夏子玫
當(dāng)前,在社會、經(jīng)濟、資源可持續(xù)發(fā)展的觀念下培養(yǎng)學(xué)生對生物多樣性的理解越來越受到教育界的重視。生物多樣性是地球上各種生命形式幾十億年進(jìn)化的結(jié)果,是人類社會賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。保護(hù)生物多樣性就是保護(hù)人類自己,因此在生命科學(xué)教育中要強化這一主題。人們將生物多樣性分為遺傳多樣性、物種多樣性和生態(tài)系統(tǒng)多樣性3個層次,其中,物種多樣性在生物多樣性中占有舉足輕重的地位,一般意義上,人們所說的生物多樣性方面的問題,就是指物種多樣性,是生物多樣性最基礎(chǔ)和最關(guān)鍵的層次。幫助學(xué)生形成正確、穩(wěn)定的物種多樣性概念,對于他們理解生物多樣性具有重要意義。南京秦淮區(qū)的小學(xué)科學(xué)教研員和一線教師組成研究團(tuán)隊,在查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)和課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上提出生物多樣性學(xué)習(xí)進(jìn)程的假設(shè),并采用評測題和訪談的方法開展實證研究。抽取南京市秦淮區(qū)1-6年級小學(xué)生270人進(jìn)行訪談、1800人進(jìn)行測試。根據(jù)評測結(jié)果,對假設(shè)的學(xué)習(xí)進(jìn)程進(jìn)行修訂,最終形成小學(xué)生“物種多樣性”概念的學(xué)習(xí)進(jìn)程。
兒童“物種多樣性”概念學(xué)習(xí)進(jìn)程
參考國內(nèi)外相關(guān)研究及課程標(biāo)準(zhǔn),并結(jié)合研究團(tuán)隊的教學(xué)經(jīng)驗和對該概念的理解,我們首先提出了兒童“物種多樣性”概念學(xué)習(xí)進(jìn)程假設(shè),將小學(xué)分成低、中、高3個年級段:12年級、3-4年級、5-6年級。概念以拼圖式分布,形成學(xué)習(xí)進(jìn)程。通過對2070名小學(xué)生的調(diào)研,修訂完善進(jìn)程,最終形成兒童“物種多樣性”概念學(xué)習(xí)進(jìn)程,如表1所示。
該進(jìn)程體現(xiàn)了拼圖式學(xué)習(xí)進(jìn)程的特點,學(xué)生對于某個概念的掌握是通過對各個小概念“碎片”的掌握,逐漸拼成整個認(rèn)知結(jié)構(gòu)圖。
小學(xué)1-2年級學(xué)生所能掌握的概念主要是對動植物的識別;3-4年級學(xué)生則在對動植物識別的基礎(chǔ)上,進(jìn)而了解生物的種類及生存狀況,認(rèn)識微生物;5-6年級學(xué)生所能掌握的概念是在此基礎(chǔ)上,形成對物種多樣性概念的理解,及了解物種多樣性對人類的意義。
通過對學(xué)生的調(diào)研發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)進(jìn)程符合大多數(shù)學(xué)生在各年級段對物種多樣性概念的理解,學(xué)生對于進(jìn)程中各概念的理解隨著年齡的增長而逐漸加深。例如:
在宏觀上,對于概念1.1(不同的植物和動物都有不同的外部特征),1-2年級學(xué)生能知道部分植物與動物具有不同的外部特征,但不能用語言等形式描述不同動植物的外部特征。到了3-4年級學(xué)生能夠進(jìn)行零散的描述,到5-6年級才能作出較為完整的描述。而對于概念1.2(每一種植物、動物的個體之間也存在著不同),各年級學(xué)生的正確率持續(xù)發(fā)展,1-2年級正確率在70%左右,在3-4年級之后有穩(wěn)定的高正確率,因此該概念在1-2年級是教學(xué)干預(yù)的重要時期。
在微觀上,隨著年齡的增長,學(xué)生對微觀生物的理解呈現(xiàn)出清楚-混淆-非常了解的過程,低年級學(xué)生知道土壤中的某些生物會“吃掉”埋在土里的魚骨,但不知道這些生物是什么;而到了三四年級,學(xué)生了解到植物的根從土壤里吸收營養(yǎng),認(rèn)為埋在土里的魚骨消失是因為被植物的根吸收了,不知道土壤中的營養(yǎng)物質(zhì)來自于微生物的分解作用;到了6年級,學(xué)生對生物的了解增多,非常清楚微生物的存在和種類。而對于“幾乎在每個地方都能找到生物”概念的理解,學(xué)生也是逐漸提高,低年級學(xué)生知道深海、雪山、河水、土壤中有生物存在,而到了高年級,學(xué)生才知道人的腸道中也有生物(微生物)存在。
基于學(xué)習(xí)進(jìn)程,開展教學(xué)實踐
針對學(xué)習(xí)進(jìn)程和學(xué)生對于各概念的理解情況,課題組設(shè)計了針對不同年級的課程,以概念1.1和2.1為例。
課題1:它長得什么樣?
