1. 引言
2020年《中共中央国务院关于全面加强新时代大中小学劳动教育的意见》[1]和《大中小学劳动教育指导纲要(试行)》(以下简称《指导纲要》) [2]的公布，2021年“全面加强新时代中小学劳动教育”网络议政远程协商会的召开，2022年教育部颁布的《义务教育课程方案(2022年版)》明确提出在义务教育阶段设置劳动国家课程[3]，上述举措无不反映出党和国家以及整个社会对劳动教育的普遍重视。劳动教育的研究也成为近几年的热点之一，相关学者提出要重视劳动教育课程与教学的整合，做到与其他课程有机融合，协同好劳动教育直接与间接、正式与非正式、校内与校外、课内与课外的关系。劳动教育不能像“豆腐块”那样成为一个“独立”于德育、智育、体育、美育存在，而是要通过众多学科弘扬劳动精神，通过各种教育活动去开展劳动教育[4]。
劳动教育是素质教育十分重要的组成部分，把其融入到初中学科教学当中，可以在多元学科的互动整合当中进一步发挥劳动教育价值，丰富学科教育内容，提高劳动教育的丰富性，为劳动教育改革和高质量发展提供有效路径，拓宽教学改革创新道路。新颁布的《义务教育生物学课程标准(2022年版)》也将“生物学与社会·跨学科实践”作为重要的学习主题，并涉及了日常生活劳动在内的多项活动。生物学学科中的一个重要教育目标，就是让学生拥有科学探究的经历和体验。其中，调查、实验、实习等是中学生普遍感兴趣的探究性活动，不仅有利于学生掌握知识，而且能够让学生在科学态度、创新精神、劳动技能、分析和解决问题的能力等方面得到更好的发展[5]。因此在课堂教学，尤其是实验教学中应体现出科学探究的特征，同时注意挖掘学生的兴趣点，从而让学生真正体验科学探究的过程，体会科学探究的精神。
劳动教育与生物学核心素养探究实践二者的融合，符合劳动课程强调的注重动手实践、手脑并用，知行合一、学创融通理念[6]，也符合生物学课程倡导的通过实验、探究类学习活动或跨学科实践活动，使学生加深对生物学概念的理解，提升应用知识的能力之要求[7]。由此，生物学课程也能为劳动体验赋予更多的科学内涵。
2. 劳动教育与核心素养融合的生物学实验设计
2.1. 实验背景分析
苹果(Malus pumila Mill.)，乔木；梨果扁球形，萼宿存；原产于欧洲、西亚，我国北部至西南部均有栽培；果鲜食或加工酿酒[8]。新鲜苹果在切开后，很容易发生褐变，导致感官发生变化，营养质量下降，使人们对苹果的接受度大幅降低，这也是我们在日常生活中经常会遇到的困扰。
那么，是什么原因导致苹果切开后变色呢？通过查阅资料，我们发现是因为发生了酶促褐变反应导致苹果变色。苹果组织细胞被破坏后，加速了多酚氧化酶(Polyphenol oxidase, PPO)和酚类化合物的自由接触。在氧气充足的情况下，酚类化合物在PPO的催化下氧化成醌，再进一步发生氧化聚合等非酶促反应，最终导致褐色色素的形成，从而导致苹果发生变色[9]。
变色的过程指出酶可以促进该反应的进行，七年级的学生在学习了《消化和吸收》[10]这节课后，初步了解到酶的功能，但对酶究竟是如何发挥作用的理解尚存在些许困难。我们能否设计一种简单且实用的方法去减缓苹果变色的速度呢？继而通过设计这个实验，培养学生运用科学思维探究现实中遇到的问题之能力，同时帮助学生进一步理解酶的作用。
2.2. 实验目标定位
2.2.1. 生命观念
了解苹果细胞中酶的功能，帮助学生理解酶究竟是如何发挥作用。
2.2.2. 科学思维
根据观察到的褐变现象及减少褐变现象发生的现实需求，尝试提出需要解决的跨学科实践问题。结合相关科学知识或生活经验，利用简易器材，设计可行的方案，最终形成解决问题的最佳方案，培育学生理性思维、勇于探究的科学精神。
2.2.3. 探究实践和劳动能力
在探究减少褐变现象发生的过程中，运用科学探究方式激发学生的好奇心和求知欲，提高学生解决真实情景中的问题能力，培养学生采用有效的方法，完成实践任务，发展并形成基本的设计能力与动手能力。
2.2.4. 态度责任和劳动精神
通过劳动科学实践，培养学生勤俭、创新的劳动精神和严谨求实、勇于质疑的科学态度。通过处理实验产生的废物，增强学生的垃圾分类意识。
2.3. 仪器与材料
烧杯、量筒、玻璃棒、培养皿、镊子、水果刀、托盘天平、胶头滴管、温度计、电加热器、一次性手套、标签纸、新鲜苹果、新鲜柠檬、蔗糖、热水等。
2.4. 实验步骤
2.4.1. 操作
取4只200 mL的烧杯中分别加入75 mL的清水、沸水、柠檬汁和5%蔗糖溶液(可根据设计情况进行调整或增加种类)，编号为1~4。再将4个大小基本相同的苹果瓣，依序快速投入4种不同的液体中，投入清水的为样品1，剩余的依次为样品2~4。
2.4.2. 观察
在液体中浸泡3分钟后，取出苹果瓣，将有皮的一面朝下放置在培养皿上，静置一段时间后再进行观察。
2.5. 实验结果
2.5.1. 静置30分钟
静置30分钟之后，观察每个样品苹果瓣的变色程度，如图1。
Figure 1. Apple petals after 30 minutes of rest
图1. 静置30分钟后的苹果瓣
记录实验结果，并填入下表，如表1所示。
Table 1. Experimental results record (after 30 minutes)
表1. 实验结果记录(30分钟之后)
编号 |
处理方法 |
实验结果 |
样品1 |
清水浸泡 |
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样品2 |
沸水浸泡 |
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样品3 |
柠檬汁浸泡 |
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样品4 |
蔗糖溶液浸泡 |
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2.5.2. 静置24小时
静置24小时之后，再观察每个样品苹果瓣的变色程度，如图2。
Figure 2. Apple petals after 24 hours of rest
图2. 静置24小时后的苹果瓣
记录实验结果，并填入下表，如表2所示。
Table 2. Experimental results record (after 24 hours)
表2. 实验结果记录(24小时之后)
编号 |
处理方法 |
实验结果 |
样品1 |
清水浸泡 |
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样品2 |
沸水浸泡 |
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样品3 |
柠檬汁浸泡 |
