看法。筆者選取一個(gè)具有代表性的樣方,將可能結(jié)果設(shè)為選項(xiàng),學(xué)生獨(dú)立思考計(jì)數(shù)原則并投票;不同結(jié)果的學(xué)生將平板投屏到大屏幕,圈出自己的計(jì)數(shù)過程;實(shí)現(xiàn)課堂思維碰撞,引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成思考與修正的習(xí)慣,對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行分析和交流。

  三是標(biāo)記重捕法。隨著教學(xué)的層層深入,筆者引導(dǎo)學(xué)生開始思考對(duì)于活動(dòng)能力強(qiáng)、活動(dòng)范圍大的羊又該如何測(cè)量。這也是本單元學(xué)習(xí)的難點(diǎn)——標(biāo)記重捕法,即通過構(gòu)建概念模型及再次聯(lián)系樣本推斷總體思想,啟發(fā)學(xué)生推導(dǎo)出兩次捕捉過程中標(biāo)記數(shù)/總數(shù)的比例近似相等。

  教學(xué)中,筆者引導(dǎo)學(xué)生將教室看作草原,筆者作為牧羊人,學(xué)生作為小羊一起模擬標(biāo)記重捕法。使用隨機(jī)數(shù)生成器模擬捕捉過程,每次抽取10個(gè)學(xué)號(hào)。初次抽取,對(duì)應(yīng)學(xué)生用貼紙標(biāo)記后坐下;再次抽取,被抽到的學(xué)生起立,統(tǒng)計(jì)其中被標(biāo)記的同學(xué)數(shù)量并估算全班同學(xué)總數(shù)。通過學(xué)生切身體驗(yàn)?zāi)M,當(dāng)堂理解并應(yīng)用標(biāo)記重捕法,減輕課后模擬實(shí)驗(yàn)的壓力,鞏固調(diào)查原理和計(jì)算方法。

  理論課中利用數(shù)字化設(shè)計(jì)模擬自然環(huán)境實(shí)驗(yàn),突破難點(diǎn)并活躍課堂氛圍,鍛煉了學(xué)生的科學(xué)探究、歸納總結(jié)、語言表達(dá)和合作分享能力。這既為后續(xù)探究實(shí)踐打下堅(jiān)實(shí)理論基礎(chǔ)和思維準(zhǔn)備,也能夠樹立對(duì)生物環(huán)境保護(hù)、生態(tài)科學(xué)研究的責(zé)任感。

 ?。ㄗ髡邌挝幌祻V東省深圳市福田區(qū)外國語高級(jí)中學(xué))

《中國教育報(bào)》2024年10月09日 第04版

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