適用年級
小學(xué)2年級
學(xué)習(xí)內(nèi)容分析
這節(jié)課是針對學(xué)習(xí)進(jìn)程中的概念1.1“不同的植物和動物都具有不同的外部特征”編制的第2課時。第1課時的主要教學(xué)內(nèi)容為讓學(xué)生在學(xué)校的花園內(nèi)尋找1種小動物,拍攝照片。課后,使用軟件“輕筆記”(——“輕筆記”軟件可以讓學(xué)生與教師在iPad和電腦之間共享筆記、同步查看;Keynote是幻燈片演示軟件,可以在iPad和電腦上實現(xiàn)課件的共享;Airplay的推送功能可以將學(xué)生做的筆記、錄音等推送到教師的電腦,實現(xiàn)大屏幕同步分享),將自己觀察的小動物的身體外部特征用照片、繪畫或語言錄音等各種形式上傳到班級筆記中。第2課時仍由尋找校園內(nèi)的動物人手,讓學(xué)生再尋找更多的小動物,在觀察中學(xué)習(xí)描述小動物的外部特征,發(fā)現(xiàn)不同的動物具有不同的外部特征。并通過拼圖游戲,認(rèn)識到各種動物外部特征之間的區(qū)別。
學(xué)習(xí)者分析
2年級學(xué)生年齡小,對小動物有天然的親近感。他們已從一些書籍和電視節(jié)目中認(rèn)識了很多動物,知道動物的身體各不相同,但很難用語言完整地描述它們的外部特征。他們的觀察點或描述點集中在動物身體的局部特征上。
預(yù)期學(xué)習(xí)目標(biāo)
發(fā)現(xiàn)局部身體外部特征的描述無法整體認(rèn)知一個動物,意識到外部特征描述完整便于辨別動物。
小組合作,運用動物照片對校園中的一種動物的外部特征進(jìn)行全面描述,使用語音輸入技術(shù)進(jìn)行記錄在全班交流,發(fā)現(xiàn)不同的動物有各自的外部特征。
能運用動物的不同外部特征的描述來辨認(rèn)動物。
教學(xué)重點
運用動物照片對校園中的一種動物的外部特征進(jìn)行全面描述。
教學(xué)難點
對動物的外部特征進(jìn)行全面描述。
教學(xué)準(zhǔn)備
教學(xué)課件、iPad;教學(xué)軟件——輕筆記、Keynote、Airplay。
教學(xué)主要過程
導(dǎo)入。各小組用Pad聽上節(jié)課中學(xué)生對所觀察的動物做的錄音筆記,在另一臺iPad上將小動物的身體部件的圖拼接完整,與教師和同學(xué)分享結(jié)果。由于學(xué)生沒有學(xué)習(xí)如何對動物外部特征進(jìn)行描述,對動物的描述往往是片面的、局部的,所以在錄音筆記中學(xué)生能獲得的信息較少,大多數(shù)學(xué)生無法正確完成動物身體部件的拼接。
引導(dǎo)學(xué)生對動物進(jìn)行全面觀察,用系統(tǒng)、準(zhǔn)確的語言來描述動物的外部特征。這個環(huán)節(jié)是教學(xué)的難點,需要教師仔細(xì)耐心地引導(dǎo)。例如:
師:我們該如何描述小動物的樣子,讓大家能又快又準(zhǔn)地拼出小動物?