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样品4 |
蔗糖溶液浸泡 |
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2.5.3. 废物处理
观察完毕后，妥善处理实验过程中产生的全部废物，并进行垃圾分类，引导学生参与环境保护实践，增强垃圾分类意识(见图3)。
Figure 3. Waste classification
图3. 垃圾分类
2.6. 评价
2.6.1. 评价方法
自我评价：学生对自己的实验设计、操作和报告进行反思和评价；写一份自我评价报告，包括优点、不足及改进建议。
同伴评价：同学之间互相评价，可以从多个角度提出意见和建议；采用评分表的形式，涵盖各个评价维度。
教师评价：教师对学生的表现进行全面评价，包括实验设计、操作、报告撰写等；通过观察和提问，评估学生的批判性思维和社会责任感。
展示与答辩：组织学生展示实验结果，并接受同学和教师的提问；通过答辩环节，进一步考察学生的表达能力和应变能力。
2.6.2. 评价标准
实验完成情况的评价标准见表3。
Table 3. Evaluation of experimental completion status
表3. 实验完成情况评价
组别： 姓名： 日期： 年 月 日 |
评价项目 |
自我评价结果 |
同伴评价结果 |
教师评价结果 |
1. 实验设计 (20分) |
明确的实验目的和问题(5分) |
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合理的实验步骤(10分) |
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安全操作规程(5分) |
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2. 实验操作 (20分) |
规范的操作(10分) |
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能够独立完成(10分) |
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3. 结果记录与分析 (20分) |
结果记录详尽准确(10分) |
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正确分析实验结果(10分) |
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4. 报告撰写 (20分) |
结构清晰(5分) |
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逻辑性强(5分) |
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包含所有必要信息(10分) |
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5. 态度责任与劳动精神 (20分) |
积极参与(5分) |
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分工合作(5分) |
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关注环保(5分) |
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提出可持续发展建议(5分) |
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改进建议 |
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评价得分 |
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最终评价得分 |
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2.6.3. 评价结果应用
反馈与改进：将评价结果及时反馈给学生，指出优点和不足；帮助学生制定改进计划，提高下次实验的效果。
成绩评定：根据各项得分综合评定学生的最终成绩；成绩可作为期末考核的一部分，也可以用于形成性评价。
持续改进：教师根据评价结果调整教学策略，优化实验设计；不断改进评价体系，使其更加科学合理。
2.7. 分析与讨论
通过实验我们发现，不同的处理方式对苹果组织细胞发生的酶促褐变有着不同程度的影响：24小时之后，样品1清水处理没有影响；样品2沸水处理有抑制作用，但苹果瓣出现了明显的失水现象；样品3柠檬水处理有抑制作用，且无其他影响；样品4糖水处理没有影响。
那么，为什么有些处理能够产生明显的作用呢?这个问题值得我们深入思考，通查阅资料[11]发现，原来实践中控制酶促褐变的方法主要从控制“酶”和“氧”两方面入手，主要途径有：
(1) 钝化“酶”的活性，可以采用热烫、添加抑制剂的方法。
(2) 改变“酶”作用的条件，可以采用改变酸碱度的方法。
(3) 隔绝氧气的接触。
(4) 使用抗氧化剂，可以添加抗坏血酸、二氧化硫等。
样品2的处理即是通过热烫的方法钝化“酶”的活性，达到控制酶促褐变的效果，但因为温度过高导致细胞死亡，苹果瓣大量失水，这个方法在实践中并不可取。样品3的处理则是通过添加抗坏血酸的方法，达到控制酶促褐变的效果，苹果瓣外观保持较好，且柠檬汁中富含的是天然抗坏血酸，在实践中可以选用。
3. 结语
日常生活中我们可以选用适当浓度柠檬汁浸泡的办法去减缓苹果发黑变色的速度。但考虑成本问题，可以通过进一步实验尝试探索能否降低柠檬汁的浓度，从而减少柠檬的用量，以达到控制成本和抑制褐变之间的平衡。学生在逐步体验科学劳动实践的过程中建立正确劳动观念，培养其良好的劳动习惯，增强其基本的劳动技能，实现全面发展，同时为初中生物学教育注入新的活力与生机。
初中教育是对学生进行劳动教育的坚实阵地，除了要依托专门的劳动课程对学生进行教育指导之外，非常有必要与初中阶段不同学科教学结合起来，让劳动教育融入其中。对不同学科当中的劳动教育资源进行挖掘和利用，开展X学科 + 劳动的教学模式，能够丰富劳动教育形式，引导学生建立良好的劳动精神，培养学生的劳动品质，增强学生的责任感，提高学生思考和解决问题的能力，引领学生全面发展。
基金项目
本文系陕西省“十四五”教育科学规划2023年度课题“劳动教育与初中地理、物理、生物学融合的实践研究”的研究成果之一，课题批准号：SGH23Y0422。