潮汐规律与紫菜生长周期观测

本文系2024年晋江市教育教学研究课题+“深沪湾海产品”校本课程开发和实施的研究+编号JJ2024-019

摘要：潮汐规律与紫菜生长周期的观察是高中生物校本课程中一个极具实践意义的主题。通过项目式学习，学生能够在现实情境中研究潮汐变化对紫菜生长的影响，掌握科学的观测技巧，并培养综合的实践能力。基于此，本文结合教学实践，提出情境创设、问题驱动和技术融合三大指导策略，并通过案例分析验证其有效性。研究发现，项目式学习能够有效激发学生的学习兴趣，提升其科学思维与实践能力，为高中生物教学提供了创新路径。

关键词：项目式学习；潮汐规律；紫菜生长周期

项目式学习作为一种以学生为中心的教学模式，强调在真实情境中解决复杂问题，培养学生的核心素养。潮汐规律与紫菜生长周期观测作为高中生物校本课程的延伸内容，具有跨学科、实践性强的特点。通过项目式学习，学生能够在探究过程中理解潮汐对紫菜生长的影响，掌握科学观测方法，提升综合实践能力。

一、构建真实问题情境，激发探究兴趣

情境创设作为项目式学习的初始阶段，通过构建真实的问题情境，能够激发学生的学习兴趣，并促使其主动参与探究。在潮汐与紫菜生长周期的观测活动中，教师可结合教材中“细胞呼吸与光合作用”的相关知识，设计与潮汐相关的生态情境，引导学生思考潮汐变化对紫菜生长的影响。

例如，教师可以先展示一段沿海地区紫菜养殖场的实地纪录片，画面中渔民在潮间带铺设紫菜网帘的场景与涨潮时海水淹没网帘、退潮时紫菜暴露在空气中的动态过程形成鲜明对比。随后抛出核心问题：“紫菜为何只能生长在潮间带？退潮时完全暴露在空气中的紫菜如何进行光合作用？涨潮时长时间浸泡在海水中的紫菜又如何维持细胞呼吸？”通过可视化情境与认知冲突的创设，引导学生将教材中相关理论知识与真实生态现象建立关联。为进一步深化情境体验，教师还可以组织学生实地考察本地潮间带，发放简易观测工具（如 PH 试纸、水温计、照度计），记录不同潮汐时段（高潮位、低潮位、干潮期）的环境参数：海水温度、盐度、光照强度、溶解氧含量等。当学生发现低潮期紫菜叶片表面附着的水珠能形成凸透镜聚焦阳光，可能导致局部细胞灼伤；而高潮期海水浊度增加会降低水下光照强度时，自然产生 “紫菜如何适应潮汐带来的环境剧烈变化”的探究需求。接着，教师趁机引入紫菜养殖中的实际问题 ——“近年来某紫菜养殖场出现退潮后幼苗大面积死亡现象，可能与哪些潮汐相关因素有关？” 将学术探究与生产实践相结合，将能使学生真正意识到所学知识的现实意义。

二、设计开放性的问题，引导深度探究

项目式学习的核心在于问题驱动，通过构建开放性问题，能够促进学生深入探究并培养其科学思维能力。在进行潮汐与紫菜生长周期的观测时，教师可将教材中“生态系统”的知识点相结合，设计与潮汐相关的开放性问题，例如探讨“不同潮汐带的紫菜生长周期差异如何影响生态系统的能量流动？”此类问题能够引导学生从单一现象的观察转向对生态系统整体性的思考。

教学中，教师指导学生分组采集不同潮汐带的紫菜样本，并进行周期性的生长监测，同时详细记录相关数据。通过对比分析，学生们观察到高潮汐带紫菜的生长周期相对较短，而低潮汐带紫菜的生长周期则较长。结合教科书中关于“生态系统能量流动”的理论知识，学生们推论出高潮汐带紫菜由于暴露时间较短，光合作用效率较低，从而导致其生长周期缩短。为了对这一推论进行验证，学生们进一步设计了实验，对不同潮汐带紫菜的光合作用速率进行了测量，并通过数据分析来探究潮汐变化对紫菜生长周期的具体影响。他们使用便携式光合仪对紫菜在不同潮汐带的光合效率进行了测定，结果表明低潮汐带紫菜由于光照时间较长，其光合效率显著高于高潮汐带紫菜。这一实验结果不仅证实了学生们之前的假设，而且加深了他们对“生态系统能量流动”这一核心概念的理解。

三、引入数字化工具，提升探究效率

在数字化时代背景下，技术整合成为项目导向学习的关键支撑。通过集成数字化工具，能够有效提升学生的研究效率，并增强其实践技能。以潮汐现象与紫菜生长周期的观察为例，教师可将教材中关于“显微镜使用”的内容与数字化显微镜技术及潮汐模拟软件相结合，以助学生更精确地完成观察任务。

例如，在带领学生观测紫菜细胞结构时，传统显微镜需学生反复调试焦距和光圈，且只能单人观察，效率低下。而数字化显微镜可连接电脑，将紫菜细胞实时投影至大屏幕。学生只需将紫菜样本放置在载物台上，通过软件调节放大倍数和对比度，清晰的细胞结构便直观呈现。期间，教师可实时观察学生的观测画面，针对焦距不准、样本放置歪斜等问题及时指导，避免学生盲目操作浪费时间。同时，学生们能在大屏幕上共享同一视野，围绕细胞壁的厚薄、叶绿体的分布等特征展开实时讨论，分析不同生长阶段紫菜细胞结构的差异。当学生需要探究潮汐现象与紫菜生长周期的关系时，潮汐模拟软件则大显身手，在软件中输入不同的日期、地理位置等参数，模拟出相应的潮汐变化情况，如高潮位、低潮位的时间和高度，直观展示潮汐过程中海水的流动方向和速度，让学生仿佛置身于真实的海洋环境中，通过观察在不同潮汐条件下紫菜的生长状态，如叶片的伸展程度、颜色变化等，记录相关数据并进行分析。这种数字化的模拟方式，打破了时间和空间的限制，学生无需长时间在海边实地观测，就能获取大量的潮汐与紫菜生长的数据，大大提升了他们学习探究的效率。

结语：项目式学习在潮汐规律与紫菜生长周期观测中的应用，为高中生物教学提供了创新路径。通过情境创设、问题驱动和技术融合三大策略，学生在真实情境中探究潮汐对紫菜生长的影响，提升了科学思维与实践能力。未来，项目式学习可进一步拓展至其他生物主题，为培养学生的综合素养提供更广阔的空间。

参考文献：

[1]许鑫滢.五育融合视域下高中生物项目式学习策略研究[J].高考，2024（31）：60-62.

[2]卿旭，刘军.基于项目式学习的校本课程开发和实施——以“塑料污染对生菜生长发育的影响”为例[J].吉林省教育学院学报，2021，37（09）：147-152.