生:顏色、大小、形狀。
師:好,我來按照同學(xué)們說的試一試。一個小動物全身是黑色的,長得很大,形狀大概是圓圓的。你們能猜到老師說的是什么小動物嗎?
生:不能。
師:看來我們在描述時還缺少一些重要的信息。(出示蝸牛圖片)除了顏色、形狀、大小以外,你還會介紹蝸牛身體外觀的哪些信息呢?
生:蝸牛有觸角。
師:你提到了觸角,觸角是蝸牛身體的什么呀?
生:身體的一個部位。
師:看來想要介紹一個小動物的樣子,得先介紹它身體外觀各部位。(板書:身體外觀各部位)比如,你們提到蝸牛有觸角,請你指一指蝸牛的觸角在哪里?
生:(指出蝸牛的觸角)
師:你們贊同嗎?
生:(點頭)
師:如果老師告訴你那個不是蝸牛的觸角,你們覺得那個會是蝸牛的什么呢?
生:不知道。
師:看來我們大家對于小動物身體外觀的各部位認(rèn)識得還不正確。如果我們自己都不能準(zhǔn)確地認(rèn)識小動物身體外觀的各部位,我們在介紹的時候就會……
生:出錯。
學(xué)生自學(xué)“輕筆記”中小動物學(xué)習(xí)手冊,認(rèn)識一些小動物的身體外觀各部位。各小組按照動物的各部位描述小動物的外部特征。
總結(jié):在介紹小動物的時候要盡量介紹完整,不僅包括顏色、大小,還要詳細(xì)介紹小動物的各個部位。
課題2:它們是一類的?
適用年級
小學(xué)3年級
學(xué)習(xí)內(nèi)容分析
這是針對學(xué)習(xí)進(jìn)程中的概念2.1“多種多樣的生物可以按照不同的方式進(jìn)行分類”設(shè)計的1節(jié)課。教學(xué)主要內(nèi)容是通過描述生物特征讓學(xué)生猜謎的形式,讓學(xué)生了解不同的生物具有不同的特征。然后創(chuàng)設(shè)情境:“中山小學(xué)要建1個小型生物博物館,引進(jìn)了一批生物標(biāo)本,如何將其安放在不同的分館和房間中?”幫助學(xué)生將生物分成動物和植物,并按照動物的外形特征進(jìn)行分類。課程重點關(guān)注學(xué)生能否對分類的理由給出較為合理的解釋。
學(xué)習(xí)者分析
通過對于概念2.1理解情況的調(diào)查,發(fā)現(xiàn)一二年級學(xué)生對生物的外觀總體觀察正確率較高,但對生物的分類正確率到了3年級才有較高的正確率,3年級是對學(xué)生進(jìn)行生物分類教學(xué)的干預(yù)期??梢姡挥性趯又参锿庑翁卣饔谐浞至私獾幕A(chǔ)上,才能引導(dǎo)學(xué)生開展分類的活動。概念1.1和1.2是概念2.1的基礎(chǔ),而概念2.1的建構(gòu)則是為后續(xù)概念服務(wù)。當(dāng)然,在分類之前,再對動植物的外形特征加以分析仍是必要的,以幫助小學(xué)生熟悉和鞏固。
預(yù)期教學(xué)目標(biāo)
通過將生物標(biāo)本分往不同的館,將生物分為動物和植物,歸納動物和植物的區(qū)分。
通過描述蚯蚓、蛇、鴿子等不同動物的特征,再進(jìn)行對比,發(fā)現(xiàn)這些動物的相同和不同之處。
通過博物館分類的活動,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生物的外形特征對生物進(jìn)行分類,并說明理由。
教學(xué)重點
歸納出區(qū)分它們的主要根據(jù)是生物的外形特征。
教學(xué)難點
通過蚯蚓、蛇、鴿子的不同對比,引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生物的外形特征進(jìn)行分類。
教學(xué)準(zhǔn)備
課件,蚯蚓、蛇、海豚、鯊魚、鴿子、蝙蝠等各種動物圖片。
教學(xué)主要過程
游戲。根據(jù)描述,猜出是哪一種生物,由“不同的生物具有不同的特征”引出博物館需要分類。
有一種動物生活在陸地上,渾身沒有骨頭,身體是一節(jié)一節(jié)的,愛鉆土。
有一種動物生活在海洋里,有鋒利的牙齒,十分兇猛。
有一種動物生活在天空中,胸骨突出,有翅膀,夜里活動,白天睡覺。
創(chuàng)設(shè)情境?!爸猩叫W(xué)將要建立1個小型生物博物館,進(jìn)了一批生物標(biāo)本,我們一起來看這些生物應(yīng)該如何分類安放”,幫助學(xué)生了解生物“界”的分類,區(qū)分植物和動物。
呈現(xiàn)圖片:有胡椒、麥子、瓶子樹、獵豹、禿鷲、鴨子……博物館有2個分館,該如何將這些生物分到2個館中?
小組討論:將圖片中的生物進(jìn)行分類,并說明分類理由,解釋這2類的不同,在班級中交流。
總結(jié):生物可以分為2大類——動物和植物,因此可以將中山小學(xué)的生物博物館分為動物館和植物館。
在動物館里進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)致的分類,引導(dǎo)學(xué)生按照動物的外形特征,將動物進(jìn)行分類。
呈現(xiàn)圖片,提出問題:現(xiàn)在請我們走進(jìn)動物館,動物館內(nèi)有蚯蚓、鯊魚、蛇、鴿子、海豚、蝙蝠等動物的標(biāo)本。這些動物標(biāo)本不能隨意擺放,怎樣將它們分到不同的房間呢?
仔細(xì)觀察動物圖片,在小組里描述和記錄這些動物的外形特征。選取多個動物,對比它們的不同。
小組討論:將圖片中的動物進(jìn)行分類,并說明分類理由,在班級中交流和討論。
課程總結(jié)。動物可以按照其外形特征進(jìn)行分類。下個禮拜還會再來一批生物,我們應(yīng)先將生物進(jìn)行動物和植物分類,分到各館,再將動物分到不同的房間。
教學(xué)反思
物種多樣性概念的學(xué)習(xí)進(jìn)程描述了兒童在不同年齡段對物種多樣性相關(guān)概念的理解和掌握情況研究,教師可以清晰地知道6~12歲兒童在不同年齡段圍繞物種多樣性概念該設(shè)定什么學(xué)習(xí)目標(biāo),如何合理表述學(xué)習(xí)目標(biāo)以符合學(xué)生在不同年齡段的實際發(fā)展水平,幫助學(xué)生逐步擴展形成相互連貫的物種多樣性的概念框架。
例如“不同的外部特征有助于動物或植物的生存”概念的下一級概念是低年段“不同的植物和動物都具有不同的外部特征”,上一級概念是“某些植物品種和動物品種比其他品種具有更多的優(yōu)良特性”。通過學(xué)習(xí)進(jìn)程研究發(fā)現(xiàn),一方面,對于常見的生物,學(xué)生可以說出他們的生存環(huán)境,但通常是知其然不知其所以然,能將生物的外部特征與環(huán)境聯(lián)系分析思考的孩子少之又少;另一方面,學(xué)生對是環(huán)境選擇了生物還是生物選擇了環(huán)境認(rèn)識模糊,大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為生物選擇了環(huán)境。鑒于此,建構(gòu)此概念的學(xué)習(xí)目標(biāo)設(shè)計為:①觀察給定的環(huán)境,分析引進(jìn)該環(huán)境中的生物需要具備哪些特性;②觀察給定生物的外部特征,推測其適合生存的特定環(huán)境,明晰特定環(huán)境中的生物需要具備的身體特征;③分析不同環(huán)境中現(xiàn)有的生物,推測在一定時間后的生存狀況。
學(xué)習(xí)進(jìn)程幫助教師了解學(xué)生建構(gòu)此概念的學(xué)習(xí)路徑,其間要經(jīng)歷哪些子概念的建構(gòu)學(xué)習(xí),學(xué)生在形成各子概念時需要的相關(guān)知識儲備和技能是什么,學(xué)生建構(gòu)概念時所掌握的知識、習(xí)得的技能對后續(xù)學(xué)習(xí)的作用是什么,由此合理安排物種多樣性學(xué)習(xí)的序列,組織適宜的學(xué)習(xí)活動,提供合適的“腳手架”進(jìn)而幫助學(xué)生在物種多樣性概念學(xué)習(xí)中持續(xù)性發(fā)展。